Насос ручний гідравлічний двоступінчатий

Реферат: UA 91668 U UA 91668 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гідравлічних насосів об'ємного витіснення, зокрема до ручних гідравлічних насосів, що приводяться в дію мускульною силою. Відомий гідравлічний насос з двоступінчатою подачею за патентом Російської Федерації на корисну модель № 27166, МПК F04B 9/14, дата подання заявки 19.06.2002. Насос містить: - корпус, що складається власне з корпусу і гільзи, установленої перпендикулярно подовжній осі корпусу; - рукоятку ручного приводу, шарнірно з'єднану з корпусом; - механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних поршня і плунжера (або штока) меншого діаметра (двоступінчатого поршня), зв'язаних з рукояткою ручного приводу і розташованих в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску; - всмоктуючі і напірні лінії з клапанними пристроями розподілу потоків робочої рідини; - засоби відключення камери низького тиску при заданому тиску в напірній лінії. Камера низького тиску утворена підпоршневою порожниною поршня, встановленого в гільзі, а камера високого тиску - підплунжерною порожниною плунжера, встановленого в розточці корпусу. Рукоятка ручного приводу з'єднана з поршнем. Засоби відключення камери низького тиску виконані у вигляді клапана, налаштованого на спрацьовування (відкриття) при заданому тиску в напірній магістралі, з'єднуючого камеру низького тиску з масляним баком. Насос працює таким чином. Рукояткою ручного приводу здійснюють переміщення поршня з плунжером вверх/вниз. При переміщенні поршня з плунжером вверх (при піднятті рукоятки приводу) в камерах низького і високого тиску утворюється розрідження, робоча рідина через всмоктуючі клапани (лінії) надходить у зазначені камери. При переміщенні поршня з плунжером вниз (при опусканні рукоятки приводу) відбувається закриття всмоктуючих клапанів (ліній) і відкриття напірних клапанів (ліній), робоча рідина нагнітається в напірну магістраль (великий об'єм при малому тиску). При досягненні в напірній магістралі заданого тиску спрацьовує (відкривається) клапан, налаштований на вказаний тиск, який сполучає камеру низького тиску з масляним баком. Відбувається відключення камери низького тиску. У напірну магістраль нагнітається робоча рідина з камери високого тиску (малий об'єм при високому тиску). Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: насос ручний гідравлічний двоступінчатий, що містить корпус, рукоятку ручного приводу, масляний бак, механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних поршня і штока, розташованих в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску і зв'язаних з рукояткою ручного приводу, всмоктуючу лінію, сполучену з камерою низького тиску, напірну лінію, сполучену з камерою високого тиску, а також лінію відключення камери низького тиску з керованим клапаном, зв'язаним з напірною лінією. Аналогічне рішення (насос з мускульним приводом двоступінчатий) відоме за патентом Російської Федерації на корисну модель № 21224, МПК F04B 9/14, дата подання заявки 13.06.2001. Насос містить: - корпус, на якому шарнірно закріплена рукоятка ручного приводу; - масляний бак; - механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно сполучених поршня і плунжера (або штока) меншого діаметра (двоступінчатого поршня), зв'язаних з рукояткою ручного приводу і розташованих в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску; - всмоктуючі і напірні лінії, що сполучають механізм нагнітання робочої рідини відповідно з масляним баком і з напірною магістраллю з клапанними пристроями розподілу потоків робочої рідини; - засоби відключення камери низького тиску при заданому тиску в напірній лінії. Камера низького тиску утворена підпоршневою порожниною поршня, а камера високого тиску - підплунжерною порожниною плунжера. Рукоятка ручного приводу з'єднана з поршнем. Засоби відключення камери низького тиску виконані у вигляді автоматичного клапана з гідравлічним управлінням відкриттям/закриттям