ОБЪЕМНЫЙ НАСОС

ОБЪЕМНЫЙ НАСОС


RU (11) 2282061 (13) C2

(51) МПК
F04B 53/14 (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: 2004133183/06 
(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 объемном насосе всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель снабжен имеющей внутренний торцовый буртик цилиндрической антифрикционной втулкой, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями рабочего цилиндра и эластомерного уплотнительного элемента с расположением внутреннего торцового буртика между торцовыми поверхностями наружного торцового буртика жесткого каркаса и эластомерного уплотнительного элемента. Напорный клапанно-штоковый уплотнитель снабжен имеющей наружный торцовый буртик цилиндрической антифрикционной втулкой, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями штока и эластомерного уплотнительного элемента с расположением наружного торцового буртика между торцовыми поверхностями внутреннего торцового буртика жесткого каркаса и эластомерного уплотнительного элемента. Расположенная со стороны кольцевой проточки корпуса боковая стенка кольцевой канавки поршня выполнена съемной. Повышается ресурс и надежность работы, расширяется область применения по параметрам и обеспечивается удобство сборки насоса. 2 з.п. ф-лы, 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 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 в форме эластомерного уплотнительного кольца круглого поперечного сечения и выполнены выпускные каналы со стороны кольцевой проточки корпуса, в который свободно расположен с натягом по поверхностям штока и боковых стенок проточки корпуса напорный клапанно-штоковый уплотнитель в форме эластомерного уплотнительного кольца круглого поперечного сечения (Авт. свидетельство СССР №1397618, МПК F 04 B 13/00, 1986).

Недостатком данной конструкции насоса является трудность в создании и стабилизации требуемых натягов функциональных сопряжений эластомерных уплотнителей в особенности при их маломассивном исполнении и с течением времени воздействия эксплуатационных факторов и условий хранения, что снижает экономичность и надежность работы насоса.

Наиболее близким к рассматриваемому 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 натягом с соответсвтующими поверхностями этих уплотнителей (Авт. свидетельство СССР №1402711, МПК F 04 B 13/00, 1986).

Наличие жестких каркасов в данной конструкции насоса обеспечивает создание требуемых натягов в функциональных сопряжениях эластомерных элементов 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 стабилизация этих натягов с учетом временных и температурных факторов условий эксплуатации и хранения повышает надежность работы такого насоса.

Однако и эта конструкция насоса наряду с выше рассмотренной также имеет ряд недостатков, обусловленных, в частности, наличием относительно больших значений величин радиальных зазоров функциональных сопряжений штока с расточкой корпуса и поршня с рабочим цилиндром, а также большой консольности расположения поршня относительно направляющей штока, размерные соотношения которых, с одной стороны, обуславливаются величиной подачи насоса, а с другой стороны, ограничиваются необходимостью предотвращения возможности выдавливания в зазоры функциональных сопряжений поршня и штока материала эластомерных уплотнительных элементов под воздействием перепада давления на них в такой степени, при которой возможно их разрушение в пределах невыработанного заданного ресурса работы насоса, что в общем случае сужает преимущественно пределами малых подачи и напоров область применения его при заданных массогабаритных показателях. Кроме этого, указанные конструктивные недостатки обуславливают возникновение соизмеримых с зазорами функциональных сопряжений, эксцентренные смещения поршня и штока под воздействием материала эластомерных уплотнительных элементов, неравномерно выдавливаемых перепадом давлений на них в образующиеся при этом эксцентрические по форме зазоры функциональных сопряжений поршня с рабочим цилиндром и штока с расточкой корпуса, ухудшая условия работы всасывающего клапанно-поршневого и напорного клапанно-штокового уплотнителей, штока в сопряжении с направляющей и самого рабочего цилиндра в сопряжении с поршнем, снижая тем самым ресурсоспособность и надежность работы насоса и дополнительно сужая его область применения по параметрам.

Дополнительно к указанному в данной конструкции насоса затруднена возможность сборки оснащенного жестким каркасом всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя с неразъемной кольцевой канавкой поршня.

Задачами, на решение которых направлено настоящее изобретение, являются повышение ресурсоспособности и надежности работы, расширение области применения по параметрам и обеспечение удобства сборки насоса.

