РЕГУЛИРУЕМЫЙ НАСОС

РЕГУЛИРУЕМЫЙ НАСОС


RU (11) 2063550 (13) C1

(51) 6 F04B13/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 94037479/06 
(22) Дата подачи заявки: 1994.10.06 
(45) Опубликовано: 1996.07.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1305431 кл. F О4 В 13/00, 1987. 2. Авторское свидетельство СССР N 1488544, кл. F О4 В 13/00, 1989. 
(71) Заявитель(и): Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики 
(72) Автор(ы): Воробьев В.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики 

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ НАСОС 

Использование: в приборостроительной, химической и других отраслях промышленности, занимающийся насосостроением, в частности насосами с дозированном объемной подачей. Сущность изобретения: в корпусе 1 с крышкой 3, впускным 20 и выпускным 21 отверстиями установлена с возможностью вращения и связана с выходным звеном приводного механизма распределительная гильза 5. Гильза 5 имеет распределительные каналы 6 и 7 и торцовой кулачок 8 для прихода плунжера 11, снабженного продольной лыской 13, фиксатором 14 и поводком 19, установленным в расточке 15. Корпус имеет продольный паз 18 для угловом фиксации поводка 19, а последний соединен с плунжером 11 с возможностью поворота относительно последнего. В расточке 15 корпуса 1 установлено зубчатое колесо 16 с продольным пазом 17 на его боковой поверхности, сопряженным с фиксатором 14, который жестко соединен с плунжером 11. Зубчатое колесо 16 жестко связано с зубчатой рейкой 26 регулятора объемной подачи. Объемная подача насоса регулируется поворотом плунжера 11 при помощи рейки 26, что приводит к изменению угловой ориентации продольной лыски 13 и смещению фаз распределения перекачиваемой среды. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к насосостроению, в частности, к насосам с дозированной объемной подачей.

Известен плунжерный регулируемый насос, содержащий привод, с ведомым звеном которого жестко связана распределительная гильза с торцовым кулачком, установленная в корпусе с возможностью вращения, плунжер с поводком, расположенный внутри распределительной гильзы с возможностью возвратно-поступательного движения, элемент удержания плунжера от проворачивания и установленный в корпусе регулятор хода плунжера, при этом торцовый кулачок распределительной гильзы кинематически связан с поводком плунжера, а пружина сжатия подключена к ведомому звену привода и расположена концентрично и снаружи распределительной гильзы, насос снабжен дополнительным торцовым кулачком, в распределительной гильзе выполнены продольные пазы, в которых установлен дополнительный торцовый кулачок с возможностью его продольного перемещения, подпружиненный к регулятору хода плунжера, причем профиль дополнительного торцового кулачка повторяет профиль основного торцового кулачка и расположен оппозитно последнему, а поводок плунжера размещен между основным и дополнительным торцовыми кулачками /I/.

Недостатком данного плунжерного насоса является наличие пары трения дополнительный торцовый кулачок-регулятор хода плунжера, в месте контакта которой неизбежен износ поверхностей, что и приводит к нарушению регулировки и нестабильности цикловой подачи при эксплуатации насоса.

Наиболее близким к описываемому техническому решению является плунжерный регулируемый насос, содержащий корпус с расточкой и крышкой, имеющей отверстие, соосное расточке, установленную в расточке с возможностью вращения распределительную гильзу, имеющую радиальные распределительные каналы, и торцовый кулачок, размещенный в гильзе с образованием рабочей камеры подпружиненный плунжер с поводком, установленный с возможностью воздействия на торцовый кулачок гильзы для обеспечения возвратно-поступательного движения плунжера, последний снабжен хвостовиком, сопряженным с пазом втулки, размещенной в отверстии крышки и связанной с механизмом регулирования объемной подачи, а корпус имеет каналы подвода и отвода, выходящие в зоне расположения распределительных каналов гильзы, корпус снабжен продольным пазом, поводок соединен с плунжером с возможностью поворота относительно последнего и снабжен выступом, размещенным в указанном продольном пазе корпуса, втулка жестко соединена с механизмом регулирования и установлена в крышке с возможностью поворота, плунжер в зоне расположения распределительных каналов снабжен продольной лыской, а сопряжение корпус-гильза в зоне расположения распределительных каналов снабжено кольцевыми канавками /2/.

Недостатками данной конструкции являются:

постоянно действующее переменное усилие от нагнетательной пружины на поводок, опирающийся на торцовый кулачок в ограниченной области, нележащей на оси пружины, приводит к радиальным нагрузкам на плунжер, распределительную гильзу, втулку и другие детали насоса, что сопровождается повышенным износом контактирующих поверхностей названных деталей, в значительной степени определяющих стабильность объемной подачи и долговечность насоса;

сложность сопряжения с минимальным люфтом хвостовика плунжера с пазом втулки, влияющим в конечном результате на стабильность объемной подачи насоса.