залежно від наперед заданого тиску в напірній магістралі, що сполучає у відкритому стані камеру низького тиску з масляним баком. Насос працює таким чином. Рукояткою ручного приводу здійснюють переміщення поршня з плунжером вверх/вниз. При переміщенні поршня з плунжером вверх (при піднятті рукоятки приводу) відбувається всмоктування робочої рідини в камери низького і високого тиску по відповідних всмоктуючих 1 UA 91668 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 лініях з всмоктуючими клапанами. При переміщенні поршня з плунжером вниз (при опусканні рукоятки приводу) відбувається закриття всмоктуючих клапанів (ліній). Робоча рідина з камер низького і високого тиску по відповідних напірних лініях з нагнітальними клапанами надходить в напірну магістраль і далі, до виконавчого органу, наприклад до гідравлічного домкрата. Автоматичний клапан відключення камери низького тиску при цьому закритий. Таким чином, забезпечується функціонування насоса в режимі низького тиску. У цьому режимі робоча рідина подається в напірну магістраль з камер низького і високого тиску (великий об'єм при малому тиску). При навантаженні виконавчого органу, наприклад штока гідравлічного домкрата, тиск в напірній магістралі збільшується При досягненні тиском деякого порогового значення в напірній магістралі спрацьовує (відкривається) автоматичний клапан відключення камери низького тиску. Камера низького тиску з'єднується з масляним баком, чим забезпечується автоматичне перемикання насоса на режим високого тиску. У напірну магістраль нагнітається робоча рідина тільки з камери високого тиску (малий об'єм при високому тиску). Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: насос ручний гідравлічний двоступінчатий, що містить корпус, рукоятку ручного приводу, масляний бак, механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних поршня і штока, розташованих в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску і зв'язаних з рукояткою ручного приводу, всмоктуючу лінію, сполучену з камерою низького тиску, напірну лінію, сполучену з камерою високого тиску, а також лінію відключення камери низького тиску з керованим клапаном, зв'язаним з напірною лінією. У вищезазначених аналогах нагнітання робочої рідини в напірну лінію в режимі вільного висунення штока виконавчого органу (гідравлічного домкрата) до сприйняття їм навантаження відбувається тільки при переміщенні поршня і штока вниз. В результаті з'являється "холостий" хід рукоятки приводу, що знижує зручність користування насосом, викликає нерівномірне висунення штока виконавчого органу. Крім того, особливості з'єднання рукоятки приводу з механізмом нагнітання рідини (рукоятка з'єднана з поршнем) обмежує можливості зниження зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу без зниження тиску в напірній лінії, або підвищення тиску в напірній лінії без збільшення зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу. Як прототип вибрано насос ручний гідравлічний з двоступінчатою подачею робочої рідини, який відомий за патентом Російської Федерації № 2000475, МПК F04B 9/14, дата подання заявки 17.06.1991. Насос включає: - корпус, на якому шарнірно закріплена рукоятка ручного приводу; - масляний бак; - механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді двоступінчатого поршня (послідовно з'єднаних поршня і плунжера або штока меншого діаметра), зв'язаного з рукояткою ручного приводу і розташованого в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску; - всмоктуючу лінію і напірні лінії, що сполучають механізм нагнітання робочої рідини відповідно з масляним баком і з напірною магістраллю з клапанними пристроями розподілу потоків робочої рідини; - пристрій відключення камери низького тиску при заданому тиску в напірній лінії. Пристрій відключення камери низького тиску виконаний у вигляді логічного гідравлічного клапана, в корпусі якого встановлено два затвори (нижній і верхній). Вказані затвори взаємодіють між собою через з'єднуючий