АВТОМАТИЧЕСКОЕ НАБИВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО АНУ-500

Автоматическое набивочное устройство АНУ-500 относится к устройствам, предназначенным для промывки и последующего восстановления герметичности в зоне узлов уплотнения запорно-регулирующей арматуры, а также для нагнетания в узлы механизмов вязких материалов с давлением до 50 МПа и создания избыточного гидравлического давления в сосудах с емкостью до 5 литров.
Известно автоматическое набивочное устройство АНУ (патент на полезную модель №42875) включающее пневмопривод, в корпусе которого на штоке установлен блок поршней жестко связанных между собой и содержащее силовой цилиндр, в корпусе которого установлен поршень, не имеющий жесткой связи с блоком поршней пневмопривода, распределительный узел, установленный на корпусе пневмопривода, всасывающий, нагнетательный и предохранительный клапаны.
3
Недостатками известного автоматического набивочного устройства АНУ являются: сложен в изготовлении и сборке; небольшая емкость силового цилиндра при большом весе автоматического набивочного устройства (отношение емкости к весу - 1,5 л к 22 кг.); сложен в эксплуатации из-за необходимости частой разборки для обслуживания распределителя воздуха, всасывающего и нагнетательного клапанов; рабочее давление, равное 15 МПа, не позволяет обслуживать ЗРА с рабочим давлением более 12 МПа, низкая производительность (50 см/мин); наличие гидрожидкости, которая создает дополнительный вес, а наличие в ней мусора и парафина является причиной засорения нагнетательного клапана; отсутствие возможности осуществлять контроль за расходом вязкого материала; для перемещения поршня силового цилиндра необходимо отсоединять рукав высокого давления от набивочного устройства и устанавливать дополнительный переходник.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего автоматического набивочного устройства АНУ-500: упрощение изготовления и сборки,
3
повышение надежности, безопасности и ремонтопригодности; увеличение доли вязкого материала в общем весе автоматического набивочного устройства (отношение емкости к весу - 5,5 л к 25 кг); увеличение давления нагнетания до 50 МПа и производительности до 350 см/мин; возможность в процессе работы изменять рабочее давление и производительность; визуальный контроль расхода вязкого материала; перемещение поршня заправочной емкости без отсоединения рукава высокого давления от набивочного устройства.
Указанный технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, достигается тем, что в автоматическом набивочном устройстве АНУ, содержащем пневмопривод (пневматический цилиндр), распределительный узел, силовой цилиндр, всасывающий, нагнетательный и предохранительный клапаны, введена емкость для вязкого материала, имеющая предохранительное устройство для защиты от разрушения, мерную шкалу и указатель положения поршня, содержащее пневматический цилиндр, в корпусе которого установлен поршень при том, что шток поршня является плунжером насоса высокого давления, который жестко соединен с заправочной емкостью и пневматическим цилиндром и содержащий рабочую камеру, всасывающий, нагнетательный и сбросной клапаны, взаимодействующие с вязким материалом, при этом шток пневматического цилиндра взаимодействует с всасывающим и нагнетательным клапанами, причем всасывающий клапан связан с полостью емкости для вязкого материала, а нагнетательный клапан с рукавом высокого давления при этом плунжер (шток пневматического цилиндра) насоса высокого давления взаимодействует непосредственно на вязкий материал, который поступает в рабочую камеру насоса из емкости для вязкого материала под воздействием поршня, на который воздействует воздух, поступающий от распределительного узла имеющего воздушный кран для изменения скорости перемещения поршня пневматического цилиндра и регулятор давления, при помощи которого изменяется давление в пневматическом цилиндре и, как следствие этого, давление нагнетания вязкого материала.
Предполагаемое Автоматическое набивочное устройство АНУ-500 иллюстрируется рисунками:
На рис.1 схематично представлено предлагаемое автоматическое набивочное устройство АНУ-500, где:
1. Распределитель.
2. Дроссель.
3. Регулятор давления.
4. Угловой штуцер.
5. Пневматический цилиндр.
6. Шланг пневматический.
7. Фланец.
8. Сбросной клапан.
9. Рукав высокого давления.
10. Нагнетательный клапан.
11. Шток (плунжер).
12. Корпус насоса высокого давления.
13. Всасывающий клапан.
14. Затвор.
15. Гайка.
16. Крышка.
17. Предохранительное устройство.
18. Заглушка.
19. Гайка круглая.
20. Упор.
21. Контрольное отверстие.
22. Поршень.
23. Мерная шкала.
24. Манжета.
25. Заправочная емкость.