Указанные задачи решаются тем, что в известном насосе, содержащем всасывающий клапанно-поршневой и напорный клапанно-штоковый уплотнители, расположенные соответственно в кольцевой канавке поршня и кольцевой проточке корпуса и выполненные в виде эластомерных уплотнительных элементов, сопряженных с натягами с оснащенными торцовыми буртиками жесткими каркасами, всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель снабжен имеющей внутренний торцовый буртик цилиндрической антифрикционной втулкой, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями рабочего цилиндра и эластомерного уплотнительного элемента с расположением внутреннего торцового буртика между торцовыми поверхностями наружного буртика жесткого каркаса и эластомерного уплотнительного элемента, напорный клапанно-штоковый уплотнитель снабжен имеющей наружный торцовый буртик цилиндрической антифрикционной втулкой, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями штока и эластомерного уплотнительного элемента с расположением наружного торцового буртика между торцовыми поверхностями внутреннего торцового буртика жесткого каркаса и эластомерного уплотнительного элемента, а расположенная со стороны кольцевой проточки корпуса боковая стенка кольцевой канавки поршня выполнена съемной. При этом съемная боковая стенка кольцевой канавки поршня может быть выполнена в форме упругого стопорного кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке поршня со стороны кольцевой проточки корпуса, а в качестве материала цилиндрических антифрикционных втулок всасывающего клапанно-поршневого и напорного клапанно-штокового уплотнителей может быть использована пластмассовая композиция на фторопластовой основе с графитовым наполнителем, например композиция Ф4-К20 ТУ 6-05-1413-76.

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, содержащий эластомерный уплотнительный элемент 14, сопряженный 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 с натягом по поверхностям штока 5 и боковых стенок 18, 19 кольцевой проточки 3 корпуса 1 напорный клапанно-штоковый уплотнитель 20, содержащий эластомерный уплотнительный элемент 21, охваченный с натягом по наружной поверхности жестким каркасом 22, оснащенным с противоположной рабочей камере 7 стороны внутренним торцовым буртиком 23. Всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель 13 снабжен имеющей внутренний торцовый буртик 24 цилиндрической антифрикционной втулкой 25, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями рабочего цилиндра 6 и эластомерного уплотнительного элемента 14 с расположением внутреннего торцового буртика 24 между торцовыми поверхностями наружного торцового буртика 16 жесткого каркаса 15 и эластомерного уплотнительного элемента 14. Напорный клапанно-штоковый уплотнитель 20 снабжен имеющей наружный торцовый буртик 26 цилиндрической антифрикционной втулкой 27, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями штока 5 и эластомерного уплотнительного элемента 21 с расположением наружного торцового буртика 26 между торцовыми поверохностями внутреннего торцового буртика 23 жесткого каркаса 22 и эластомерного уплотнительного элемента 21. Расположенная со стороны кольцевой проточки 3 корпуса 1 боковая стенка 11 кольцевой канавки 10 поршня 9 выполнена съемной в форме упругого стопорного кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке 28 поршня 9 со стороны кольцевой проточки 3 корпуса 1. Уплотнение внутренних полостей от внешней среды осуществлено уплотнительными элементами 29, 30.

Насос работает следующим образом.

На чертеже насос показан в положении, соответствующем завершению цикла всасывания, при котором поршень 9 находится в крайнем положении. При этом напорный клапанно-штоковый уплотнитель 20 поджат упругостью изначального натяга осевого сопряжения, 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, герметично разобщая тем самым рабочую камеру 7 от напорного тракта 2, а всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель 13 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, радиального функционального зазора между поверхностями рабочего цилиндра 6 и боковой стенки 12 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 в процессе предшествующего цикла всасывания. При последующем обратном ходе поршня 9 в процессе цикла нагнетания сначала происходит выборка осевого зазора между поверхностями всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя 13 и боковой стенкой 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 напорного клапанно-штокового уплотнителя 20 от боковой стенки 19 кольцевой проточки 3 корпуса 1 и через образованный при этом осевой и существующий радиальный зазоры между поверхностями этих конструктивных элементов рабочая жидкость из рабочей камеры 7 по мере уменьшения ее объема перемещением поршня 9 вытеснится в напорный тракт 2. По достижении поршнем 9 своего крайнего в этом направлении перемещения положения в рабочей камере 7 происходит понижение уровня давления и напорный клапанно-штоковый уплотнитель 20 упругостью изначального натяга в осевом сопряжении с боковыми стенками 18, 19 кольцевой проточки 3 корпуса 1 перепадом давления на нем спонтанно подожмется к боковой стенке 19 этой проточки, герметично разобщив тем самым рабочую камеру 7 от напорного тракта 2. 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 надежность герметизации разобщения указанный функциональных полостей и, как следствие, надежность и качество осуществления рабочего процесса.

