Радіально-поршневий ексцентриковий насос з хитним блоком циліндрів
Номер патенту: 14780
Опубліковано: 15.05.2006
Автори: Гребеннюков Сергій Павлович, Міщенко Володимир Олександрович, Грінберг Юрій Ісаакович
Формула / Реферат
1. Радіально-поршневий ексцентриковий насос з хитним блоком циліндрів, в корпусі або корпусній деталі якого виконана одна або декілька радіальних наскрізних розточок, кожна з яких має кільцевий виступ в зоні виходу розточки у внутрішню порожнину насоса, де розміщений привідний ексцентриковий вал, закріплений в радіальній наскрізній розточці клапанно-поршневий блок, що містить нагнітальний клапан, циліндр з опорним елементом, який встановлено з можливістю зворотно-поступального і хитального рухів при взаємодії з ексцентриком привідного вала і утримується в контакті з ексцентриком за допомогою засобу ведення, і розміщений у циліндрі поршень, що має наскрізний осьовий отвір і сферичну головку, яка утворює сферичний шарнір з поршневим башмаком, який закріплений у радіальній наскрізній розточці між її кільцевим виступом і нагнітальним клапаном, при цьому ексцентрик містить паз для сполучення порожнини циліндра з внутрішньою порожниною насоса під час ходів всмоктування, який відрізняється тим, що засіб ведення утворений пружиною стиснення, яка охоплює циліндр і одним своїм торцем опирається на опорний елемент циліндра, а другим торцем опирається безпосередньо або через проміжну деталь на повернуту до внутрішньої порожнини насоса опорну поверхню корпуса або корпусної деталі.
2. Радіально-поршневий насос з хитним блоком циліндрів за п. 1, який відрізняється тим, що опорна поверхня, на яку опирається другий торець пружини стиснення, утворена торцевою поверхнею східця радіальної розточки, який виконаний зі сторони внутрішньої порожнини насоса.
3. Радіально-поршневий насос з хитним блоком циліндрів за п. 1, який відрізняється тим, що проміжна деталь, на яку опирається другий торець пружини стиснення, виконана як шайба з наскрізним осьовим отвором, що охоплює виступаючу в цей осьовий отвір частину відповідного поршневого башмака.
4. Радіально-поршневий насос з хитним блоком циліндрів за п. 3, який відрізняється тим, що шайба з наскрізним отвором має кільцевий виступ на стороні, на якій виконана опорна поверхня під торець пружини стиснення, при цьому кільцевий виступ охоплює цю опорну поверхню, а його внутрішній діаметр дорівнює або більший, ніж зовнішній діаметр пружини стиснення.
Текст
1. Радіально-поршневий ексцентриковий насос з хитним блоком циліндрів, в корпусі або корпусній деталі якого виконана одна або декілька радіальних наскрізних розточок, кожна з яких має кільцевий виступ в зоні виходу розточки у внутрішню порожнину насоса, де розміщений привідний ексцентриковий вал, закріплений в радіальній наскрізній розточці клапанно-поршневий блок, що містить нагнітальний клапан, циліндр з опорним елементом, який встановлено з можливістю зворотно-поступального і хитального рухів при взаємодії з ексцентриком привідного вала і утримується в контакті з ексцентриком за допомогою засобу ведення, і розміщений у циліндрі поршень, що має наскрізний осьовий отвір і сферичну головку, яка утворює сферичний шарнір з поршневим башмаком, який закріплений у радіальній наскрізній розточці між її кільцевим виступом і нагнітальним клапаном, при цьому ексцентрик містить паз для сполучення порожнини циліндра з внутрішньою порожниною насоса під час ходів всмоктування, U 2 14780 1 3 зовні циліндра між тильними частинами опорного елемента циліндра і півсферичної головки поршня. Недоліком відомої конструкції насоса є мала її живучість у разі попадання забруднень у робочу рідину. Попадання частинок забруднень між циліндром і поршнем може привести до значного зростання зусилля, яке потрібне для забезпечення переміщення циліндра відносно поршня. При значному забрудненні робочої рідині, частинки