НАСОС ДЛЯ ТАМПОНАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к насосам для вязких жидкостей и может быть использована в строительстве, буровой технике и т.п.
Чаще всего для этих целей используются шнековые, лопастные или вибрационные насосы, весьма сложные в изготовлении.
Известен насос, описанный в п. РФ №2030632 по кл. F04B 15/00, 49/00, 3.30.05.1990, оп. 10.03.1995.
Известный насос содержит установленный в корпусе цилиндр с крышкой, в котором размещен с образованием рабочей и управляющей камер поршень со штоком, который пропущен через крышку; всасывающий клапан выполнен в виде охватывающей поршень втулки, установленной с возможностью перемещения относительно цилиндра и поршня и имеющей горловину для взаимодействия с седлом и свободный торец для взаимодействия с торцом крышки, которая установлена с возможностью осевого перемещения, нагружена пружиной и снабжена регулируемым упором для образования со стороны камеры регулируемого зазора между торцами цилиндра и крышки.
Недостатком известного насоса является невысокая надежность работы.
Известен насос, описанный в одноименном п. РФ №2067215 по кл. F04B 15/00, F04B 49/00, з.30.05.1990, оп. 27.09.1996.
Известный насос содержит жестко установленный в корпусе цилиндр с размещенным в нем с образованием рабочей полости поршнем, который кинематически подключен к приводу через связанный с ним и пропущенный через корпус шток, при этом рабочая полость сообщена с нагнетательной магистралью через нагнетательный клапан, обратная сторона которого служит седлом всасывающего клапана, выполненного в виде охватывающей поршень втулки, снабженной расположенной в рабочей полости горловиной, установленной подвижно относительно цилиндра и поршня и имеющей привод ее возврата к седлу, а рабочая полость соединена через кольцевой зазор между седлом и горловиной втулки с всасывающей магистралью, при этом привод возврата втулки к седлу выполнен в виде образованной между цилиндром и штоком полости управления, в зоне выхода штока из корпуса выполнено кольцевое отверстие, в поршне со стороны штока имеется ответный кольцевому отверстию бурт с возможностью перекрытия им отверстия при крайнем положении поршня, в цилиндре по меньшей мере имеется одно боковое перепускное отверстие с возможностью перекрытия его втулкой, а полость управления сообщена через перепускное отверстие с возможностью перекрытия его втулкой, а полость управления сообщена через перепускное и кольцевое отверстия со всасывающей магистралью, при этом насос снабжен упругим элементом в виде пружины, установленной в полости управления с возможностью взаимодействия с поршнем и охватывающей втулкой.
Недостатком известного насоса является сложность конструкции.
Известен насос, описанный в а.с. СССР №1190081 по кл. F04B 15/00, 21/02, з. 16.04.84, оп. 07.11.85.
Известный насос содержит рабочие цилиндры с плунжерами и выполненный цилиндрическим с вертикальным расположением оси блок клапанов, включающий индивидуальные для каждого цилиндра всасывающий и нагнетательный клапаны, установленные последовательно в расточках блока между всасывающим и нагнетательным коллекторами и кривошипный механизм для сообщения возвратно-поступательного движения плунжерам, расположенным в рабочих цилиндрах. Недостатком известного насоса является то, что конструкция является достаточно сложной, а использование кривошипно-шатунной передачи ускоряет износ цилиндров.
Известен насос 9Т (НПЦ-320) Ижевского завода.
Известный насос имеет литой корпус, в котором размещена приводная часть и к которому прикреплена гидравлическая часть с системой принудительной смазки. Приводная часть насоса представляет собой гипоидную червячную передачу, червячное колесо которой трудоемко в изготовлении. Наличие литого корпуса снижает ремонтопригодность. Гидравлическая часть выполнена в виде клапанной коробки с поршнями, которые выполнены из неустойчивых к агрессивным средам материалов.
Недостатками известного насоса являются трудоемкость изготовления привода, низкая ремонтопригодность и непригодность к работе в агрессивных средах.
Известен насос ПН-200К, выпускаемый Шадринским заводом транспортного машиностроения по ТУ 3632-013-00187323-90.
Известный насос содержит сварной корпус с размещенным в нем приводом, гидравлическую часть и систему принудительной смазки. Привод представляет собой горизонтальный плунжерный трехзвенный шатунно-крейцкопфный механизм одностороннего действия с навесным редуктором, а гидравлическая часть представляет собой цилиндры, в которых размещены элементы для создания давления, выполненные в виде полых плунжеров. Система принудительной смазки состоит из насоса, фильтра, манометра, обратного и предохранительного клапанов и системы трубопроводов. Всасывающий коллектор представляет собой цельную конструкцию, которая прикреплена к гидравлической части.