їх штовхач. Затвори разом з корпусом гідравлічного клапана утворюють три камери - дві торцеві (нижню і верхню) і центральну камери. Нижня торцева камера сполучена з масляним баком, верхня торцева камера - з камерою високого тиску, а центральна камера - з камерою низького тиску і з масляним баком через всмоктуючий клапан. Нижній затвор навантажений пружиною стиснення, яка розташована в нижній торцевій камері. Насос працює таким чином. При переміщенні поршня вверх робоча рідина з масляного бака надходить в камеру низького тиску через всмоктуючий клапан, а також в камеру високого тиску через всмоктуючий клапан, центральну камеру, верхній затвор і верхню камеру гідравлічного клапана. У цьому циклі верхній затвор гідравлічного клапана відкритий, нижній затвор гідравлічного клапана закритий, що забезпечується пружиною, розташованою в нижній торцевій камері, зусилля якої закриває нижній затвор і через штовхач підтримує відкритий стан верхнього затвора гідравлічного клапана. При переміщенні поршня вниз робоча рідина з камери низького тиску через центральну 2 UA 91668 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 камеру гідравлічного клапана і відкритий верхній затвор гідравлічного клапана надходить в камеру високого тиску і далі через нагнітальний клапан подається в нагнітальну лінію, забезпечуючи тим самим сумарний об'єм подачі камер низького і високого тиску. При досягненні у вихідній лінії тиску, еквівалентного зусиллю пружини, нижній затвор відкривається і робоча рідина з камери низького тиску зливається через центральну камеру і нижній затвор в масляний бак, а верхній затвор закривається. У цьому режимі у вихідну лінію подається об'єм робочої рідини тільки з камери високого тиску. Після досягнення у вихідній лінії граничного тиску спрацьовує запобіжний клапан, а після закінчення процесу нагнітання тиск знімається зливним краном. Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є: насос ручний гідравлічний двоступінчатий, що містить корпус, рукоятку ручного приводу, масляний бак, механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних поршня і штока, розташованих в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску і зв'язаних з рукояткою ручного приводу, всмоктуючу лінію, сполучену з камерою низького тиску, напірну лінії, сполучену з камерою високого тиску, а також лінію відключення камери низького тиску з керованим клапаном, з'єднаним з напірною лінією. У прототипі, як і в зазначених аналогах, нагнітання робочої рідини в напірну лінію в режимі вільного висунення штока виконавчого органу до сприйняття їм навантаження відбувається тільки при переміщенні поршня і штока вниз, що знижує зручність користування насосом, викликає нерівномірне висунення штока виконавчого органу. З'єднання рукоятки приводу з поршнем механізму нагнітання рідини, як і в аналогах, обмежує можливості зниження зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу без зниження тиску в напірній лінії, або підвищення тиску в напірній лінії без збільшення зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення насоса ручного гідравлічного двоступінчатого, в якому за рахунок конструктивних особливостей забезпечується виключення холостого ходу рукоятки ручного приводу в режимі вільного висунення штока виконавчого органу до сприйняття їм навантаження, а також можливість зниження зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу без зниження тиску в напірній лінії, або підвищення тиску в напірній лінії без збільшення зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу. Поставлена задача вирішується тим, що в насосі ручному гідравлічному двоступінчатому, який містить корпус, рукоятку ручного приводу, масляний бак, механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних поршня і штока, розташованих в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску і з'єднаних з рукояткою ручного приводу, всмоктуючу лінію, сполучену з камерою низького тиску, напірну лінії, сполучену з камерою високого