УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ТЕКУЧЕЙ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

Устройство для подачи текучей рабочей среды (ТРС) относится к гидротранспорту с использованием давления газа и может быть применено для подачи смазки к трущимся частям механизмов.
При изучении справочно-информационных и патентных фондов были выделены аналоги предлагаемого устройства, в том числе:
- устройство для подачи ТРС с использованием давления газа, приведенное в патенте на полезную модель RU №130370, МГЖ F16N 7/30, публикация 20.07.2013, Б.И. №20. Устройство содержит источник рабочего газа и емкость с выходным патрубком. Внутри емкости размещены: камера из эластичного материала, заполненная ТРС, коллектор, установленный с возможностью вывода ТРС, и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке емкости. Кроме того, устройство содержит механизм стравливания газа, обеспечивающий сохранность камеры из эластичного материала после срабатывания устройства, и систему задействования составных частей. При этом источник рабочего газа соединен трубопроводом с каналами подвода газа к наружной поверхности камеры, а также с механизмом стравливания газа, который содержит спускной клапан и узел задержки срабатывания.
Транспортирование ТРС к месту их потребления с использованием этого аналога предлагаемого устройства достигается за счет обжатия давлением рабочего газа эластичной камеры.
К недостаткам данного а налога следует отнес ти те хническую сложность и неудовлетворительные габаритно-массовые характеристики используемого в его составе механизма стравливания газа, для срабатывания которого требуется внешний источник энергии;
- устройство для подачи ТРС с использованием давления газа, приведенное в патенте RU №2223441, МПК9 F16N 7/30, 11/10, публикация 10.02.2004, Б.И. №4. Устройство содержит корпус с входным патрубком для рабочего газа и выходным патрубком для ТРС. В корпусе размещены: камера из эластичного материала, заполненная ТРС, полость для рабочего газа, изолированная от камеры, и коллектор, установленный внутри камеры с возможностью вывода из нее ТРС. При этом в выходном патрубке установлена герметизирующая мембрана. Корпус соединен с источником рабочего газа трубопроводом, в котором установлен механизм стравливания газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью.
Транспортирование ТРС к месту их потребления с использованием этого аналога предлагаемого устройства достигается также за счет обжатия давлением рабочего газа эластичной камеры.
Следует отметить, что механизм стравливания газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью компактен и не требует для задействования внешнего источника энергии. Однако, независимо от места его установки в устройстве, он также имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что ввиду малой пропускной способности его дросселирующего элемента он весьма чувствителен к чистоте рабочего газа и, практически, не работоспособен при использовании источника газа генераторного типа. В итоге, это может привести к отказу срабатывания данного аналога устройства, вследствие чего понижается надежность его работы;
- устройство для подачи ТРС, приведенное в патенте RU №2466327, МПК F16N 7/30, F16N 11/10, публикация 10.11.2012, Б.И. №31. Устройство содержит корпус с входным патрубком для рабочего газа и выходным патрубком для ТРС. Внутри корпуса размещена камера из эластичного материала, имеющая в продольном сечении форму стакана, обращенного открытой стороной к выходному патрубку. Камера соединена с корпусом и установлена с возможностью подвода к ее внешней поверхности рабочего газа. Вне камеры перед выходным патрубком установлен коллектор с возможностью вывода через него ТРС. Место соединения камеры с корпусом расположено от коллектора на расстоянии, соизмеримом с высотой камеры. В выходном патрубке установлен герметизирующий элемент. При этом данное устройство имеет вариант исполнения, у которого в корпусе со стороны входного патрубка может быть выполнен дополнительный патрубок, соединенный с каналами подвода рабочего газа к внешней поверхности камеры. В этом дополнительном патрубке может быть установлен механизм стравливания рабочего газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью.
Как указывалось выше, механизм стравливания газа в виде дросселирующего элемента имеет существенный недостаток независимо от места его установки в устройстве. Кроме того, при срабатывании этого аналога устройства, начиная с момента поступления во внутреннюю полость, и в дальнейшем в течение всего процесса выполнения полезной работы по выдавливанию ТРС из корпуса, одновременно рабочий газ через дросселирующий элемент вытекает из внутренних полостей устройства в окружающую среду. За счет этого действующее давление рабочего газа уменьшается, что приводит к дополнительному существенному понижению работоспособности устройства.