забруднень можуть попасти в проміжок між поршнем і циліндром і утримувати циліндро-поршневу пару і їх пружину ведення в стисненому в кінці хода нагнітання положенні у разі, коли зусилля пружини стає недостатнім, щоб здійснювати переміщення в циліндро-поршневій парі. При подальшому обертанні ексцентрика така заклинена частинками забруднень циліндро-поршнева пара падає в картер насоса, і при подальшому обертанні вала с ексцентриком збиває решту циліндро-поршневих пар, що приводить до повної відмови насоса, але зберігає його ремонтопридатність. Внаслідок цього відомий насос має малу живучість при попаданні забруднень в лінію всмоктування насоса. Попадання забруднень у лінію всмоктування насоса може відбуватися з різних причин, наприклад, у разі забруднення фільтра, внаслідок вимивання продуктів спрацьовування деталей, або із зовнішнього середовища. Для стаціонарних гідрофікованих машин можливі причини забруднень робочої рідини усуваються під час технічного обслуговування. Для мобільних гідрофікованих машин, що працюють у польових умовах, або в обмежених умовах шахти, будь-яке усування виникаючих несправностей на місці, відразу збільшує ймовірність попадання забруднень із зовнішнього середовища. При цьому раптова відмова насоса не дає змогу закінчити робочий цикл гідрофікованої машини, яка містить цей насос. А отже, внаслідок цього гідрофікована машина не може бути переміщена своїм ходом на підготоване місце для безпечного технічного обслуговування. У таких випадках живучість насоса або його здатність функціонувати певний час, нехай не на повну потужність, з наступним відновленням працездатності, є економічно суттєвим плюсом. Найбільш близьким аналогом до насоса, що заявляється, по технічній суті є радіальнопоршневий ексцентриковий насос з хитним блоком циліндрів і клапанним розподіленням робочої рідини, що описаний в авторському свідоцтві СРСР [№1288340 А1, М.кл.4: В04В1/10, заявка №3831015/25-06 від 30.12.1984р]. Відомий радіально-поршневий ексцентриковий насос з хитним блоком циліндрів містить корпус з декількома радіальними скрізними розточками, кожна з яких має кільцевий виступ в зоні виходу розточки у внутрішню порожнину корпуса, де розміщений приводний ексцентриковий вал, закріплений в радіальній скрізній розточці клапаннопоршневий блок, що містить нагнітальний клапан, циліндр з опорним елементом, встановлений з можливістю зворотно-поступального і хитального рухів при взаємодії з ексцентриком приводного вала і який утримується в контакті з ексцентриком 14780 4 за допомогою засобу ведення, і розміщений у циліндрі поршень, що має скрізний осьовий отвір і сферичну головку, яка утворює сферичний шарнір з поршневим башмаком, який закріплений в радіальній розточці корпуса між її кільцевим виступом і елементом нагнітального клапана, при цьому ексцентрик містить паз для сполучення порожнин циліндрів з порожниною корпуса насоса під час ходів всмоктування. Засіб ведення циліндрів, який утримує циліндр з опорним елементом у контакті з ексцентриком приводного вала, у відомому насосі утворений кільцями ведення, що охоплюють опорні елементи всіх циліндрів разом з ексцентриком. Використання кілець ведення забезпечує жорстке нерознімне ведення циліндро-поршневих пар. Таке жорстке ведення суттєво зменшує чутливість насоса до забруднень, що попадають в нього, а отже збільшує його живучість. Але в разі послабленого контролю за чистотою робочої рідини або при неможливості її ефективного контролювання, зменшена чутливість насоса до забруднень з переваги відомого насоса стає його суттєвим недоліком. Підвищена забрудненість робочої рідини збільшує тертя, знос, утворює задирки на поверхнях деталей насоса, які зовні важко діагностувати, і в результаті приводить до поломки сферичного шарніра або опорних елементів циліндра, що стає причиною поломки усіх інших циліндро-поршневих пар, що робить насос не