26. Кронштейн.
27. Входной штуцер.
28. Коллектор.
29. Кронштейн.
30. Ручной кран.
31. Кожух.
32. Штуцер.
33. Датчик положения.
34. Шланг соединительный.
35. Угловой штуцер.
36. Ручка.
37. Шайба сегментная.
38. Винт.
39. Ручка.
40. Корпус сбросного клапана.
41. Корпус нагнетательного клапана.
42. Шарик.
43. Опорное кольцо.
44. Направляющее кольцо.
45. Дозатор.
При этом:
Пневматический цилиндр 5 жестко соединен с корпусом насоса высокого давления 12, при этом шток 11 цилиндра является одновременно плунжером насоса высокого давления. Рабочая полость насоса высокого давления с одной стороны соединена через всасывающий клапан 13 с заправочной емкостью 25 для вязкого материала, а с другой стороны - через нагнетательный клапан 10 с рукавом высокого давления 9 и сбросным клапаном 8. Пневматический цилиндр 5, корпус насоса высокого давления 12 и распределительный узел смонтированы на заправочную емкость 25, в корпусе которой располагается поршень 22 плавающего типа, на который с одной стороны воздействует сжатый воздух от распределительного узла, а с другой стороны находится вязкий материал.
В автоматическом набивочном устройстве АНУ-500 на входе в пневматический цилиндр 5 установлен регулятор давления 3, который позволяет изменять давление
воздуха на входе в пневматический цилиндр 5 от 0 до 0,9 МПа, что обеспечивает изменение рабочего давления от 0 до 50 МПа. На выпускных дросселях 2 распределителя 1 установлен ручной кран 30, который при включении/выключении уменьшает или увеличивает объем воздуха на выхлопе, что приводит к снижению/увеличению скорости перемещения штока 11 пневматического цилиндра 5. Уплотнение поршня 22 с корпусом заправочной емкости 25 осуществляется кольцом из магнитной резины, при этом последняя взаимодействует с металлическим указателем мерной шкалы 23, установленной на наружной стороне емкости. Для перемещения поршня 22 в исходное положение в верхней части крышки 16 заправочной емкости 25 установлен односторонний затвор 14, который открывается при подключении к нему воздушного шланга. Пневматический цилиндр 5, заправочная емкость 25 и распределительный узел собраны из узлов и деталей производства немецкой фирмы «Festo» (см. Каталог по пневматике, Германия, версия 2002/2003).
Описание предлагаемого автоматического набивочного устройства АНУ-500:
На заправочную емкость 25, состоящую из профильной трубы с двумя крышками и свободно перемещающегося поршня, и, соединенную с одной стороны через штуцер 32 и соединительный шланг 34 с узлом распределения воздуха (газа), а с другой стороны через всасывающий клапан 13 с рабочей полостью насоса высокого давления, устанавливаются при помощи кронштейнов 26 и 29 узел распределения воздуха, пневматический привод, насос высокого давления, устройство для возвращения поршня заправочной емкости в исходное положение, предохранительное устройство и мерная шкала.
Узел распределения воздуха (газа), состоящий из распределителя 1, регулятора давления 3, двух датчиков цилиндра 33, двух выпускных дросселей 2, коллектора 28, ручного крана 30 соединяется при помощи пневматических шлагов и присоединительной арматуры к рабочим полостям пневматического цилиндра 5 и воздушной полости заправочной емкости 25. Подача воздуха (газа) на узел распределения воздуха осуществляется через входной штуцер 27, установленный на коллекторе 28. Пневматический привод, состоящий из пневматического
цилиндра 5, шток 11 которого является плунжером насоса высокого давления, соединяется через два кронштейна 26 с корпусом заправочной емкости 25, а через фланец 7 с корпусом насоса 12.
Насос высокого давления - плунжерного типа с одной стороны через фланец 7 жестко крепиться к пневматическому цилиндру 5, а с другой стороны через корпус всасывающего насоса соединяется при помощи гайки 15 и сегментной шайбы 37 с внутренней полостью заправочной емкости 25. Насос состоит из корпуса 12, всасывающего 13, нагнетательного 11 и сбросного 8 клапанов, соединенных через систему отверстий с рабочей полостью заправочной емкости 25 и рукавом высокого давления 9, а со стороны пневматического цилиндра 5 - через отверстие, уплотненное манжетой 24 со штоком 11 пневматического цилиндра 5.