Следует отметить, что при срабатывании данного аналога предлагаемого устройства выдавливание ТРС обеспечивается не в процессе обжатия камеры, как в предыдущих аналогах, а за счет выворачивания до упора цилиндрической части ее стенки в поверхности внутренней полости корпуса и донышка - в коллектор.
Кроме того следует отметить, что все вышеперечисленные аналоги имеют общий недостаток, заключающийся в том, что в случае применения на малогабаритных объектах их конструкция практически исключает возможность дистанционного контроля процесса срабатывания устройства или, хотя бы, его последней стадии, то есть, момента полного завершения процесса транспортирования потребителю требуемого количества ТРС.К настоящему времени приемлемый способ такого контроля в указанных условиях применения устройства неизвестен.
Известно также устройство для подачи ТРС, приведенное в патенте RU №2674818, МПК F16N 7/30, F16N 11/10, публикация 13.12.2018, Б.И. №35. Устройство содержит корпус с входным патрубком для рабочего газа и выходным патрубком для ТРС. Внутри корпуса размещены: камера из эластичного материала в виде стакана, открытой стороной обращенного к выходному патрубку и соединенного с корпусом приблизительно на половине высоты внутренней полости корпуса, коллектор вывода ТРС и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке. Со стороны дна камеры из эластичного материала в корпусе выполнено сквозное отверстие, в котором установлен дополнительный герметизирующий элемент, изолирующий внутреннюю полость устройства от окружающей среды. При этом дополнительный герметизирующий элемент установлен с обеспечением возможности пневматического соединения при срабатывании устройства его внутренней полости с окружающей средой за счет механической связи дополнительного герметизирующего элемента с дном камеры.
Следует отметить, что при срабатывании данного устройства выдавливание ТРС обеспечивается так же, как в предыдущем аналоге, то есть, за счет выворачивания до упора цилиндрической части стенки камеры из эластичного материала в поверхности внутренней полости корпуса и донышка - в коллектор.
В данном устройстве устранено большинство недостатков, которые были отмечены у аналогов, перечисленных ранее. Во многом это достигается посредством того, что в этом устройстве механизм стравливания газа выполнен с использованием дополнительного герметизирующего элемента, установленного с обеспечением возможности пневматического соединения при срабатывании устройства его внутренней полости с окружающей средой за счет механической связи дополнительного герметизирующего элемента с дном камеры из эластичного материала. При этом стравливание отработавшего рабочего газа выполняется через канал с большой пропускной способностью, который работоспособен с источниками газа, как баллонного, так и генераторного типа. На период времени, необходимого для полного срабатывания устройства, его внутренние полости изолированы от окружающей среды, и поэтому с более высоким КПД использован рабочий газ для выполнения полезной работы по выдавливанию ТРС из корпуса и ее транспортированию потребителю. При срабатывании этого устройства момент стравливания отработавшего рабочего газа в окружающую среду синхронизирован с моментом срабатывания, что исключает возможность преждевременной утечки рабочего газа и способствует возможности устранения причин, приводящих к возможному отказу его срабатывания. Таким образом, без использования внешнего источника энергии для задействования в этом устройстве внутренние полости пневматически соединяются с окружающей средой в строго установленный момент времени - после окончания процесса выдавливания ТРС из камеры и корпуса, то есть, после срабатывания устройства.
Однако, конструкция этого устройства, так же как и у вышеприведенных аналогов, в случае применения на малогабаритных объектах, практически, исключает возможность проведения дистанционного контроля процесса его срабатывания.
Данное устройство выбрано за прототип как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности дистанционного контроля срабатывания устройства с регистрацией реального факта срабатывания и сохранением надежности работы.