ремонтопридатним. Мала ремонтопридатність відомого насоса є його недоліком, так як профілактичного ремонта часто буває не досить для відновлення його працездатності. Технічною задачею корисної моделі, що заявляється, є удосконалення радіально-поршневого ексцентрикового насоса з хитним блоком циліндрів і клапанним розподіленням робочої рідини, поршень якого містить сферичну головку, що утворює сферичний шарнір з поршневим башмаком, закріпленим в радіальній розточці корпуса насоса, шляхом використання для кожного циліндра окремого елемента ведення, який виконаний як пружина стиснення, кінці якої оперті на опорні поверхні конкретних деталей насоса, запобігається, в разі заклинювання циліндро-поршневої пари частинками бруду, поломка або ушкодження деталей насоса внаслідок цього заклинювання, що підвищує живучість і ремонтопридатність насоса. Поставлена задача досягається за допомогою радіально-поршневого ексцентрикового насоса з хитним блоком циліндрів, в корпусі або корпусній деталі якого виконана одна або декілька радіальних скрізних розточок, кожна з яких має кільцевий виступ в зоні виходу розточки у внутрішню порожнину насоса, де розміщений приводний ексцентриковий вал, закріплений в радіальній скрізній розточці клапанно-поршневий блок, що містить нагнітальний клапан, циліндр з опорним елементом, що встановлений з можливістю зворотнопоступального і хитального рухів при взаємодії з ексцентриком приводного вала і утримується в контакті з ексцентриком за допомогою засобу ведення, і розміщений у циліндрі поршень, що має скрізний осьовий отвір і сферичну головку, яка 5 утворює сферичний шарнір з поршневим башмаком, який закріплений у радіальній скрізній розточці між її кільцевим виступом і нагнітальним клапаном, при цьому ексцентрик містить паз для сполучення порожнини циліндра з внутрішньою порожниною насоса під час ходів всмоктування, в якому згідно з корисною моделлю засіб ведення утворений пружиною стиснення, яка охоплює циліндр і одним своїм торцем опирається на опорний елемент циліндра, а другим торцем опирається безпосередньо або через проміжну деталь на повернуту до внутрішньої порожнини насоса опорну поверхню корпуса або корпусної деталі. Вказане виконання насоса приводить до того, що у разі заклинювання циліндро-поршневої пари внаслідок попадання у проміжок між циліндром і поршнем забруднених частинок, що приводить до утримування пружини ведення у стисненому стані, ця заклинена циліндро-поршнева пара виключається з роботи, але не випадає у внутрішню порожнину насоса і не заважає роботі інших циліндропоршневих пар. При цьому заклинена поршнева пара завдяки її пружини не повертається у сферичному шарнірі, а у положенні, при якому опорна поверхня її циліндра повернута в сторону ексцентрика, незалежно від того, розташована ця поршнева пара зверху або з іншого боку відносно осі ексцентрика. Відсутність примусового жорсткого ведення, що має місце у найближчому аналозі; не приводить до подальшого зносу контактних поверхонь ціліндро-поршневої пари за рахунок їх тертя об забруднюючі частинки, що попали у проміжок між циліндром і поршнем, оскільки при заклинюванні циліндро-поршневої пари внаслідок попадання забруднюючих частинок, ця цилідропоршнева пара в насосі, що заявляється, автоматично виключається з роботи і утримується в поршневому башмаку. Отже, використання насоса, що заявляється, дозволяє отримати технічний результат, який полягає в можливості отримати високу живучість насоса або зберегти його часткову працездатність без поломок циліндро-поршневих пар, і тим самим забезпечити його високу відновлюваність або ремонтопридатність при наступному профілактичному ремонті. На відміну від першого аналога, в насосі, що заявляється, окрім ремонтопридатності досягається також додатковий технічний результат, який полягає в зберіганні часткової його працездатності при виході з ладу однієї з