ОБЪЕМНЫЙ НАСОС

ОБЪЕМНЫЙ НАСОС


RU (11) 2282058 (13) C2

(51) МПК
F04B 53/00 (2006.01)
F04B 13/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004133184/06 
(22) Дата подачи заявки: 2004.11.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.11.15 
(43) Дата публикации заявки: 2006.04.20 
(45) Опубликовано: 2006.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1402711 А2, 15.06.1986. SU 1397618 А2, 23.05.1988. SU 1379496 А2, 07.03.1988. SU 1397619 A1, 23.05.1988. 
(72) Автор(ы): Костенко Анатолий Иванович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение гидравлических машин"(ОАО "НПО "ГИДРОМАШ") (RU) 
Адрес для переписки: 129626, Москва, ул. 2-я Мытищинская, 2, ОАО "НПО "ГИДРОМАШ" 

(54) ОБЪЕМНЫЙ НАСОС

Устройство предназначено для использования в области гидромашиностроения, в частности к устройству объемных насосов. В объемном насосе кольцевая проточка корпуса выполнена в форме двух участков различного диаметра, из которых участок проточки большего диаметра расположен со стороны направляющей штока и соединен с расположенным со стороны рабочей камеры участком проточки меньшего диаметра внутренней торцовой ступеньки. Сообщение кольцевой проточки корпуса с напорным трактом выполнено в зоне участка проточки большего диаметра. Напорный клапанно-штоковый уплотнитель размещен в зоне участка проточки меньшего диаметра с занижением расположения наружной поверхности торца внутреннего торцового буртика жесткого каркаса этого уплотнителя относительно поверхности внутренней торцовой ступеньки кольцевой проточки корпуса и снабжен плоским кольцевым лепестком, контактирующим боковой поверхностью с поверхностями внутреннего торцового буртика жесткого каркаса напорного клапанно-штокового уплотнителя и внутренней торцовой ступеньки кольцевой проточки корпуса с нормированным усилием начального поджатия к ним изменением степени гибкой деформации плоскости расположения лепестка установленными между этим лепестком и направляющей штока регулировочными прокладками. Наружная цилиндрическая поверхность расположенной со стороны кольцевой проточки корпуса боковой стенки кольцевой канавки поршня и внутренняя цилиндрическая поверхность жесткого каркаса всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя выполнены в форме взаимно согласующихся типоразмером резьбовых поверхностей. Между обращенными друг к другу торцовыми поверхностями эластомерного уплотнительного элемента и наружного торцового буртика всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя установлены регулировочные прокладки. Нормируется и стабилизируется подача, повышается объемный коэффициент полезного действия, надежность работы и обеспечивается удобство сборки насоса. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к устройству объемных насосов.

Известен объемный насос, содержащий корпус, снабженный сообщенной с напорным трактом кольцевой проточкой, выполненной в расточке корпуса в месте его сопряжения со штоком, жестко связанным с расположенным в рабочем цилиндре корпуса между полостями рабочей камеры и всасывающего тракта поршнем, снабженным кольцевой канавкой, в которой свободно расположен с натягом по поверхности рабочего цилиндра всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель в форме эластомерного уплотнительного кольца круглого поперечного сечения, и выполнены выпускные каналы со стороны кольцевой проточки корпуса, в котором свободно расположен с натягом по поверхности штока напорный клапанно-штоковый уплотнитель в форме эластомерного уплотнительного кольца круглого поперечного сечения (Авт. свидетельство СССР №868114, МПК F 04 B 13/00, 1980).