тиску, а також лінію відключення камери низького тиску з керованим клапаном, з'єднаним з напірною лінією, відповідно до корисної моделі рукоятка ручного приводу з'єднана з штоком механізму нагнітання, камера низького тиску утворена поршневою порожниною, а камера високого тиску - штоковою порожниною механізму нагнітання, при цьому вказані камери сполучені між собою через зворотний клапан з напрямом потоку у бік камери високого тиску. Зазначені ознаки є істотними ознаками корисної моделі. Керований клапан в лінії відключення камери низького тиску може бути виконаний у вигляді логічного гідравлічного клапана з можливістю його спрацьовування в сторону відкриття при заданому пороговому значенні тиску в напірній лінії. Доцільно камери низького і високого тиску сполучити між собою через канал, виконаний в поршні, в якому встановлено зворотний клапан. Істотні ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки корисної моделі (рукоятка ручного приводу з'єднана з штоком механізму нагнітання, камера низького тиску утворена поршневою порожниною, а камера високого тиску штоковою порожниною механізму нагнітання, зазначені камери сполучені між собою через зворотний клапан з напрямом потоку у бік камери високого тиску) в сукупності з істотними ознаками, загальними з прототипом, забезпечують виключення холостого ходу рукоятки ручного приводу в режимі вільного висування штока виконавчого органу досприйняття їм навантаження, а також можливість зниження зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу без зниження тиску в напірній лінії, або можливість підвищення тиску в напірній лінії без збільшення зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу. Конструктивні особливості виконання камер низького і високого тиску і їх з'єднання між собою, а також із всмоктуючою і напірною лініями, виключають холостий хід рукоятки ручного приводу в режимі вільного висування штока виконавчого органу, наприклад шторка 3 UA 91668 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 гідравлічного домкрата, до сприйняття їм навантаження. Тобто, у вказаному режимі робоча рідина нагнітається в напірну лінію як при підйомі, так і при опусканні рукоятки ручного приводу, що забезпечує рівномірне висування штока виконавчого органу і зручність практичного застосування насосу. Особливості виконання механізму нагнітання робочої рідини, а також з'єднання рукоятки ручного приводу з штоком механізму нагнітання (а не з поршнем, що має місце в рішеннях за аналогам і прототипу), дозволяють понизити зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу, без зниження тиску в напірній лінії, або підвищити тиск в напірній лінії без збільшення зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу, за рахунок збільшення співвідношення довжин плечей рукоятки ручного приводу (L1/L2). Рішення, що заявляється, дозволяє зменшити плече L2 із збільшенням плеча L1 рукоятки ручного приводу. Наочно це показано фіг. 2, 3. Нижче приводиться опис насоса ручного гідравлічного двоступінчатого, що заявляється, і його робота з посиланнями на креслення, на яких показано: Фіг. 1 - Насос ручний гідравлічний двоступінчатий, принципова схема. Фіг. 2 - Насос ручний гідравлічний двоступінчатий, схема з'єднання рукоятки ручного приводу з механізмом нагнітання робочої рідини за прототипом. Фіг. 3 - Насос ручний гідравлічний двоступінчатий, схема з'єднання рукоятки ручного приводу з механізмом нагнітання робочої рідини за рішенням, що заявляється. Насос ручний гідравлічний двоступінчатий містить корпус 1, рукоятку ручного приводу 2, масляний бак 3, механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних поршня 4 і штока 5, які розташовані в корпусі 1 з утворенням камер низького і високого тиску, всмоктуючу лінію 6 з всмоктуючим клапаном 7 і фільтром 8, напірну лінію 9 з напірним клапаном 10, запобіжним клапаном 11 і зливним краном 12, лінію 13 відключення камери низького тиску з керованим клапаном 14 і переливним клапаном 15, запобіжний клапан 