Недостатком известного насоса является сложность конструкции, обусловленная тем, что гидравлическая часть содержит использует плунжеры. Одностороннее действие насоса, обусловленное использованием плунжеров, является неэкономичным. Кроме того, известный насос, использующий трехзвенный шатунно-крейцкопфный механизм в приводной части, имеет очень большой вес и габариты.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является насос для тампонажного производства, описанный в одноименном патенте РФ №52614 по кл. F014B 15/00, з. 14.11.2005 г., оп. 10.04.2006 г. и выбранный в качестве прототипа. Известный насос для тампонажного производства содержит корпус с размещенным в нем приводом в виде шатунно-крейцкопфного механизма, имеющего по меньшей мере два звена, коренной вал на подшипниках, и смонтированные на корпусе навесной понижающий редуктор и гидравлическую часть, причем гидравлическая часть содержит всасывающий и нагнетающий узлы и элементы создания давления, а также систему принудительной смазки, причем гидравлическая часть представляет собой прикрепленные к поверхности корпуса левую и правую клапанные коробки с полостями, в которых размещены соединенные через штоки с крейцкопфами приводной части элементы создания давления, в качестве которых использованы поршни, а в гнездах установлены всасывающие и нагнетательные клапанные узлы.
Недостаток известного насоса заключается в том, что его эксплуатационные характеристики не очень хороши. Так, возможно протекание в гидравлической части, обусловленное ненадежностью уплотнения поршня. Кроме того, часть основных элементов насоса имеет недостаточную износостойкость, что снижает надежность работы насоса. Эксплуатация не очень удобна из-за относительно большого уровня шума приводного механизма, невозможности контролировать уровень масла в приводе. При этом насос не предназначен для работы в агрессивных средах.
Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик путем повышения надежности работы насоса за счет предотвращения протекания поршня и упрочнения ряда деталей и повышения удобства эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в насосе для тампонажного производства, содержащем корпус с размещенным в нем приводом в виде шатунно-крейцкопфного механизма, имеющего два звена, коренной вал на подшипниках, и смонтированные на корпусе привода навесной понижающий редуктор, гидравлическую часть и систему смазки, причем гидравлическая часть содержит всасывающий и нагнетающий узлы с создающими давление элементами и систему принудительной смазки и представляет собой прикрепленные к поверхности корпуса левую и правую клапанные коробки с полостями, в которых размещены создающие давление элементы, в качестве которых использованы поршни, соединенные с крейцкопфами привода через штоки, а всасывающие и нагнетательные клапанные узлы установлены в гнездах, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, навесной понижающий редуктор выполнен двухступенчатым с косозубой нарезкой шестерен, привод снабжен масляным щупом для контроля за уровнем масла, направляющие шатунно-крейцкопфного механизма привода выполнены сменными с упрочняющей термической обработкой, шатуны и коренной вал привода выполнены литыми из углеродистой стали, в корпус приводной части введены сменные чугунные накладки, в гидравлической части насоса клапанные коробки сварены между собой через клинья и выполнены литыми из углеродистой стали, поршни клапанных коробок выполнены сборными с неразъемным стальным сердечником и с двумя пакетами уплотнений, зафиксированными пружинными стопорами на сердечниках поршней, при этом в пакеты уплотнений проведена принудительная смазка, поршни и штоки гидравлической системы выполнены из материалов, устойчивых к агрессивным средам.
Выполнение в приводной части навесного понижающего редуктора двухступенчатым с косозубой нарезкой шестерен обеспечивает плавность передачи, повышая надежность работы насоса и уменьшая шум. Наличие в приводе масляного щупа позволяет контролировать уровень масла в картере, делая его работу более надежной; выполнение части деталей привода сменными, а части - литыми из углеродистой стали повышает износоустойчивость насоса в целом; крепление клапанных коробок между собой сваркой при выполнении их литыми также повышает прочность конструкции, а выполнение их поршней сборными с уплотнением предотвращает утечку масла, что в совокупности повышает надежность работы насоса в целом и удобство его эксплуатации. Выполнение поршней и штоков гидравлической системы из материалов, устойчивых к агрессивным средам, расширяет эксплуатационные возможности насоса.
Технический результат - повышение износостойкости элементов конструкции, обеспечение ее ремонтопригодности, снижение уровня шума в процессе работы..
Заявляемый насос обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение в приводной части навесного понижающего редуктора двухступенчатым с косозубой нарезкой шестерен, наличие в приводной части масляного щупа для контроля уровня масла, выполнение направляющих шатунно-крейцкопфного механизма сменными с упрочняющей термической обработкой, выполнение шатунов и коренного вала привода литыми из углеродистой стали, введение в корпус приводной части сменных чугунных накладок, сварка в гидравлической части насоса клапанных коробок между собой через клинья и выполнение их литыми из углеродистой стали, выполнение поршней клапанных коробок сборными с неразъемным стальным сердечником и с двумя пакетами уплотнений, зафиксированными пружинными стопорами на сердечниках поршней, выполнение поршней и штоков гидравлической системы из материалов, устойчивых к агрессивным средам, в совокупности обеспечивающими достижение заданного результата.
Полезная модель может быть использована в строительстве, буровой технике и т.п., а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - вид общей компоновки насоса;
- фиг.2 - вид общей компоновки насоса в разрезе;
- фиг.3 - вид приводной части насоса в продольном разрезе;
- фиг.4 - вид приводной части насоса в поперечном разрезе.