його циліндро-поршневих пар, оскільки ця пара не падає в картер насоса, а утримується в стисненому стані, не заважаючи роботі ексцентрика і інших циліндро-поршневих пар. При цьому насос може відновити повну свою працездатність, якщо пружина з часом перемістить циліндр відносно поршня, обперши його на робочу поверхню ексцентрика. Це стає можливим завдяки того, що опорна поверхня циліндра завдяки зусиллю пружини ведення спрямована на ексцентрик. Крім того, на відміну від першого аналога, другий торець пружини ведення опирається не на поверхню поршня, а безпосередньо на поверхню корпуса насоса або на поверхню проміжної деталі, яка контактує з поверхнею корпуса. 14780 6 В разі обпирання другого торця пружини ведення безпосередньо на поршень, що містить сферичну головку, яка утворює сферичний шарнір з поршневим башмаком, що закріплений в радіальній розточці корпуса між її кільцевим виступом і елементом нагнітального клапана, значно ускладнило б конструкцію поршня і збільшило б радіальний габарит насоса. Це пов'язане з тим, що опорну поверхню на такому поршні під другий торець пружини ведення потрібно було б виконати на ділянці між його сферичною головкою і його циліндричною робочою частиною, що входить в циліндр, що ускладнило б конструкцію поршня і збільшило б його осьовий розмір, а отже і радіальний габарит насоса. Крім того, в разі заклинювання циліндропоршневої пари з таким поршнем і з таким розміщенням пружини ведення, її сумарний центр ваги буде старатися зайняти найнижче положення, а отже будь яка цилідро-поршнева пара насоса, яка знаходиться не в верхній частині насоса, в разі її заклинення нахилиться вниз, повернувшись·у її сферичному шарнірі. Оскільки заклинення циліндро-поршневої пари може бути нетривалим, то така ціліндро-поршнева пара після її звільнення від утримання забруднюючими частинками під дією пружини телескопічне висунеться уперед, у напрямку, який не забезпечить уловлювання опорною поверхнею циліндра робочої поверхні ексцентрика, що приведе до поломки насоса, тобто зробить цей насос не ремонтопридатним. Отже в разі використання в насосі, що заявляється, такої установки пружини, як в першому аналозі, не буде досягнуто технічного результату, що полягає в підвищенні живучості і ремонтопридатності насоса. Все вищесказане дозволяє зробити висновок, що заявлена корисна модель відповідає критерію новизна. Опорна поверхня, на яку опирається другий торець пружини стиснення, може бути утворена торцевою поверхнею східця радіальної розточки, який виконаний зі сторони внутрішньої порожнини насоса. Таке виконання опорної поверхні на корпусі насоса є найбільш простим варіантом її виконання. Проміжна деталь, на яку опирається другий торець пружини стиснення може бути виконана як шайба зі скрізним осьовим отвором, що охоплює виступаючу в цей осьовий отвір частину відповідного поршневого башмака. Таке виконання проміжної деталі не потребує виконання на корпусі насоса спеціальної опорної поверхні, оскільки її замінює шайба, яка опирається на корпус насоса. Крім того, опорна поверхня може бути утворена деталлю, яка виконана з матеріалу більш зносостійкого, ніж матеріал корпусу насоса. Шайба зі скрізним отвором може мати кільцевий виступ на стороні, на якій виконана опорна поверхня під торець пружини стиснення, при цьому кільцевий виступ охоплює цю опорну поверхню, а його внутрішній діаметр дорівнює або більший ніж зовнішній діаметр пружини стиснення. 