16 (фіг. 1). Камера низького тиску утворена поршневою порожниною 17, а камера високого тиску штоковою порожниною 18. Поршнева порожнина 17 сполучена з штоковою порожниною 18 через канал 19, в якому встановлено зворотний клапан 20 з напрямом потоку у бік штокової порожнини 18. Поршень 4 і шток 5 ущільнені відносно корпусу 1 ущільненнями 21, 22 відповідно. Всмоктуюча лінія 6 сполучає поршневу порожнину 17 з масляним баком 3 через всмоктуючий клапан 7 і фільтр 8. Напірна лінія 9 сполучає виконавчий орган, наприклад гідравлічний домкрат (не показаний) з штоковою порожниною 18 через напірний клапан 10. Напірна лінія 9 сполучена з масляним баком 3 через запобіжний клапан 11 і зливний кран 12. Лінія 13 відключення камери низького тиску сполучає поршневу порожнину 17 з масляним баком 3 через керований клапан 14 і переливний клапан 15. Керований клапан 14 сполучений з напірною лінією 9. Задане значення тиску в напірній лінії 9 є пороговим сигналом спрацьовування (відкриття) керованого клапана 14, внаслідок чого поршнева порожнина 17 сполучається з масляним баком 3. Штокова порожнина 18 сполучена з масляним баком 3 через запобіжний клапан 16. Рукоятка приводу 2 сполучена з корпусом 1 за допомогою шарніра 23 і з штоком 5 за допомогою шарніра 24, з утворенням важеля з плечима L1 і L2, співвідношення довжин яких (L1/L2) визначає величину зусилля, що прикладається до рукоятки приводу 2 для створення заданого тиску. Чим більше відношення L1/L2, тим менше величина зусилля, що прикладається до рукоятки 16. Насос працює таким чином При піднятті рукоятки 2 поршень 4 з штоком 5 рухається вниз. Це необхідно для першого запуску "сухого" насоса. При опусканні рукоятки 2 поршень 4 з штоком 5 рухається вверх. При цьому в поршневій порожнині 17 створюється розрідження, під дією якого відбувається всмоктування робочої рідини з масляного бака 3 в поршневу порожнину 17 через всмоктуючу лінію 6 з фільтром 8 і всмоктуючим клапаном 7. Поршнева порожнина 17 заповнюється робочою рідиною. При подальшому піднятті рукоятки 2 поршень 4 з штоком 5 опускається, в поршневій порожнині 17 тиск підвищується, що приводить до закриття всмоктуючого клапана 7. При цьому робоча рідина витісняється з поршневої порожнини 17 через канал 19 і зворотний клапан 20 в штокову порожнину 18 і далі, через напірний клапан 10 в напірну лінію 9, враховуючи різницю об'ємів поршневої 17 і штокової 18 порожнин. Тобто в напірну лінію 9 надходить об'єм робочої рідини, рівний різниці об'ємів поршневої 17 і штокової 18 порожнин. При подальшому опусканні рукоятки 2 поршень 4 з штоком 5 рухається вгору. При цьому в 4 UA 91668 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 поршневій 17 порожнині створюється розрідження, під дією якого відбувається всмоктування робочої рідини з масляного бака 3 в поршневу порожнину 17 з одночасним витісненням робочої рідини з штокової порожнини 18 в напірну лінію 9 при закритому зворотному клапані 20. Цикли нагнітання робочої рідини в напірну лінію 9 повторюють підняттям і опусканням рукоятки 2. Тобто, при роботі насоса на першому ступені нагнітання в режимі вільного висування штока виконавчого органу, наприклад гідравлічного домкрата, до моменту сприйняття ним навантаження в напірну лінію 9 надходить робоча рідина як при опусканні, так і при піднятті рукоятки 2. Об'єм робочої рідини, що надходить в напірну лінію 9 при піднятті рукоятки 2, рівний різниці об'ємів поршневої 17 і штокової 18 порожнин, а при опусканні рукоятки 2 - рівний об'єму штокової порожнини 18. При цьому виключаються "холості" рухи рукоятки 2, забезпечується рівномірне висунення штока гідравлічного домкрата до моменту сприйняття ним навантаження. При підвищенні тиску в напірній лінії 9 до заданого порогового значення в результаті сприйняття навантаження виконавчим органом (сприйняття навантаження штоком гідравлічного домкрата), керований клапан 14, який з'єднаний з напірною лінією 9, відкривається. Поршнева порожнина 17 сполучається з масляним баком 3 