Насос для тампонажного производства (фиг.1) содержит последовательно связанные между собой навесной понижающий редуктор 1, приводную часть 2, гидравлическую часть 3 и систему 4 смазки.
Конструктивно приводная часть 2 насоса (фиг.2-4) выполнена следующим образом. Она содержит станину 5 вытянутой по горизонтали прямоугольно-трапецеидальной формы с откидной крышкой 6 сверху в ее трапецеидальной части и крышкой 7 в вертикальной стенке ее прямоугольной части. Станина 5 служит также базой для монтажа на ней навесного понижающего редуктора 1, гидравлической части 3 и системы 4 смазки. В прямоугольной части станины 5 расположен коренной вал 8, связанный шатуном 9 с крейцкопфом 10, а через него - со штоком 11 поршня 12 гидравлической части 3.
При этом станина 5 и крышка 6 могут быть выполнены литыми из серого чугуна или сварными из листовой стали. В станину 5 ведены сменные чугунные накладки 5′ и 5″, что способствует ее сохранности. Коренной вал 8 выполнен двух-эксцентриковым и литым из легированной стали.
Направляющие стальных крейцкопфов 10 выполнены сменными и имеют термическую обработку, что обеспечивает их долговечность. Поршень 12 и штоки 11 выполнены из материалов, устойчивых к воздействию агрессивных сред. Навесной понижающий редуктор 1 с быстроходным валом 13 выполнен двухступенчатым с косозубой нарезкой шестерен, что обеспечивает плавность и бесшумность передачи движения, а также долговечность конструкции.
Гидравлическая часть 3 (фиг.2) выполнена следующим образом. Она содержит блок 14 клапанных коробок 14′ и 14″ с фланцем 15, в нижней части которого расположен всасывающий коллектор 16, а в средней ее части в рабочей полости 17 размещены поршень 12, а также нагнетательный и всасывающий клапаны 18 и 19. В верхней части клапанной коробки 14 расположен манометр 20, показывающий давление нагнетания, и предохранительный клапан 21, регулирующий это давление. Клапанные коробки 14 своей задней частью и привалочной поверхностью крепятся к лобовой поверхности станины 5 приводной части 2.
Клапанные коробки 14 выполнены литыми из углеродистой стали и сварены между собой через клинья, что повышает их прочность.
Поршень 12 и штоки 11 выполнены из материалов, устойчивых к воздействию агрессивных сред, что расширяет эксплуатационные характеристики насоса. При этом поршень 12 выполнен сборным с неразъемным стальным сердечником и двумя пакетами 22 уплотнений. Пакеты 22 уплотнений на сердечнике поршня 12 фиксируются пружинными стопорами-кольцами, что увеличивает надежность уплотнения и предотвращает протекание. В пакеты 22 уплотнений проведена принудительная смазка 4. Система 4 (фиг.1, 2) принудительной смазки включает в себя систему трубопроводов, фильтр, манометр обратный и предохранительный клапаны и нагнетательный шестеренчатый насос (на чертежах не обозначены).
Всасывающий (нагнетательный) коллектор 16 представляет собой цельную литую конструкцию, которая верхними фланцами крепится к клапанным 14 коробкам гидравлической части 3 и служит для забора и передачи рабочей жидкости в гидравлическую часть 3.
Приводная часть 2 снабжена масляным щупом 23 для контроля уровня масла в картере двигателя.
Насос работает следующим образом.
Коренной вал 8 приводной части 2 насоса от быстроходного вала 13 навесного редуктора 1 получает вращение от трансмиссии установки. Вращение коренного вала 8 преобразуется в возвратно-поступательное движение крейцкопфов 10 посредством шатунов 9 шатунно-крейцкопфной группы приводной части 2. От крейцкопфов 10 через штоки 11 возвратно-поступательное движение передается поршнями 12, при движении которых рабочая жидкость поступает через всасывающий коллектор 16 во всасывающую полость клапанной коробки 14 и открытые всасывающие клапаны 19 в рабочую часть клапанных коробок 13. При этом этими же поршнями 12 рабочая жидкость всасывается из рабочей полости 17 клапанных коробок 14 через открытые клапаны 18 в нагнетательные полости клапанных коробок 14 и нагнетательный коллектор 16 насоса. При этом всасывающие клапаны 19 закрыты. Всасывающие и нагнетательные клапаны 19 и 18 по конструкции и размерам одинаковы.
При движении поршней 12 в клапанных коробках 14 всегда одновременно присутствуют нагнетающие и всасывающие полости, т.е. при движении поршней 12 в одну сторону (при возвратно-поступательном движении) нагнетающие полости будут присутствовать в клапанных коробках 14 перед движущимися поршнями 12 и будут всасывающими. При движении поршней 12 в обратном направлении всасывающие полости становятся нагнетающими, а нагнетающие, соответственно, всасывающими. Это и обуславливает двойное действие насоса, т.е. одни и те же поршни 12 обеспечивают одновременное нагнетание и всасывание рабочей жидкости при работе насоса.
В сравнении с прототипом заявляемый насос является более надежным и более удобным в эксплуатации и имеет улучшенные эксплуатационные характеристики.