В дальнейшем циклы повторяются.

При этом подвижно-фрикционное взаимодействие напорного клапанно-штокового 20 и всасывающего клапанно-поршневого 13 уплотнителей с ответными поверхностями соответственно штока 5 и рабочего цилиндра 6 корпуса 1 осуществляется посредством антифрикционной износостойкой пластмассовой композиции цилиндрических втулок соответственно 27 и 25, торцами цилиндрических поверхностей которых также осуществляются чередующиеся дросселирующие проходные площади перекрытия и открытия радиальных зазоров функциональных сопряжений штока 5 и поршня 9 с поверхностями соответствующих расточек корпуса 1.

Таким образом, предлагаемая данным изобретением возможность использования в качестве одного из материалов пар трения всасывающего клапанно-поршневого и напорного клапанно-штокового уплотнителей в их промежуточных конструктивных элементах пластмассовой антифрикционной композиции, по износстойкости превосходящей эластомерные материалы, напрямую обеспечивает повышение ресурсоспособности и надежности работы насоса. При этом выполнение указанных элементов пар трения в форме цилиндрических втулок с толщинами стенок цилиндрической части, равными или превышающими требуемые рабочим процессом значения величин зазоров функциональных сопряжений поршня и штока, практически устраняет возможность выдавливания материала эластомерных уплотнительных элементов в указанные зазоры по причине их перекрытия торцами цилиндрической части антифрикционных втулок, что улучшает условия работы всасывающего клапанно-поршневого и напорного клапанно-штокового уплотнителей, штока в сопряжении с расточкой направляющей и самого рабочего цилиндра в сопряжении с поршнем и тем самым дополнительно повышает ресурсоспособность и надежность работы насоса.

Кроме этого, наличие указанного принудительного перекрытия с последующим открытием зазоров функциональных сопряжений поршня и штока соответствующими элементами уплотнителей в процессе работы насоса обеспечивает возможность использования его при прочих равных условиях на большие напоры и подачи, что таким образом расширяет область возможного применения насоса по параметрам, а выполнение кольцевой канавки поршня со съемной со стороны кольцевой проточки корпуса боковой стенкой, выполненной в форме упругого стопорного кольца, упрощает возможность установки оснащенного жестким каркасом всасывающего клапанно-поршневого уплотнителя в кольцевую канавку поршня во всем диапазоне возможных размерных соотношений указанных конструктивных элементов, обеспечивая удобство сборки насоса.

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 уплотнительных поверхностей в клапанных распределителях принудительного действия, данный насос менее чувствителен к наличию механических примесей 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


1. 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, содержащий эластомерный уплотнительный элемент, сопряженный 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 с натягом по поверхностям штока и боковых стенок кольцевой проточки корпуса напорный клапанно-штоковый уплотнитель, содержащий эластомерный уплотнительный элемент, охваченный с натягом по наружной поверхности жестким каркасом, оснащенным с противоположной рабочей камере стороны внутренним торцовым буртиком, отличающийся тем, что всасывающий клапанно-поршневой уплотнитель снабжен имеющей внутренний торцовый буртик цилиндрической антифрикционной втулкой, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями рабочего цилиндра и эластомерного уплотнительного элемента с расположением внутреннего торцового буртика между торцовыми поверхностями наружного торцового буртика жесткого каркаса и эластомерного уплотнительного элемента, напорный клапанно-штоковый уплотнитель снабжен имеющей наружный торцовый буртик цилиндрической антифрикционной втулкой, цилиндрическими поверхностями установленной с натягом между поверхностями штока и эластомерного уплотнительного элемента с расположением наружного торцового буртика между торцовыми поверхностями внутреннего торцового буртика жесткого каркаса и эластомерного уплотнительного элемента, а расположенная со стороны кольцевой проточки корпуса боковая стенка кольцевой канавки поршня выполнена съемной.

2. Объемный насос по п.1, отличающийся тем, что съемная боковая стенка кольцевой канавки поршня выполнена в форме упругого стопорного кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке поршня со стороны кольцевой проточки корпуса.

3. Объемный насос по п.1, отличающийся тем, что цилиндрические антифрикционные втулки всасывающего клапанно-поршневого и напорного клапанно-штокового уплотнителей выполнены из пластмассовой композиции на фторопластовой основе с графитовым наполнителем.








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