7 Таке виконання шайби полегшує установку пружини стиснення під час сборки насоса і водночас збільшує жорсткість шайби. Більш детально пристрій, що заявляється, описаний нижче з посиланням на креслення Фіг.1Фіг.3, які додаються. На Фіг.1 зображений радіально-поршневий ексцентриковий насос при положенні циліндра у крайньому верхньому положенні, подовжній розріз; на Фіг.2 - радіально-поршневий ексцентриковий насос при положенні циліндра у крайньому нижньому положенні, подовжній розріз; на Фіг.3 - радіально-поршневий ексцентриковий насос з рядним розташуванням клапанно-поршневих блоків, установлених в радіальних скрізних розточках, виконаних в корпусній деталі. Радіально-поршневий насос з хитним блоком циліндрів містить корпус 1 з однією або декількома радільними скрізними розточками 2, що мають кільцевий виступ 3 в зоні виходу розточки 2 у внутрішню порожнину 4 насоса, де в підшипниках кочення розміщений приводний вал 5 з ексцентриком 6 і противагами 7. У кожній радіальній розточці 2 встановлений клапанно-поршневий блок, що містить нагнітальний клапан, який утворений корпусом 8 клапана, сідлом 9 і підпружиненим затвором 10, циліндр 11 з розміщеним у ньому поршнем 12, що має скрізний осьовий отвір 13 і сферичну головку 14, яка сполучена з утворенням сферичного шарніру з гідростатичне урівноваженим в осьовому напрямку поршневим башмаком 15, що закріплений в радіальній розточці 2 корпуса між її кільцевим виступом 3 і елементом нагнітального клапана, яким в даному виконанні клапанно-поршневого блока є сідло 9. В разі виконання сідла за одне ціле з корпусом 8 клапана, вказаним елементом нагнітального клапана буде корпус клапана. Кожний циліндр 11 містить опорний елемент 16 і утримується в контакті з ексцентриком 6 за допомогою окремого засобу ведення, що утворений пружиною стиснення 17, яка охоплює циліндр 11 і одним своїм торцем опирається на опорний елемент 16 циліндра, а другим торцем опирається на опорну поверхню 18, виконану на корпусі 1 зі сторони його внутрішньої порожнини 4 насоса (див Фіг.1) або на опорну поверхню 19 проміжної деталі 20, яка контактує з поверхнею внутрішньої порожнини корпуса 1 (див. Фіг.2). Опорна поверхня 18 корпуса під пружину 17 стиснення утворена торцевою поверхнею східця 21 радіальної розточки 2, який виконаний зі сторони внутрішньої порожнини 4 насоса 1. Поверхня 18 є протилежною до торцевої поверхні кільцевого виступу 3, на яку опертий поршневий башмак 15 (Фіг.1). Проміжна деталь 20 (Фіг.2), на яку своїм другим торцем опирається пружина 17 стиснення, виконана як шайба зі скрізним осьовим отвором 22, що охоплює виступаючу в цей отвір частину поршневого башмака 15. Шайба, на яку опирається пружина 17 стиснення, містить кільцевий виступ 23 на її стороні, що містить опорну поверхню 19, при цьому внутрішній діаметр виступу 23 відпові 14780 8 дає зовнішньому діаметру пружини 17 стиснення або більший за нього. Проміжна деталь для радіально-поршневого ексцентрикового насоса з рядним розташуванням циліндро-поршневих пар може бути виконана як планка, що містить отвори для проходження через них поршнів одного ряда циліндро-поршневих груп. При цьому планка може бути нерухомо з'єднана з корпусом насоса (такий варіант виконання проміжної деталі на кресленнях умовно не зображений). Ексцентрик 6 містить паз 24 для сполучення порожнини циліндра Ή з внутрішньою порожниною 4 насоса 1 під час ходів всмоктування. Кожний циліндр 11 з розміщеним в ньому поршнем 12 утворюють робочу камеру 25 насоса, яка сполучена зі всмоктувальним вікном 26 опорного елемента 16 циліндра, яке виходить на опорну поверхню циліндра 11, що опирається на ексцентрик 6. Робоча камера 25 сполучається зі входом нагнітального клапана через виконаний в поршні 12 осьовий отвір 13 і отвір 27 у поршневому башмаку 15. В корпусі 8 нагнітального клапана виконані радіальні отвори 28, що сполучені з порожниною нагнітання 29, яка з'єднана з каналом 30 для відведення робочої рідини, що нагнітається насосом. В корпусі 1 виконаний канал 31 для надходження робочої рідини у внутрішню порожнину 4 насоса. Корпус 8 нагнітального клапана зафіксований від самовідкручування ковпачковою гайкою 32. Радіально-поршневий насос з хитним блоком циліндрів, який зображений на Фіг.3, відрізняється тим, що він виконаний з рядним розташуванням клапанно-поршневих