ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС
PLUNGER PUMP

Изобретение может быть использовано при производстве плунжерных насосов с высоким выходным давлением.
Известен плунжерный насос с гидростатической разгрузкой и смазкой плунжерных опор перекачиваемой жидкостью (Т.М.Башта и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982, стр. 319, рис. 3.31, стр. 321, рис. 3.33).
Применение такого насоса ограничено тем, что перекачиваема  жидкость, контактирующа  с подшипниками и другими детал ми ротора насоса, должна обладать удовлетворительными смазывающими и антикоррозионными свойствами.
Известен также плунжерный насос с гидростатической разгрузкой плунжерных опор рабочей жидкостью, имеющий разделитель рабочей и перекачиваемой жидкостей в виде мембранного узла в магистрали между плунжерами и распределительным устройством (RU 3898 U1, 16.04.1997). С помощью такого насоса можно перекачивать практически любые жидкости, использу  масло в качестве рабочей жидкости.
Однако с применением разделител  неизбежно растут габариты и масса насоса, а также потери, св занные с увеличением так называемого "мертвого" объема жидкости из-за удаленности плунжера от распределительного устройства.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключаетс  в том, чтобы уменьшить габариты и массу плунжерного насоса, а также увеличить его КПД.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, состоит в исключении из конструкции насоса специальных узлов-разделителей рабочей и перекачиваемой жидкостей с сохранением гидростатической разгрузки плунжерных опор рабочей жидкостью. Достигаетс  технический результат тем, что в качестве разделител  рабочей и перекачиваемой жидкостей в за вленном насосе используютс  сами плунжера, установленные в насос с радиальным подвижным уплотнением, а дл  гидростатической разгрузки плунжерных опор рабочей жидкостью каждый плунжер содержит св занный с плунжерной опорой цилиндр с центральным сквозным отверстием и радиальными окнами в стенке, выход щими в полость с рабочей жидкостью, гильзу с глухим дном, надетую на цилиндр с возможностью осевого перемещени  относительно его до упора в цилиндр с открытием окон при всасывании и перекрытием окон при нагнетании; при этом между цилиндром и дном гильзы имеетс  возвратна  пружина сжати .
Исключение специальных узлов-разделителей позвол ет уменьшить вес и габариты насоса, а также увеличить КПД насоса путем приближени  плунжеров к распределительному устройству с уменьшением "мертвого" объема.
На фиг. 1 представлен за вленный плунжерный насос в осевом сечении; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - плунжерный узел в такте нагнетани ; на фиг.4 - плунжерный узел в такте всасывани .
Плунжерный насос содержит составной корпус 1 с радиальными разделками по числу плунжеров. Над каждой разделкой установлена плунжерна  крышка 2 со втулкой 3. Во втулки вставлены плунжера 4 с башмаками (плунжерными опорами) 5 до упора башмаков в сепараторные кольца 6. В корпус 1 установлен на подшипниках 7 вал 8 с цилиндрическим эксцентриком 9, размещенным между цилиндрическими подошвами башмаков 5. В каждой крышке 2 размещены также клапан всасывани  10 и клапан нагнетани  11. К торцам крышек у клапанов 10 прикреплен коллектор входа 12 со штуцером входа 13, к противоположным торцам - коллектор выхода 14 со штуцером выхода 15.
Плунжера установлены во втулки 3 с радиальным подвижным уплотнением, состо щим из скребкового уплотнени  16 и двух манжетных уплотнителей 17, между которыми имеютс  дренажные каналы 18.
Каждый плунжер включает полый цилиндр 19, одним концом шарнирно св занный с башмаком 5. В стенке цилиндра выполнены окна 20, а также сквозной радиальный паз 21. На цилиндр 19 надета с прецизионным зазором гильза 22, глухое дно которой подпружинено от цилиндра пружиной 23. Цилиндр и гильза св заны между собой упорным штифтом 24, установленным в радиальное сквозное отверстие гильзы через паз 21 цилиндра.
В каждом башмаке 5 выполнено отверстие 25, с одной стороны сообщенное с жиклерным отверстием цилиндра 19, с другой - выход щее в разгрузочную выемку 26 на подошве башмака 5.
Внутренние полости корпуса 1 и плунжеров 4 заполнены рабочей жидкостью, например минеральным маслом. Остальные полости заполн ютс  перекачиваемой жидкостью при работе насоса.
Работа насоса.
При вращении вала 8 плунжера 4, взаимодействующие с эксцентриком 9 через башмаки 5 с помощью сепараторных колец 6, совершают возвратно-поступательное движение во втулках 3, измен   объем межклапанной полости 27.
При движении плунжера в сторону оси вращени  (всасывание) из-за разрежени  в полости 27 клапан 11 закрываетс , а клапан 10 открываетс , после чего перекачиваема  жидкость из штуцера 13 через коллектор 12 поступает в полость 27.
При движении плунжера от оси вращени  (нагнетание) возросшим давлением в полости 27 закрываетс  клапан 10 и открываетс  клапан 11, после чего жидкость из полости 27 поступает в коллектор 14 и далее через штуцер 15 - к потребителю.
При нагнетании (фиг.3) гильза 22 под действием давлени  в полости 27, а также сил инерции гильзы и трени  по ее наружной поверхности, преодолева  усилие пружины 23, перемещаетс  относительно цилиндра 19 вместе со штифтом 24 в сторону цилиндра. При этом внутренней поверхностью у нижнего торца (фиг.3) гильза перекрывает окна 20 цилиндра 19, и дальнейшее движение гильзы в этом направлении может происходить лишь с вытеснением рабочей жидкости из замкнутой внутренней полости плунжера через прецизионный зазор цилиндр-гильза и между сопр женными поверхност ми пар башмак-эксцентрик, башмак-цилиндр. Т. к. указанные перетечки невелики из-за плотного прилегани  поверхностей, то давление рабочей жидкости внутри плунжера и в разгрузочной выемке 26 повышаетс  пропорционально давлению в полости 27. При этом происходит гидростатическа  разгрузка сопр жени  башмак-эксцентрик.
Длина паза 21 в цилиндре 19 выполнена такой, что при нагнетании штифт 24 не доходит до упора в дно паза. При всасывании (фиг.4) давление в полости 27 падает и под действием пружины 23, а также сил инерции и трени  гильза 22 со штифтом 24 перемещаетс  от цилиндра 19 до упора штифта 24 в дно паза 21. Окна 20 цилиндра при этом открываютс  и через них внутренн   полость плунжера заполн етс  рабочей жидкостью. Далее процесс повтор етс . В абсолютном движении гильза 22 и цилиндр 19 совершают совместное возвратно-поступательное движение.
Очевидно, что в описанном насосе разделителем рабочей и перекачиваемой жидкостей  вл етс  гильза 22 с уплотнител ми 17.
В данной конструкции имеетс  возможность максимально приблизить клапана к плунжеру дл  уменьшени  "мертвого" объема и св занных с ним потерь. При этом обеспечена гидростатическа  разгрузка и смазка плунжерных опор рабочей жидкостью.