Электрогидравлический насос
ELECTROHYDRAULIC PUMP

Изобретение относится к насосостроению, касается электрогидравлических насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки разного рода жидкостей.
Известен электрогидравлический насос (Пат. США №3270688; МПК F04B 17/04; опубл. 06.09.1966), содержащий рабочую камеру, внутри которой имеется пластина с отверстиями для подачи рабочей жидкости из всасывающего патрубка в рабочую камеру, два электрода, подключенные к источнику электрических импульсов, отверстие, выполненное в камере с установленным в нем обратным клапаном для подачи рабочей жидкости к потребителю через напорный патрубок.
Недостатками известного электрогидравлического насоса являются высокая пульсация при подаче рабочей жидкости и низкая производительность, вызванная высокой инерционностью срабатывания.
Известен электрогидравлический насос (А.с. СССР №421802; МПК F04F 1/16; опубл. 30.03.1974), содержащий рабочую нагнетательную камеру с жесткими стенками, заполненную рабочей жидкостью и снабженную входным и выходным отверстиями. В камере размещены электроды, соединенные с генератором импульсного тока.
Недостатком известного электрогидравлического насоса является низкая эффективность, связанная с недостаточно высокими выходными параметрами насоса и узким диапазоном регулирования.
Известен электрогидравлический насос для получения сверхвысоких гидравлических давлений (А.с. СССР №119074; МПК В30 В5/00; опубл. 15.04.1950), выполненный в виде цилиндрической гидравлической камеры, разделенной на отсеки или без них, сообщающейся одним концом с трубопроводом, подающим жидкость, а другим с ресивером, с расположенными в ней искровыми промежутками, размещенными по длине камеры на определенном расстоянии друг от друга или в каждом отсеке камеры. Между отсеками установлены обратные клапаны.
Недостатками известного электрогидравлического насоса являются его сложная конструкция и недостаточная надежность.
Известен электрогидравлический насос (А.С. СССР №1070345; МПК F04F 7/00; опубл. 30.01.1984), содержащий рабочие камеры со встроенными в них с помощью изолирующих вводов электродами, подключенными к блоку питания, всасывающую и нагнетающую гидравлические магистрали, связанные с рабочими камерами через обратные клапаны, пневмогидравлический аккумулятор, установленный в нагнетающей гидравлической магистрали. Принят за прототип.
Недостатком известного электрогидравлического насоса является его низкая эффективность, связанная с недостаточной надежностью и отсутствием автоматического регулирования рабочими параметрами.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении эффективности электрогидравлического насоса путем автоматического регулирования его выходных параметров, а также повышении надежности в процессе работы насоса.
Технический результат достигается тем, что электрогидравлический насос, содержащий рабочие камеры со встроенными в них с помощью изолирующих вводов электродами, подключенными к блоку питания, всасывающую и нагнетающую гидравлические магистрали, связанные с рабочими камерами через обратные клапаны, пневмогидравлический аккумулятор, установленный в нагнетающей гидравлической магистрали, согласно изобретению, дополнительно содержит совмещенный с блоком питания блок управления со встроенной ЭВМ, средства обратной связи в виде датчиков давления и температуры, установленных на рабочих камерах, а также датчиков тока, закрепленных на обоих высоковольтных проводах электродов рабочих камер, обеспечивающих мониторинг по давлению и температуре рабочей жидкости в рабочих камерах, а также по току на электродах, кроме этого, содержит гидравлические предохранительные клапаны с дистанционным управлением, установленные между полостями рабочих камер и сливной гидравлической магистралью, фильтр, установленный в нагнетающей гидравлической магистрали перед пневмогидравлическим аккумулятором и портом подключения потребителей, гидравлический предохранительный клапан, установленный между нагнетающей гидравлической магистралью и гидравлическим баком, а также фильтр, установленный во всасывающей гидравлической магистрали.
На чертеже изображена схема, поясняющая работу электрогидравлического насоса.