Устройство для возвращения поршня заправочной емкости в исходное положение представляет собой затвор 14, вкрученный своей резьбовой частью в крышку 16 заправочной емкости, и, к которому при необходимости присоединяется розетка быстроразъемного соединения питающего пневматического шланга. При этом устройство затвора 14 обеспечивает подачу воздуха внутрь заправочной емкости 25 при надетой на него розетки быстроразъемного соединения и закрывается при ее снятии с затвора.
Предохранительное устройство, состоящее из углового штуцера 17 и предохранительной заглушки 18, резьбовой частью соединяется с внутренней поверхностью заправочной емкости 25, а через отверстие в штуцере 17, закрытое заглушкой 18, - с атмосферой.
Мерная шкала 23 размещена на наружной поверхности заправочной емкости 25 и состоит из шкалы, пластиковой прозрачной трубки, заглушенной с двух сторон заглушками, и намагниченного указателя, размещенного внутри трубки, и, взаимодействующего с поршнем 22, уплотнение которого изготовлено из намагниченной резины.
Автоматическое набивочное устройство АНУ-500 работает следующим образом (см. Принципиальную схему автоматического набивочного устройства АНУ-500, рис.2):
Воздух через входной штуцер 17 поступает в коллектор 16 и далее разделяется на три потока:
первый поток - по воздушному шлангу поступает в полость А заправочной емкости 15, где воздействует на поршень и перемещает его, при этом поршень воздействует на вязкий материал и выдавливает его через всасывающий клапан 18 в полость С насоса 5;
второй поток - поступает на датчики положения 11 и далее к распределителю 13, управляя его работой;
третий поток - поступает в корпус распределителя 13, далее по воздушным шлангам в полости D и Е пневматического цилиндра 10, при этом в полость Е воздух поступает через регулятор давления 12.
Блок поршней пневматического цилиндра 10 под давлением воздуха перемещается, при этом шток блока перемещается внутри полости С насоса и выдавливает вязкий материал через нагнетательный клапан 9 в рукав высокого давления 8 и одновременно воздействует на шарик всасывающего клапана 18, в результате чего клапан закрывается и не позволяет вязкому материалу поступать в емкость 15. Когда золотник распределителя 13 приходит в свою крайнюю точку, он открывает отверстия, через которое воздух (газ) поступает в полость D пневматического цилиндра 10 и перемещает его поршень вместе со штоком в направлении полости Е, при этом вязкий материал под воздействием разряжения в полости С насоса 5 и давления воздуха на поршень емкости 15 поступает из полости В емкости 15 через всасывающий клапан 18 в полость С насоса 5 и заполняет ее. Воздух из полости Е через распределитель 13 поступает в дросселя 20 и далее в атмосферу. В это же время, под воздействием давления в рукаве высокого давления 8 вязкий материал воздействует на шарик нагнетательного клапана 9, в результате чего клапан закрывается и не позволяет вязкому материалу перетекать из рукава высокого давления 8 в полость С насоса 5. При подходе золотника распределителя 13 к своему крайнему положения перекрывается отверстие подачи воздуха в полость D и открывается отверстие, через которое воздух поступает в полость Е пневматического цилиндра 10 и воздействует на поршень, который перемещаясь вместе со штоком взаимодействует с вязкий
материалом и выдавливает его из полости С насоса 5 через нагнетательный клапан 9 в рукав высокого давления 8. Воздух из полости D через распределитель 13 поступает в глушители 20 и далее в атмосферу. Увеличение/уменьшение давления нагнетания осуществляется увеличением/уменьшением давления воздуха поступающего в полость Е пневматического цилиндра 10, для чего в цепи распределитель 13 - полость Е пневматического цилиндра 10 установлен регулятор давления 12. Уменьшение/увеличение скорости перемещения поршня пневматического цилиндра 10 осуществляется изменением скорости прохождения воздуха через отверстия дросселей 20, для чего в разрыв между ними установлен ручной кран 19. Для сброса давления из рукава высокого давления 8 после остановки автоматического набивочного устройства, а также для удаления воздушной пробки из насоса 5 и нагнетательного клапана 9, используется сбросной клапан 6, при вывертывании винта которого открывается отверстие и вязкий материал под воздействием остаточного давления в рукаве высокого давления 8 выдавливается в атмосферу.
Для подключения автоматического набивочного устройства АНУ-500 к газовой (воздушной) сети давлением 1,0-15,0 МПа используется понижающий регулятор 2, а для очистки воздуха (газа) от конденсата и механических примесей - фильтр-регулятор 3.
Экономический эффект от использования предлагаемого автоматического набивочного устройства АНУ-500 составляет не менее 200000 руб. на одно автоматическое набивочное устройство за время его эксплуатации.