РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к насосостроению.
Известен аналог - регулируемый плунжерный насос - патент США №4575317, F04B 7/06, 1986 г., включающий гильзу с входным и выходным каналами, в которой с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения установлен плунжер с лыской на его конце, ярмо и шаровой шарнир соединяющий плунжер с приводом, основание, имеющее поверхность с удлиненным ниже точки шарнира поршня пазом и дугообразный паз вблизи противоположного конца гильзы, первый и второй шарнирные пальцы, закрепленные на поворотной плите, которая в свою очередь закреплена к гильзе через вертикальную колонну.
Также известен регулируемый плунжерный насос - авторское свидетельство СССР №1548506, F04B 7/06, 20.05.88, выбранный в качестве прототипа, содержащий установленную на корпусе гильзу с входным и выходным каналами, в которой с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения установлен плунжер с лыской на его конце и поводком, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и равномерности подачи жидкости за счет снижения осевых нагрузок на рабочие органы, насос снабжен двусторонним упором, выполненным в виде двух параллельных дисков, соединенных перегородкой, при этом один конец упора подпружинен к корпусу, а другой шарнирно установлен на последнем с возможностью наклона его к оси плунжера, а поводок выполнен в виде сферического ролика, установленного между дисками.
Недостатками прототипа являются его малая надежность и низкая точность регулирования его производительности. Малая надежность является следствием наличия зазора между поводком и параллельными дисками, без которого не возможно функционирование насоса, так как при качении поводка по поверхности одного диска контакт с другой поверхностью не допустим из за вращения поводка в противоположную сторону его движения. Зазор при работе приводит к люфту, а люфт к возникновению ударных нагрузок на механизм насоса, что снижает его надежность. Низкая точность регулирования производительности является следствием наличия пружинного элемента, который прижимает двусторонний упор к эксцентрику. При превышении усилия, создаваемого перекачиваемой средой на плунжер над усилием пружинного элемента, исчезает контакт между двусторонним упором и эксцентриком, и расход насоса самопроизвольно изменяется. Периодическое возникновение зазора между двусторонним упором и эксцентриком приводит к ударным нагрузкам на механизм насоса, что снижает его надежность.
Техническими задачами полезной модели являются повышение надежности регулируемого плунжерного насоса и повышение точности регулирования его производительности.
Решение технической задачи в регулируемом плунжерном насосе, содержащем установленную на корпусе гильзу с входным и выходным каналами, в которой с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения установлен плунжер с лыской на его конце, отличающийся тем, что к противоположному концу плунжера шарнирно закреплен шатун, который другим концом шарнирно соединен с ротором, установленным на валу червячного колеса, имеющего зацепление с червяком, и образующего с червяком кинематическую пару редуктора, корпус которого установлен в корпус на шарнирных опорах, имеющих общую ось, и шарнирно соединен с сухарем, который соединен с регулировочным винтом, ввинченным в резьбовое отверстие корпуса, с возможностью преобразования прямолинейного движения регулировочного винта при его вращении в резьбовом отверстии корпуса во вращательное движение корпуса редуктора относительно оси его шарнирных опор.
На фиг. 1 представлен чертеж насоса в конце хода плунжера.
На фиг. 2 представлено сечение насоса A-A.
На фиг. 3 представлен чертеж насоса в начале хода плунжера.
Регулируемый плунжерный насос, содержащий установленную на корпусе 1 гильзу 2 с входным 3 и выходным 4 каналами, в которой с возможностью возвратно-поступательного прямолинейного и вращательного движения установлен плунжер 5 с лыской 6 на его конце, отличающийся тем, что к противоположному концу плунжера 5 шарнирно закреплен шатун 7, который другим концом шарнирно соединен с ротором 8, установленным на валу 9 червячного колеса 10, имеющего зацепление с червяком 11, и образующего с червяком 11 кинематическую пару редуктора, корпус 12 которого установлен в корпус 1 на шарнирных опорах 13 и 14, имеющих общую ось 18, и шарнирно соединен с сухарем 15, который соединен с регулировочным винтом 16, ввинченным в резьбовое отверстие 17 корпуса 1, с возможностью преобразования прямолинейного движения регулировочного винта 16 при его вращении в резьбовом отверстии 17 корпуса 1 во вращательное движение корпуса редуктора 12 относительно оси 18 его шарнирных опор 13 и 14.
Рассмотрим регулируемый плунжерный насос в работе.
Электродвигатель или любое приводное устройство вращает червяк 11. Вращение червяка преобразуется во вращение червячного колеса 10 и маховика 8, установленного на одном валу 9 с червячным колесом 10. Вращение маховика 8 относительно оси вала 9, расположенной под углом α градусов к горизонту, через шатун 7 преобразуется во вращательное и возвратно-поступательное прямолинейное движение плунжера 5.
Начало хода плунжера, показанное на фиг. 1, направлено вправо. При этом плунжер 5 совершает вращательное движение, лыска 6 открывает входной канал 3 в гильзу 2 и перекрывает выходной канал 4. При перекрытом выходном канале 4 и открытом входном канале 3, перекачиваемая среда за счет создаваемого разрежения в гильзе 2 нагнетается в нее. При достижении крайне правого положения плунжера 5, показанного на фиг. 3, гильза заполняется порцией перекачиваемой среды. При обратном движении плунжера 5, направленном влево, плунжер 5 совершает вращательное движение, при котором лыска 6 перекрывает входной канал 3 гильзы 2 и открывает выходной канал 4, через который порция перекачиваемой среды выдавливается наружу.
Изменение производительности насоса осуществляется путем вращения регулировочного винта 16. Вращение регулировочного винта 16 в отверстии с резьбой 17 корпуса 1 сопровождается его прямолинейным движением, которое передается сухарю 15. Прямолинейное движение сухаря 15 по касательной к радиусу R, показанному на фиг. 2, передается во вращательное движение корпуса редуктора 12 относительно оси 18 шарнирных опор 13 и 14. При этом изменяется угол α между осью вращения маховика 8 и горизонтом. При максимальном угле α, плунжер 5 имеет максимальный ход, а насос максимальную производительность. При уменьшении угла α ход плунжера 5 и производительность насоса уменьшаются.
Предложенное техническое решение намного надежнее, чем устройство по прототипу, так как в его конструкции, в отличие от прототипа, не предусмотрены соединения с люфтами. Кинематические пары плунжера 5 с шатуном 7, шатун 7 с маховиком 8, корпус редуктора 12 с сухарем 15 соединены шарнирно, червячное колесо 10 с червяком 11 соединены зубчатым зацеплением, сухарь 15 с регулировочным винтом 16 соединены с возможностью передачи поступательного движения от вращения винта 16 сухарю 15, винт 16 с корпусом 1 имеют резьбовое соединение 17. Из за отсутствия люфтов повышается точность регулирования производительности насоса.