При использовании предлагаемой полезной модели достигается следующий технический результат - повышаются эксплуатационные показатели и надежность работы устройства за счет обеспечения возможности проведения дистанционного контроля, позволяющего регистрировать реальный факт срабатывания устройства, под которым следует понимать момент полного завершения процесса транспортирования потребителю требуемого количества ТРС.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечиваются тем, что в устройстве для подачи ТРС с использованием давления газа, содержащем корпус с входным патрубком для рабочего газа и выходным патрубком для ТРС, размещенные внутри корпуса: камеру из эластичного материала в виде стакана, открытой стороной обращенного к выходному патрубку и соединенного с корпусом приблизительно на половине высоты внутренней полости корпуса, и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке, со стороны дна камеры из эластичного материала в корпусе выполнено сквозное отверстие, в котором установлен дополнительный герметизирующий элемент, изолирующий внутреннюю полость устройства от окружающей среды, и соединенный с дном камеры посредством механической связи, согласно полезной модели устройство снабжено датчиком давления газа, а выход сквозного отверстия, выполненного в корпусе со стороны дна камеры, через дополнительный патрубок пневматически соединен с датчиком давления.
Таким образом, предлагаемое устройство содержит следующие отличительные признаки:
- устройство снабжено датчиком давления газа;
- на выходе сквозного отверстия в корпусе со стороны дна камеры выполнен дополнительный патрубок;
- выход сквозного отверстия, выполненного в корпусе со стороны дна камеры, через дополнительный патрубок пневматически соединен с датчиком давления.
Снабжение устройства датчиком давления газа позволяет обеспечить возможность проведения дистанционного контроля реального факта срабатывания устройства за счет использования датчика давления в качестве измерительного преобразователя давления газа в электрический сигнал для дальнейшей его регистрации.
Выполнение дополнительного патрубка на выходе сквозного отверстия в корпусе со стороны дна камеры позволяет обеспечить возможность подвода давления отработавшего рабочего газа к измерительному преобразователю (датчику давления газа).
Пневматическое соединение выхода сквозного отверстия, выполненного в корпусе со стороны дна камеры, через дополнительный патрубок с датчиком давления позволяет обеспечить возможность проведения дистанционного контроля реального факта срабатывания, за счет чего повышаются эксплуатационные показатели и надежность работы устройства.
При этом следует добавить, что для трубопроводной магистрали системы дистанционного контроля данного устройства не требуется высокая степень герметизации, и она не будет оказывать отрицательного влияния на показатели надежности работы устройства, так как в этой магистрали используется отработавший рабочий газ. Вследствие этого также могут быть существенно упрощены технические требования к датчику давления, который может использоваться в данном устройстве.
Перечисленные отличительные признаки предложенного устройства в совокупности обеспечивают возможность решения сформулированной выше задачи полезной модели и достижения указанного технического результата.
Пример исполнения устройства поясняется иллюстрацией.
На иллюстрации показан вариант исполнения предложенного устройства, в корпусе 1 которого выполнены: входной патрубок 2 под трубопровод от источника рабочего газа (на иллюстрации не показаны) и выходной патрубок 3 под транспортный трубопровод для ТРС, идущий к потребителю (на иллюстрации не показаны). Внутри корпуса 1 размещена тонкостенная камера 4 с глухим дном, которая выполнена из эластичного материала и в продольном сечении имеет форму стакана, обращенного открытой стороной к выходному патрубку 3. Перед выходным патрубком 3 установлен коллектор для вывода ТРС 5 из внутренней полости корпуса 1. Камера 4 при помощи изолирующего элемента в виде бурта Т-образной формы, расположенного приблизительно на половине высоты внутренней полости, соединена с корпусом 1 с возможностью подвода к ее внешней поверхности рабочего газа за счет патрубка 2 и каналов 6. В выходном патрубке 3 установлен герметизирующий элемент 7 в виде колпачка с разрушаемым элементом (на иллюстрации не обозначен).
Со стороны дна камеры 4 в корпусе 1 выполнено сквозное отверстие 8, в котором установлен герметизирующий элемент 9. За счет механической связи герметизирующего элемента 9 с дном камеры 4 обеспечивается пневматическое соединение при срабатывании устройства его внутренней полости с окружающей средой.
В данном примере исполнения устройства герметизирующий элемент 9 выполнен в виде подвижной пробки, а на внешней части дна камеры 4 выполнено местное утолщение 10 с выступом 11. Выступ 11 на камере 4 соединен посредством гибкой тяги 12 с подобным выступом 13 на торце герметизирующего элемента 9. Длина гибкой тяги 12 устанавливается соизмеримой с высотой внутренней полости корпуса 1.