Недостатками данной конструкции насоса являются трудности в создании и стабилизации требуемых натягов функциональных сопряжений эластомерных уплотнителей в особенности при их маломассивном исполнении и с течением времени воздействия на них эксплуатационных факторов и условий хранения, что снижает экономичность и надежность работы насоса. Кроме этого, дополнительно к указанным недостатками конструкции насоса являются снижение стабильности подачи, объемного коэффициента полезного действия, самовсасывающей способности и, как следствие, надежности работы насоса при функционировании его в низконапорных режимах, а также в неустановившихся переходных режимах выхода на рабочие параметры, что обусловлено десинхронизацией фрикционными силовыми факторами, соизмеримыми в этих условиях с активными силовыми факторами, моментов открытия и закрытия всасывающего клапанно-поршневого и напорного клапанно-штокового уплотнителей на начальных участках перемещения поршня из крайних положений, и, как следствие, ненормированными перепусками при этом рабочей среды из напорного тракта во всасывающий.

Наиболее близким к рассматриваемым в заявке по техническому существу и достигаемым результатам является техническое решение, в котором осуществлено оснащение выполненных в форме эластомерного кольца круглого поперечного сечения уплотнителей жесткими каркасами, сопряженными с натягами с соответствующими поверхностями этих уплотнителей (Авт. свидетельство №1402711, СССР, МПК F 04 B 13/00, 1986).

Наличие жестких каркасов в уплотнителях данной конструкции насоса обеспечивает создание требуемых натягов в функциональных сопряжениях эластомерных уплотнительных элементов этих уплотнителей, что позволяет снизить потери хода поршня на начальных участках перемещений его из крайних положений, повышая тем самым экономичность работы насоса, а обеспечение при этом возможности нормирования и стабилизации этих натягов с учетом временных и температурных факторов условий эксплуатации и хранения повышает надежность работы насоса. Этим устранена часть из перечисленных недостатков конструкции насоса, однако устранение дополнительных из них указанными техническими решениями не охвачено и они остаются существенными для данного насоса, а кроме этого введение жесткого каркаса в конструкцию всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя затруднило возможность сборки его с неразъемной кольцевой канавкой поршня, что является дополнительным недостатком конструкции этого насоса.

Задачами, на решение которых направлено настоящее изобретение, являются нормирование и стабилизация подачи, повышение объемного коэффициента полезного действия, надежности работы и обеспечение удобства сборки насоса.

Указанные задачи решаются тем, что в известном насосе, содержащем напорный клапанно-штоковый и всасывающий клапанно-поршневой уплотнители, выполненные в виде эластомерных уплотнительных элементов, сопряженных с натягом с соответствующими поверхностями оснащенных торцевыми буртиками жестких каркасов, и свободно расположенные соответственно в сообщенной с напорным трактом кольцевой проточки корпуса и кольцевой канавке поршня, размещенного в рабочем цилиндре корпуса между полостями рабочей камеры и всасывающего тракта и жестко связанного с подвижно сопряженным с расточкой направляющей штоком, кольцевая проточка корпуса выполнена в форме двух участков различного диаметра, из которых участок проточки большего диаметра расположен со стороны направляющей штока и соединен с расположенным со стороны рабочей камеры участком проточки меньшего диаметра внутренней торцовой ступенькой, сообщение кольцевой проточки корпуса с напорным трактом выполнено в зоне участка проточки большего диаметра, напорный клапанно-штоковый уплотнитель размещен в зоне участка проточки меньшего диаметра с занижением расположения наружной поверхности торца внутреннего торцевого буртика жесткого каркаса этого уплотнителя относительно поверхности внутренней торцовой ступеньки кольцевой проточки корпуса и снабжен плоским кольцевым лепестком, контактирующим боковой поверхностью с поверхностями внутреннего торцового буртика жесткого каркаса напорного клапанно-штокового уплотнителя и внутренней торцовой ступеньки кольцевой проточки корпуса с нормированным усилием начального поджатия к ним изменением степени гибкой деформации плоскости расположения лепестка установленными между этим лепестком и направляющей штока регулировочными прокладками, а наружная цилиндрическая поверхность расположенной со стороны кольцевой проточки корпуса боковой стенки кольцевой канавки поршня и внутренняя цилиндрическая поверхность жесткого каркаса всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя выполнены в форме взаимно согласующихся типоразмером резьбовых поверхностей и между обращенными друг к другу торцовыми поверхностями эластомерного уплотнительного элемента и наружного торцового буртика всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя установлены регулировочные прокладки.