Технической задачей, доставленной в данном изобретении, является повышение стабильности объемной подачи и долговечности насоса.

Это достигается тем, что в регулируемом насосе, содержащем корпус с продольным пазом, расточкой и крышкой, установленную в расточке с возможностью вращения распределительную гильзу, имеющую радиальные распределительные каналы, торцовый кулачок, размещенный в гильзе с образованием рабочей камеры подпружиненный плунжер с поводком, установленным с возможностью взаимодействия с торцовым кулачком гильзы для обеспечения возвратно-поступательного движения плунжера, поводок соединен с плунжером с возможностью поворота относительно последнего и снабжен выступом, размещенным в продольном пазу корпуса, плунжер в зоне расположения распределительных каналов снабжен продольной лыской, корпус имеет каналы подвода и отвода, выводящие в расточку в зоне расположения распределительных каналов гильзы, механизм регулирования объемной подачи, а сопряжение корпус-гильза в зоне расположения распределительных каналов снабжено кольцевыми канавками, корпус снабжен дополнительной расточкой, соосной с имеющейся, поверхность которой сопряжена с поверхностью установленного в ней поводка, зубчатым колесом, установленным в данной расточке с возможностью вращения, снабженным продольным пазом и связанным с механизмом регулирования объемной подачи, фиксатором, жестко соединенным с плунжером и сопряженным с продольным пазом зубчатого колеса, а поводок выполнен в виде ступенчатого стакана.

Благодаря выполнению поводка в виде цилиндрического ступенчатого стакана, внешняя поверхность которого сопряжена с поверхностью дополнительной расточки, выполненной в корпусе, радиальные нагрузки, действующие на плунжер, распределительную гильзу и корпус насоса из-за смещения области взаимодействия поводка с торцовым кулачком относительно оси пружины воспринимаются сопряженными поверхностями стакана и корпуса, тем самым разгружая детали плунжерной группы, в значительной степени определяющие стабильность объемной подачи и долговечность насоса. Установка на плунжере жестко закрепленного фиксатора, сопряженного с продольным пазом зубчатого колеса, дозволяет существенно уменьшить люфт в соединении "плунжермеханизм регулирования объемной подачи" за счет более короткой размерной цепи, определяющее взаимное положение сопрягаемых поверхностей, что в конечном результате повышает стабильность объемной подачи насоса.

На фиг. 1 изображен регулируемый насос, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (в момент начала открытия впускного отверстия распределительной гильзы); на фиг. 3 то же, в момент полного открытия впускного отверстия распределительной гильзы; на фиг. 4 то же, в момент закрытия впускного отверстия распределительной гильзы; на фиг. 5 график работы насоса при максимальной объемной подаче; на фиг. 6 график работы насоса при частичной объемной подаче.

Регулируемый насос содержит корпус 1 с двумя соосными расточками 2 и 15, крышку 3, установленную в расточке 2 с возможмостью вращения распределительную гильзу 5, имеющую радиальные впускной и выпускной каналы 6 и 7, и торцовый кулачок 3, размещенный в гильзе 5 с образованием рабочей камеры 9 подпружиненный пружиной 10 плунжер 11 с поводком 12, установленным в расточке 15 с возможностью взаимодействия с торцовым кулачком 8 гильзы 5 для обеспечения возвратно-поступательного движения плунжера 11. Плунжер 11 в зоне расположения каналов 6 и 7 снабжен продольной лыской 13. Корпус 1 снабжен продольным пазом 18, поводок 12 соединен с плунжером 11 с возможностью поворота относительно последнего и снабжен выступом 19, размещенным в продольном пазу 18 корпуса, чем исключается возможность поворота поводка 12 при работе насоса. В расточке 15 корпуса 1 установлено с возможностью вращения зубчатое колесо 13 с продольным пазом 17 на его боковой поверхности, сопряженным с фиксатором 14, жестко связанным с плунжером 11. Зубчатое колесо 13 входит в зацепление с зубчатой рейкой 25 регулятора объемной подачи.

Корпус 1 имеет коллекторы подвода 20 и отвода 21, выходящие в расточку 2 в зоне расположения впускного и выпускного каналов 6 и 7 гильзы 5. Корпус 1 и гильза 5 в зоне расположения каналов 5 и 7 снабжены кольцевыми канавками 22 и 23 соответственно. Гильза 5 приводится во вращение при помощи червячной передачи, включающей червяк 24 и червячное колесо 25, зубчатый венец которого выполнен на распределительной гильзе 5.