Электрогидравлический насос содержит рабочие камеры 1, в количестве от двух и более, блок питания для создания высоковольтных разрядов, совмещенный с блоком управления 19 со встроенной ЭВМ, пневмогидравлический аккумулятор 9 для снижения пульсации рабочей жидкости. В каждой рабочей камере 1 встроены с помощью изолирующих вводов 3 электроды 2, на высоковольтных проводах которых установлены датчики тока 4, подключенные к блоку управления, и установлены датчики давления 5 и температуры 6, связанные с блоком управления 19. Рабочие камеры 1 соединены с нагнетающей 15, всасывающей 16 и сливной 17 гидравлическими магистралями и связаны с гидравлическим баком 18 посредством установленных во всасывающей 16 гидравлической магистрали обратных клапанов 8 и фильтра 14. Полости рабочих камер 1 соединены со сливной 17 гидравлической магистралью посредством гидравлических предохранительных клапанов с дистанционным управлением 12, а в нагнетающей 15 гидравлической магистрали установлены обратные клапаны 7 и гидравлический предохранительный клапан 11. Нагнетающая 15 гидравлическая магистраль связана с пневмогидравлическим аккумулятором 9 и с портом подключения потребителей 10 через фильтр 13, установленный перед ними.
Работа электрогидравлического насоса заключается в следующем.
Перед включением электрогидравлического насоса с помощью блока управления 19 задаются его требуемые выходные параметры (подача, создаваемый напор, время цикла и время между циклами срабатывания рабочих камер и др.). При включении источника электроэнергии блок управления 19 проводит мониторинг состояния всех рабочих камер 1 путем отслеживания сигналов, поступающих от датчиков тока 4, давления 5 и температуры 6. В процессе обработки полученных сигналов блок управления 19 сравнивает их значения с заложенными в программу ЭВМ управления работой электрогидравлического насоса и посылает управляющие сигналы на блок питания, который формирует высоковольтные и низковольтные импульсы установленной частоты и силы тока. Высоковольтные импульсы подаются последовательно, в пределах цикла, одинакового у всех рабочих камер 1, на установленные в них с помощью изолирующих вводов 3 электроды 2, между которыми происходит высоковольтный разряд. Низковольтные импульсы подаются на гидравлические предохранительные клапаны с дистанционным управлением 12 в необходимых случаях с целью снижения давления в рабочих камерах 1.
При высоковольтном разряде в рабочих камерах 1 рабочая жидкость мгновенно вскипает, образуя парогазовую смесь, которая расширяясь, создает ударную волну повышенного давления, регулирование интенсивности которой осуществляется гидравлическими предохранительными клапанами с дистанционным управлением 12 путем сброса излишков рабочей жидкости через сливную 17 гидравлическую магистраль в гидравлический бак 18. При этом находящаяся под высоким давлением в рабочих камерах 1 рабочая жидкость через обратные клапаны 7 вытесняется в нагнетающую 15 гидравлическую магистраль, дополнительно очищается, проходя через фильтр 13, и поступает в порт подключения потребителей 10, заряжая при необходимости пневмогидравлический аккумулятор 9. В случае чрезмерного засорения фильтра 13 срабатывает гидравлический предохранительный клапан 11, который сбрасывает рабочую жидкость, поступающую из нагнетающей 15 гидравлической магистрали в гидравлический бак 18. После затухания ударной волны образовавшееся в рабочих камерах 1 разряжение обеспечивает заполнение их рабочей жидкостью из гидравлического бака 18 через обратные клапаны 8, всасывающую 16 гидравлическую магистраль и фильтр 14. Далее рабочий процесс повторяется аналогично с частотой чередования высоковольтных и низковольтных импульсов, инициируемых блоком управления 19.
Таким образом, повышение эффективности работы электрогидравлического насоса достигается за счет использования автоматического регулирования выходных параметров, повышения надежности и в целом КПД системы путем автоматического регулирования и управления работой насоса на основе мониторинга его основных параметров в режиме реального времени; предотвращения возможного разрыва нагнетающей гидравлической магистрали при чрезмерном засорении фильтров; изменения количества одновременно функционирующих рабочих камер с целью регулирования величины расхода и пульсации рабочей жидкости.