На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого объемного насоса.

Объемный насос содержит корпус 1, снабженный сообщенной с напорным трактом 2 кольцевой проточкой 3, выполненной в расточке корпуса 1 в месте расположения подвижно сопряженного с расточкой направляющей 4 штока 5, жестко на резьбе связанного с расположенным в рабочем цилиндре 6 корпуса 1 между полостями рабочей камеры 7 и всасывающего тракта 8 поршнем 9, снабженным кольцевой канавкой 10, в которой свободно расположен между боковыми стенками 11, 12 с натягом по поверхности рабочего цилиндра 6 всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель 13, выполненный в виде эластомерного уплотнительного элемента 14, сопряженного с натягом внутреннего уплотнительного элемента 14, сопряженного с натягом внутренней поверхностью с жестким каркасом 15, оснащенным со стороны рабочей камеры 7 наружным торцовым буртиком 16, и выполнены выпускные каналы 17 со стороны кольцевой проточки 3 корпуса 1, в которой свободно расположен между боковыми стенками 18, 19 с натягом по поверхности штока 5 напорный клапанно-штоковый уплотнитель 20, выполненный в виде эластомерного уплотнительного элемента 21, охваченного с натягом по наружной поверхности жестким каркасом 22, оснащенным со стороны направляющей 4 штока 5 внутренним торцовым буртиком 23. Кольцевая проточка 3 корпуса 1 выполнена в форме двух участков различного диаметра, из которых участок 24 проточки 3 большего диаметра расположен со стороны направляющей 4 штока 5 и соединен с расположенным со стороны рабочей камеры 7 участком 25 проточки 3 меньшего диаметра внутренней торцовой ступенькой 26. Сообщение кольцевой проточки 3 корпуса 1 с напорным трактом 2 выполнено в зоне участка 24 проточки 3 корпус 1 с напорным трактом 2 выполнено в зоне участка 24 проточки 3 большего диаметра. Напорный клапанно-штоковый уплотнитель 20 размещен в зоне участка 25 проточки 3 меньшего диаметра с занижением расположения наружной поверхности торца внутреннего торцового бортика 23 жесткого каркаса 22 этого уплотнителя относительно поверхности внутренней торцовой ступеньки 26 кольцевой проточки 3 корпуса 1 и снабжен плоским кольцевым лепестком 27, контактирующим боковой поверхностью с поверхностями внутреннего торцового буртика 23 жесткого каркаса 22 напорного клапанно-штокового уплотнителя 20 и внутренней торцовой ступеньки 26 кольцевой проточки 3 корпуса 1 с нормированным усилием начального поджатия к ним изменением степени гибкой деформации плоскости расположения лепестка 27 установленными между этим лепестком и направляющей 4 и штока 5 регулировочными прокладками 28. Наружная цилиндрическая поверхность расположенной со стороны кольцевой проточки 3 корпуса 1 боковой стенки 11 кольцевой канавки 10 поршня 9 и внутренняя цилиндрическая поверхность жесткого каркаса 15 всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя 13 выполнены в форме взаимно согласующихся типоразмером резьбовых поверхностей и между обращенными друг к другу торцовыми поверхностями эластомерного уплотнительного элемента 14 и наружного торцевого буртика 16 всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя 13 установлены регулировочные прокладки 29. Уплотнение внутренних полостей от внешней среды осуществлено уплотнительными элементами 30, 31.

Насос работает следующим образом.