Геометрические размеры, такие как диаметры d1 и d2, каналов 6 и 7 соответственно и высота h (фиг. 4) плунжера 11, определяемая как размер от образующей плунжера 11 до плоскости лыски 13, выбраны таким образом, что определяют угол поворота распределительной гильзы 5, при котором каналы 6 и 7 сообщаются с рабочей камерой 9. На фиг. 2 показано, что если размер впускного клапана 6 и ширину лыски 13 плунжера 11 выразить в угловых величинах в виде центральных углов 1 и 2 соответственно, то при условии 1+2 180o связь между линией подвода (отвода) и рабочей камерой 9 осуществляется на угле поворота распределительной гильзы, равном 180o.

Регулируемый насос работает следующим образом.

При вращении червяка 24 червячное колесо 25 приводит во вращение распределительную гильзу 5 и при взаимодействии ее торцового кулачка 8 с поводком 12 происходит возвратно-поступательное движение плунжера 11 и периодическое увеличение и уменьшение величины объема рабочей камеры 9.

На фиг. 5 показан график перемещения плунжера 11 в зависимости от угла поворота распределительной гильзы 5 при максимальной объемной подаче насоса.

Участок 0-1 соответствует прямолинейному участку профиля торцового кулачка 8, при котором перемещении плунжера отсутствует. В этот период открывается впускной канал 6 и одновременно закрывается выпускной канал 7 гильзы, что соответствует точке "а" на участке 0-1. На участке 1-2 плунжер 11 движется в сторону увеличения объема рабочей камеры 9, происходит такт всасывания, при котором перекачиваемая среда из коллектора 20 подвода по каналу 6 поступает в рабочую камеру.

Участок 2-3 соответствует прямолинейному участку профиля торцового кулачка 8, при котором перемещение плунжера 11 отсутствует. В этот период закрывается впускной клапан 6 и одновременно открывается выпускной клапан 7, что соответствует точке на графике, угловая протяженность участка а-б равна 180o поворота гильзы 5. Участок 3-4 соответствует движению плунжера 11 в сторону уменьшения величины объема рабочей камеры 9, происходит такт нагнетания, при котором перекачиваемая среда из рабочей камеры 9 вытесняется плунжером 11 через выпускной канал 7 гильзы 5 в коллектор 21 отвода и далее к потребителю. Для уменьшения объемной подачи насоса перемещают зубчатую рейку 25, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом 16, тем самым поворачиваем зубчатое колесо 16 на некоторый угол v3 по направлению вращения распределительной гильзы 5, при этом на этот же угол повернется и плунжер 11, что приведет к запаздыванию открытия впускного клапана 6 и выпускного 7 каналов в распределительной гильзе 5 относительно торцового кулачка 8.

На фиг. 6 показан график перемещения плунжера 11 при уменьшении величины объемной подачи после поворота плунжера 11 на угол 3. Из графика видно, что открытие впускного отверстия 6 (что соответствует точке "а" на фиг. 5) произойдет позднее на величину 3 в сравнении с графиком на фиг. 5. Участок 1-2 соответствует такту всасывания, на участке 2-3 впускной канал 6 остается открытым, а закрытие впускного канала 6 и открытие выпускного канала 7 произойдет с запаздыванием на тот же угол 3 на участке 3-4, что соответствует точке "б" на графике.

Из графика видно, что часть хода S1 плунжера 11 не используется, поскольку впускной канал 6 остается открытым и нагнетание перекачиваемой среды из рабочей камеры 9 происходит только на части хода плунжера 11, показанной на графике фиг. 6 как величина S2.

Описываемая конструкция насоса обеспечивает значительное уменьшение радиальных нагрузок на плунжер и распределительную гильзу, повышение стабильности объемной подачи насоса и его долговечность. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Регулируемый насос, содержащий корпус с продольным пазом, расточкой и крышкой, установленную в расточке с возможностью вращения распределительную гильзу, имеющую радиальные распределительные каналы, торцовый кулачок, размещенный в гильзе с образованием рабочей камеры подпружиненный плунжер с поводком, установленным с возможностью взаимодействия с торцовым кулачком гильзы для обеспечения возвратно-поступательного движения плунжера, поводок соединен с плунжером с возможностью поворота относительно последнего и снабжен выступом, размещенным в продольном пазе корпуса, плунжер в зоне расположения распределительных каналов снабжен продольной лыской, корпус имеет каналы подвода и отвода, выходящие в расточку в зоне расположения распределительных каналов гильзы, механизм регулирования объемной подачи, а сопряжение корпус-гильза в зоне расположения распределительных каналов снабжено кольцевыми канавками, выполненными в корпусе и в гильзе, отличающийся тем, что корпус снабжен дополнительной расточкой, соосной с имеющейся, поверхность которой сопряжена с поверхностью установленного в ней поводка, зубчатым колесом, установленным в данной расточке с возможностью вращения, снабженным продольным пазом и связанным с механизмом регулирования объемной подачи, фиксатором, жестко соединенным с плунжером и сопряженным с продольным пазом зубчатого колеса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что поводок выполнен в виде ступенчатого стакана.




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