блоків, які встановлені в радіальних скрізних розточках 2, виконаних в корпусній деталі 33. Ексцентриковий вал 5 цього насоса містить три ексцентрики 6, які розвернуті на валу один відносно одного на певний кут. На кожний ексцентрик 6 опирається за допомогою пружини стиснення 17 опорний елемент 16 відповідного циліндра 11. Другим торцем пружина стиснення 17 опирається на відповідну опорну поверхню 18 корпусної деталі 33. Насос працює наступним чином. Під час обертання приводного вала 5 контактуючі з ексцентриком 6 циліндри 11 здійснюють зворотнопоступальний і качальний рухи, що приводить до періодичного збільшення (такт всмоктування) і зменшення (такт нагнітання) величини об'єму робочої камери 25. При такті всмоктування робоча рідина із внутрішньої порожнини 4 корпуса 1 через паз 24 ексцентрика і всмоктувальне вікно 26 опорного елемента 16 циліндра 11 надходять до робочої камери 25 насоса. Контакт опорного елемента 16 циліндра 11 з робочою поверхнею ексцентрика 6 забезпечується зусиллям пружини 17 стиснення. При такті нагнітання всмоктувальне вікно 26 перекривається робочою поверхнею ексцентрика 6 і робоча рідина із робочої камери 25 по осьовому отвору 13 поршня і отвору 27 поршневого башмака надходить на вход нагнітального клапана. За 9 твор 10 нагнітального клапана виходить із контакта з сідлом 9, і робоча рідина із робочої камери 25 витискається через радіальні отвори 28 в порожнину нагнітання 29 і далі через канал 30 до споживача. Далі цикл повторюють. Виконання елемента ведення циліндра 11 як пружини стиснення 17, що охоплює циліндр 11 і одним торцем опирається на опорний елемент 16 циліндра, а другим торцем - безпосередньо або через проміжну деталь 20 на опорну поверхню 18 корпуса 1 або корпусної деталі 33 насоса, дозволяє уникнути поломки елемента ведення і в цілому насоса у разі попадання забруднень між поршнем і циліндром. Виключення з роботи однієї з циліндропоршневих пар приводить до зменшення величини подачі насоса і збільшення її пульсації, які є діагностичним сигналом про несправність, що виник 14780 10 ла. При цьому інші циліндро-поршневі пари в насосі продовжують працювати, що дозволяє гідрофікованій машині ще певний час працювати для завершення її робочого циклу і переміститися на підготоване місце для проведення відновлювального ремонту, який передбачає видалення забруднень із насоса і очищення робочої рідини, а також виявлення і усунення причин їх появи. Таким чином, таке виконання радільнопоршневого ексцентрикового насоса з хитним блоком циліндрів робить його промислове придатним для використання не тільки в умовах ефективного контролю за чистотою робочої рідини, а також в умовах, де неможливо ефективно контролювати чистоту робочої рідини, наприклад, коли насос використовується в гідрофікованих машинах, що працюють у польових умовах, в шахтах і т.п. 11 14780 12 13 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 14780 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюThe radial-piston eccentric pump with swinging cylinder block
Автори англійськоюHrinberg Yurii Isaakovych, Hrebenniukov Serhii Pavlovych, Mischenko Volodymyr Oleksandrovych
Назва патенту російськоюРадиально-поршневой эксцентриковый насос с качающимся блоком цилиндров
Автори російськоюГринберг Юрий Исаакович, Гребеннюков Сергей Павлович, Мищенко Владимир Александрович
МПК / Мітки
МПК: F04B 1/00
Мітки: хитним, блоком, циліндрів, радіально-поршневий, насос, ексцентриковий
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-14780-radialno-porshnevijj-ekscentrikovijj-nasos-z-khitnim-blokom-cilindriv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Радіально-поршневий ексцентриковий насос з хитним блоком циліндрів</a>
Попередній патент: Вулик
Наступний патент: Пристрій керування уповільнювачем для регулювання швидкості скочування вагонів
Випадковий патент: Рухома поперечина гідравлічного преса