через відкритий керований клапан 14 і переливний клапан 15. У такому режимі, тобто в режимі другого ступеня нагнітання, при піднятті рукоятки 2 частина робочої рідини з поршневої порожнини 17 витісняється через канал 19 і зворотний клапан 20 в штокову порожнину 18, а інша частина (різниця об'ємів поршневої порожнини 17 і штокової порожнини 18) - через відкритий керований клапан 14 і переливний клапан 15 в масляний бак 3. При опусканні рукоятки 2 робоча рідина витісняється з штокової порожнини 18 в напірну лінію 9 через напірний клапан 10. Таким чином, в режимі другого ступеня нагнітання робоча рідина нагнітається в напірну лінію 9 тільки при опусканні рукоятки 2. При підйомі рукоятки 2 відбувається тільки заповнення штокової порожнини 18 робочою рідиною. При перевищенні заданого тиску в штоковій порожнині 18 спрацьовує запобіжний клапан 16, попереджаючи подальше підвищення тиску в штоковій порожнині 18. Перевищення заданого тиску у виконавчому органі (перевантаження) попереджається спрацьовуванням запобіжного клапана 11. Злив робочої рідини виконавчого органа здійснюється за допомогою зливного крана 12. Таким чином, в насосі, що заявляється, реалізуються два режими роботи: - режим першого ступеня нагнітання робочої рідини в напірну лінію, при якому робоча рідина нагнітається в напірну лінію в умовах вільного висуненні штока виконавчого органа до моменту сприйняття ним навантаження; такий режим не вимагає високого тиску в напірній лінії, нагнітання робочої рідини в напірну лінію відбувається як при піднятті, так і при опусканні рукоятки приводу насоса. При цьому виключаються "холості" рухи рукоятки приводу, забезпечується рівномірне висунення штока гідравлічного домкрата до моменту сприйняття ним навантаження; - режим другого ступеня нагнітання робочої рідини в напірну лінію, при якому робоча рідина нагнітається в напірну лінію в умовах навантаження виконавчого органу, наприклад з моменту сприйняття навантаження штоком гідравлічного домкрата; такий режим вимагає високого тиску в напірній лінії, нагнітання робочої рідини в напірну лінію відбувається тільки при опусканні рукоятки приводу насоса. З'єднання рукоятки 2 ручного привода з штоком 5 механізму нагнітання дозволяє понизити зусилля, що прикладається до рукоятки 2 без зниження тиску в напірній лінії, або підвищити тиск в напірній лінії без збільшення зусилля, що прикладається до рукоятки 2, за рахунок збільшення співвідношення довжин плечей рукоятки 2 ручного привода (L1/L2). Рішення, що заявляється, дозволяє зменшити плече L2 із збільшенням плеча L1 рукоятки 2. Наочно це показано фіг. 2, 3. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Насос ручний гідравлічний двоступінчатий, що містить корпус, рукоятку ручного приводу, масляний бак, механізм нагнітання робочої рідини, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних поршня і штока, розташованих в корпусі з утворенням камер високого і низького тиску і зв'язаних з рукояткою ручного приводу, всмоктуючу лінію, сполучену з камерою низького тиску, напірну лінії, сполучену з камерою високого тиску, а також лінію відключення камери низького тиску з керованим клапаном, з'єднаним з напірною лінією, який відрізняється тим, що рукоятка ручного приводу з'єднана з штоком механізму нагнітання, камера низького тиску утворена поршневою порожниною, а камера високого тиску - штоковою порожниною механізму 5 UA 91668 U 5 нагнітання, при цьому зазначені камери сполучені між собою через зворотний клапан з напрямом потоку у бік камери високого тиску. 2. Насос за п. 1, який відрізняється тим, що керований клапан виконаний у вигляді логічного гідравлічного клапана з можливістю його спрацьовування в сторону відкриття при заданому пороговому значенні тиску в напірній лінії. 3. Насос за п. 1, який відрізняється тим, що камери низького і високого тиску сполучені між собою каналом, виконаним в поршні, в якому встановлено зворотний клапан. 6 UA 91668 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7