На чертеже насос изображен в положении, соответствующем завершению цикла всасывания в установившемся режиме работы. При этом поршень 9 находится в крайнем положении, напорный клапанно-штоковый уплотнитель 20 поджат трением в сопряжении со штоком 5 и перепадом давления на нем к расположенной со стороны рабочей камеры 7 боковой стенке 19 кольцевой проточки 3 корпуса 1, плоский кольцевой лепесток 27 поджат изначальной гибкой деформацией его плоскости расположения и перепадом давления на нем к поверхностям внутреннего торцового буртика 23 жесткого каркаса 22 напорного клапанно-штокового уплотнителя 20 и внутренней торцовой ступеньки 26 кольцевой проточки 3 корпуса 1, герметично разобщая тем самым напорный тракт 2 от рабочей камеры 7. Всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель 13 при этом поджат трением о поверхность рабочего цилиндра 6 к боковой стенке 11 кольцевой канавки 10 поршня 9, обеспечивая сообщение рабочей камеры 7 со всасывающим трактом 8 посредством выпускных каналов 17, радиального и осевого зазоров между поверхностями всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя 13 и кольцевой канавки 10 поршня 9, через которые рабочая жидкость поступила из всасывающего тракта 8 и заполнила рабочую камеру 7 по мере увеличения ее объема перемещением поршня 9 и в процессе предшествующего цикла всасывания.

При последующем ходе поршня в обратном направлении на цикле нагнетания сначала происходит выборка осевого зазора между поверхностями всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя 13 и боковой стенки 12 кольцевой канавки 10 поршня 9, а затем с момента соприкосновения указанных поверхностей между собой и по мере возрастания в рабочей камере 7 избыточного давления до достаточного уровня происходит отжатие с перемещением в пределах осевого зазора напорного клапанно-штокового уплотнителя 20 от боковой стенки 12 кольцевой проточки 3 корпуса 1 и через образованный при этом осевой и существующий радиальный функциональный зазоры между поверхностями этих конструктивных элементов рабочая жидкость из рабочей камеры 7 по мере уменьшения ее объема перемещением поршня 9 вытеснится с отжатием лепестка 27 от поверхности внутренней торцовой ступеньки 26 в напорный тракт 2.

По достижении поршнем 9 своего крайнего в этом направлении перемещения положения в рабочей камере 7 и далее в радиальном функциональном зазоре между поверхностями напорного клапанно-штокового уплотнителя 20 и участка 25 проточки 3 корпуса 1 происходит понижение уровня давления и плоский кольцевой лепесток 27 усилием начального поджатия и перепадом давления на нем подожмется к поверхностям внутренней торцовой ступеньки 26 кольцевой проточки 3 корпуса 1 и внутреннего торцового буртика 23 жесткого каркаса 22 напорного клапанно-штокового уплотнителя 20, в результате чего он переместится в пределах осевого зазора, проскальзывая по штоку 5, и подожмется к боковой стенке 19 кольцевой проточки 3 корпуса 1, герметично разобщая тем самым рабочую камеру 7 от всасывающего тракта 8. С началом дальнейшего перемещения поршня в обратном направлении на цикле всасывания происходит дополнительное поджатие этого уплотнителя к указанной боковой стенке проточки корпуса усилием трения в сопряжении со штоком, повышая тем самым надежность герметизации указанных функциональных полостей и, как следствие, надежность и качество осуществления рабочего процесса.

В дальнейшем циклы повторяются.

Таким образом, согласно предложенным настоящим изобретением техническим решениям напорный клапанно-штоковый уплотнитель насоса снабжается управляемым перепадом давления дополнительным самодействующим клапанным устройством, преобразуя этим самым этот уплотнитель в двухкаскадный напорный клапанно-штоковый уплотнитель самодействующего типа, чем исключается возможность возникновения ситуации нахождения в одновременно открытом состоянии всасывающего клапанно-поршневого и напорного клапанно-штокового уплотнителей на начальных участках перемещений поршня из крайних положений и, как следствие, ненормированные перепуски рабочей среды из напорного тракта во всасывающий, что и обеспечивает повышение стабильности подачи, объемного коэффициента полезного действия и надежности работы во всем диапазоне возможных параметров функционирования насоса.

