ДОЗИРУЮЩИЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС

Полезная модель относится к насосостроению, а именно к дозирующим насосам, и может быть использована в установках обеспечения технологических процессов в различных отраслях промышленности, например, нефтедобывающей, для дозированной подачи агрессивных, токсичных, абразивных и других жидкостей.
При использовании в нефтедобывающей промышленности дозирующего насоса необходимо осуществлять не только дозированную подачу химических реагентов в скважину, но и подавать их под высоким давлением.
Известна объемная дозировочная установка, содержащая гидроприводной блок с вытеснителем, ограничивающим приводную камеру и связанным со штоком гидроцилиндра, рабочие полости которого соединены через управляемый реверсивный распределитель с источником и сливом приводной среды, и регулятор источника приводной среды (А.С. СССР №520456, МПК F04B 13/00, оп. 05.07.76 г.).
Известная дозировочная установка не обеспечивает повышение давления дозируемой жидкости. Кроме того, рабочей средой в ее гидроприводе используется дозируемая жидкость, поэтому при дозированной подаче агрессивных сред ресурс работы дозировочной установки будет невысокий.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является дозирующий поршневой насос, содержащий пневмопривод, цилиндр с поршнем и подпружиненным штоком и приводной полостью, датчики начального и конечного положения поршня, всасывающий и нагнетательный клапаны и счетчик конечного объема жидкости (п. РФ №2022169, МПК F04B 13/00, оп. 30.10.1994 г.).
Недостатком данного дозирующего поршневого насоса является то, что он не обеспечивает повышение давления дозируемой жидкости на выходе, превышающего нагнетательное давление в приводной полости цилиндра.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание дозирующего поршневого насоса для его эксплуатации в нефтедобывающей промышленности, который обеспечивает увеличение давления дозируемой жидкости на выходе, превышающее нагнетательное давление.
Поставленная задача решается следующим образом.
Дозирующий поршневой насос, содержащий привод, цилиндр с поршнем, датчики начального и конечного положения поршня и всасывающий и нагнетательный клапаны, согласно заявляемому техническому решению, он содержит дополнительный цилиндр с поршнем, установленный последовательно за цилиндром, при этом штоки поршней цилиндров обращены навстречу друг другу и жестко соединены между собой, а площадь поршня цилиндра превышает площадь поршня дополнительного цилиндра.
Кроме того, всасывающий и нагнетательный клапаны выполнены сдвоенными.
Оснащение дозирующего поршневого насоса дополнительным цилиндром с поршнем, установленным последовательно за цилиндром таким образом, что их штоки обращены навстречу друг другу и жестко соединены между собой, а также выполнение поршня дополнительного цилиндра, имеющего площадь, меньше площади поршня цилиндра, позволяет повысить давление дозируемой жидкости на выходе, превышающее нагнетательное.
Выполнение всасывающего и нагнетательного клапанов насоса сдвоенными обеспечивает передачу высокого давления дозированной жидкости без ее больших потерь.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое устройство новым.
На чертеже показана схема предложенного насоса.
Дозирующий поршневой насос содержит установленный в корпусе гидропривод, состоящий из масляного бака 1, масляного насоса 2, масляного фильтра 3, предохранительного клапана 4 и гидрораспределителя 5. Гидроцилиндр 6 и дополнительный гидроцилиндр 7 установлены последовательно друг за другом. В корпусе установлены сдвоенные всасывающий 8 и нагнетательный 9 клапаны, гидроцилиндр 6 оснащен датчиками начального 10 и конечного положения 11 его поршня 10. Регулирование работой гидропривода осуществляется контроллером управления 12, а манометр 13 отражает давление в нагнетательной рампе 14. Предохранительный клапан 4 соединен с нагнетательной рампой 14 и сливной рампой 15. Поршень 16 гидроцилиндра 6 и поршень 17 дополнительного гидроцилиндра жестко соединены между собой штоками 18 и 19, обращенными навстречу друг другу. Площадь поршня 16 превышает площадь поршня 17.
Дозирующий поршневой насос работает следующим образом.
1
Насос 2 создает в нагнетательной рампе 14 давление масла P, которое определяется предохранительным клапаном 4 и отражается манометром 13. Нагнетательная рампа 14 через гидрораспределитель 5 по очереди подключается к правой или левой полости гидроцилиндра 6. В это время противоположная полость гидроцилиндра 6 через гидрораспределитель 5 подключается к сливной рампе 15, и масло через масляный фильтр 3 возвращается в бак 1. В результате этого шток 19 с поршнем 17 дополнительного гидроцилиндра 7 совершают возвратно поступательное движение, амплитуда которого определяется расстоянием между датчиками 10 и 11, а время их прохождения между датчиками определяется расходом насоса масляного 2 и пропускной способностью гидрораспределителя 5. С штоком 19 соединен жестко шток 18. При
движении штока 19 с поршнем 17 слева направо в дополнительном гидроцилиндре 7 в его правой полости создается разрежение, клапан всасывания открывается. Когда поршень 17 со штоком 19 перемещаются вправо, то поршень 17 вытесняет дозируемую жидкость, находящуюся в правой полости дополнительного гидроцилиндра 7, при этом клапан всасывания 8 закрывается, а при достижении в правой полости давления Р2, большего, чем за клапаном подачи 9, клапан подачи 9 открывается, и жидкость выходит. При одинаковом ходе поршня 17 со штоком 19 и одинаковом давлении за клапаном 9 объем дозируемой жидкости будет постоянным, а максимально возможное давление дозируемой жидкости на выходе будет определяться из соотношения:
2
1
1
2
P-P×S/S,
1
где P - давление масла в нагнетательной рампе;
2
Р - давление дозируемой жидкости на выходе;
1
S - площадь поршня 16 гидроцилиндра 6;
2
S - площадь поршня 17 дополнительного гидроцилиндра 7.
1
2
Так как в заявляемой конструкции дозирующего поршневого насоса соотношение S/S больше 1,0, то и давление на выходе дозируемой жидкости будет выше давления нагнетания.