На корпусе 1 в месте выхода отверстия 8, в котором установлен дополнительный герметизирующий элемент 9, выполнен патрубок 14 для пневматического соединения с элементами системы дистанционного контроля факта срабатывания устройства, содержащей трубопроводную магистраль и датчик давления газа (на иллюстрации не показаны).
2
Следует отметить, что за счет этого в заявляемом устройстве достигается возможность использования в качестве рабочего сигнала для системы дистанционного контроля свободно регистрируемого процесса изменения во времени давления вытекающего из устройства отработавшего рабочего газа. Истечение отработавшего рабочего газа из корпуса устройства происходит при начальном давлении не менее 50 кгс/см и конечном давлении, равном давлению окружающей среды, в строго установленный момент времени - после окончания процесса выдавливания ТРС из камеры и корпуса, то есть, после срабатывания устройства. При этом датчиком давления газа (на иллюстрации не показан) может быть зарегистрирован реальный факт срабатывания устройства, которому соответствует момент полного завершения процесса транспортирования потребителю требуемого количества ТРС.
Настоящая полезная модель не ограничивается приведенным примером.
Устройство, представленное на иллюстрации, работает следующим образом.
При подаче команды на срабатывание включается источник рабочего газа (на иллюстрации не показан). Рабочий газ по трубопроводу (на иллюстрации не показан) через патрубок 2 попадает внутрь корпуса 1, при этом через каналы 6 он доходит до стенок камеры 4.
Под действием давления рабочего газа стенки камеры 4 от ходят от внутренней поверхности корпуса 1, и затем камера 4 выворачивается (конечное и промежуточные положения стенки камеры на иллюстрации не показаны) до упора цилиндрической стенки камеры в поверхности внутренней полости корпуса 1, а дна камеры - в коллектор. На начальной стадии выворачивания камеры 4 возрастающее давление ТРС 5 воздействует на герметизирующий элемент (колпачок) 7. После достижения заданного уровня давления у колпачка прорывается разрушаемый элемент (на иллюстрации не обозначен). В результате последующего действия на стенки камеры давления рабочего газа ТРС 5 через выходной патрубок 3 выдавливается из внутренней полости корпуса 1 и по транспортному трубопроводу (на иллюстрации не показан) поступает к месту ее потребления (на иллюстрации не показано). На завершающей стадии выворачивания камеры 4 (за счет соединения посредством гибкой тяги 12 выступа 11 на внешней части ее дна с подобным выступом 13 на герметизирующем элементе 9) сначала распрямляется и натягивается гибкая тяга 12, а затем извлекается герметизирующий элемент 9 из отверстия 8 в сторону внутренней полости с обеспечением возможности истечения из корпуса 1 отработавшего рабочего газа.
Следует отметить, что окончание завершающей стадии выворачивания камеры 4 соответствует моменту доставки потребителю требуемого количества ТРС.
При этом отработавший рабочий газ через открывшееся отверстие 8 начинает перетекать в систему дистанционного контроля факта срабатывания устройства, пневматически соединенную с патрубком 14 (элементы системы дистанционного контроля, содержащей трубопровод и датчик давления газа, на иллюстрации не показаны). После срабатывания системы дистанционного контроля отработавший рабочий газ стравливается в окружающую среду (на иллюстрации не показано), а процесс транспортирования ТРС потребителю автоматически прекращается.
После этого стенки камеры 4 не испытывают избыточного давления и могут находиться в целости и сохранности в течение длительного времени.
Для повторного срабатывания заявляемого устройства камера 4 вновь заполняется заданным количеством ТРС 5, а колпачок 7 со сработанным разрушаемым элементом заменяется новым. Для изготовления камеры 4 используется резиновая смесь. Корпус, коллектор и колпачок 7 изготавливаются из алюминиевых сплавов, гибкая тяга 12 - из полиамидных (капроновых) ниток или стального каната.
В случае выполнения устройства согласно предлагаемой полезной модели достигается следующий технический результат - повышаются эксплуатационные показатели и надежность работы устройства за счет обеспечения возможности проведения дистанционного контроля, позволяющего регистрировать реальный факт срабатывания устройства, под которым следует понимать момент полного завершения процесса транспортирования потребителю требуемого количества ТРС.