Кроме этого, оснащение боковой стенки кольцевой канавки поршня и жесткого каркаса всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя типоразмерно согласованными между собой резьбовыми поверхностями обеспечивает удобство сборки с использованием отработанных приемов, применяемых при сборке невыпадающих винтовых сопряжений, а возможность расположения регулировочных прокладок между обращенными друг к другу торцами эластомерного уплотнительного элемента и наружного торцового буртика жесткого каркаса всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя позволяет регулировать величину осевого зазора между этим уплотнителем и боковыми стенками кольцевой канавки поршня и тем самым нормировать путем корректировки на стадии настройки параметров подачу насоса при его сборке.

Данный объемный насос может быть использован в любых отраслях промышленности, где требуется эффективное перекачивание жидкостных сред в системах различного целевого назначения. При этом благодаря эластичному контактированию функциональных удлинительных поверхностей в клапанных распределителях принудительного действия данный насос менее чувствителен к наличию механических включений в перекачиваемой среде по сравнению с объемными насосами другой конструкции клапанных распределителей и поэтому он может быть эффективно использован в работе на загрязненных механическими включениями неабразивного характера рабочих средах, где объемные насосы с другими конструкциями клапанных распределителей малоэффективны.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Объемный насос, содержащий корпус, снабженный сообщенной с напорным трактом кольцевой проточкой, выполненной в расточке корпуса в месте расположения подвижно сопряженного с расточкой направляющей штока, жестко связанного с расположенным в рабочем цилиндре корпуса между полостями рабочей камеры и всасывающего тракта поршнем, снабженным кольцевой канавкой, в которой свободно расположен между боковыми стенками с натягом по поверхности рабочего цилиндра всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель, выполненный в виде эластомерного уплотнительного элемента, сопряженного с натягом внутренней поверхностью с жестким каркасом, оснащенным со стороны рабочей камеры наружным торцовым буртиком, и выполнены выпускные каналы со стороны кольцевой проточки корпуса, в которой свободно расположен между боковыми стенками с натягом по поверхности штока напорный клапанно-штоковый уплотнитель, выполненный в виде эластомерного уплотнительного элемента, охваченного с натягом по наружной поверхности жестким каркасом, оснащенным со стороны направляющей штока внутренним торцовым буртиком, отличающийся тем, что кольцевая проточка корпуса выполнена в форме двух участков различного диаметра, из которых участок проточки большего диаметра расположен со стороны направляющей штока и соединен с расположенным со стороны рабочей камеры участком проточки меньшего диаметра внутренней торцовой ступенькой, сообщение кольцевой проточки корпуса с напорным трактом выполнено в зоне участка проточки большего диаметра, напорный клапанно-штоковый уплотнитель размещен в зоне участка проточки меньшего диаметра с занижением расположения наружной поверхности торца внутреннего торцового буртика жесткого каркаса этого уплотнителя относительно поверхности внутренней торцовой ступеньки кольцевой проточки корпуса и снабжен плоским кольцевым лепестком, контактирующим боковой поверхностью с поверхностями внутреннего торцового буртика жесткого каркаса напорного клапанно-штокового уплотнителя и внутренней торцовой ступеньки кольцевой проточки корпуса с нормированным усилием начального поджатия к ним изменением степени гибкой деформации плоскости расположения лепестка установленными между этим лепестком и направляющей штока регулировочными прокладками, а наружная цилиндрическая поверхность расположенной со стороны кольцевой проточки корпуса боковой стенки кольцевой канавки поршня и внутренняя цилиндрическая поверхность жесткого каркаса всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя выполнены в форме взаимно согласующихся типоразмером резьбовых поверхностей, и между обращенными друг к другу торцовыми поверхностями эластомерного уплотнительного элемента и наружного торцового буртика всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя установлены регулировочные прокладки.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru