Объемная машина

 

Изобретение может быть использовано в конструкциях поршневых буровых насосов. Цель изобретения - повышение долговечности цилиндропоршневой пары путем улучшения теплообмена. В цилиндре (Ц) 1 установлен стакан (С) 2 с уплотнительным элементом (УЭ), в котором размещен с образованием рабочей камеры 3 поршень 4 с приводным штоком 5. С 2 подпружинен со стороны штока 5 относительно Ц 1, выполнен с упором 7 и установлен с возможностью перемещения относительно Ц 1 и взаимодействия при перемещениях с поршнем 4 и упором 7. Герметичная камера 8 переменного объема сообщается через кольцевой канал 9, образованный боковыми поверхностями Ц 1 и С 2, с камерой 3. Объем камеры 8 больше объема канала 9. Ц 1 и С 2 выполнены ступенчатыми и установлены один в другом. Камера 8 образована между торцами их ступеней или между торцовой поверхностью Ц 1 и УЭ. УЭ выполнен в виде гибкого кольца, периферийные части которого закреплены на торцовых поверхностях С 2 и Ц 1. Гибкое кольцо выполнено в виде предварительно поджатого упругого элемента. УЭ может быть выполнен в виде армированного упругого элемента, снабженного по боковым периферийным поверхностям жесткими кольцами, установленными герметично и неподвижно относительно С 2 и Ц 1. Выполнение объема камеры 8 больше внутреннего объема канала 9 обеспечивает обновление жидкости в канале 9 в каждом рабочем цикле. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1525307 04 2 (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

lie ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4342,>98(25-29 (22) !4.12.87 (46 ) 30.11.89. Б юл. Л 44 (72) М..3. Валитов (:>3) 621.512.2-242.2 (088.8) (56) Лвт<>рскс>е свидст Ib»THo СССР .х>о !423784, кл. !. 04 В 21 04, 1987. (54) ОБЪЕМНАЯ МАШИ)-1>- л (57) Изобретение м.б. использовано в конструкциях поршневых буровых насосов.

Цс, II изоор»т»ния — пс>вышенис долговечности цилиндр<и>оршневой пары I>AT»v улучшения геll.loîáìåíà. В цилиндре (Ц) установл> и стык»r> (С) 2 с уплотнительным э.>»м»нтс ч (УЭ) в к ром размещ»ц с образов»ни»м рабочей камеры 3 поршень 4 с приво;сныч HIT<>I <>v 5. С 2 подпружинен со сторс>ны п>ток» 5 относительно Ц 1, выполнен с l порп ч 7 и vcT» Hol> I»H c возможностью пс.— р»л1»щения с>тноситсльно Ц и взаимодействия Нр» и.рсмещениях с поршнем 4 и упо2 ром 7. Герметичная камера 8 пер»ченного объема сообщается через кольцевой канал 9, образованный боковыми поверхностями Ц и С 2, с камерой 3. Объем камеры 8 больше объсма канала 9. Ц и С 2 выполнены стлпенчатыми и установлены один в другом. (хамер» 8 образована между торцами Нх ступс ней или между торцовой поверхностью Ц

1 и УЭ. УЭ выполнен в виде гибкого кольца, периферийные части которогс> закреплены на торцовых поверхностях С 2 и Ц l. Гибкое кольцо выполнено в виде предварит»льна поджатого упругого элементы. УЭ ч.б. выполнен в виде армированного упругого элечента, снабженного Но боковыч и»риф»рийным пс>в»рхностям жесткил>и кольцами, уc Т» HoBë»HHû Mè герметично и и»подвиж н<> относительно С 2 и Ц !. Выполнеш>е объ»чы 3 камеры 8 большс внутреннего объема каналы

9 об»спечивает обновле>ше жидкости в канале!) в каждом рабочем цикле. 5 з.п ф-лы, 3 ил.

1525307

45

Изобр«тение относится к машиностроеник> и может быть использовано, в частности в конструкциях поршневых буровых насосoB.

Цель изобретения повышение долговечности цилиндроноршневой пары нут M улуч щения тен;!Ообл)ег)3.

На фиг, 1 изображена принципиальная схема объемной машины нри ее использовании в качествс насоса; на фиг. 2 — объемная машина с унлотнительным эл«м«»том стакана, вы)юлненным в видс гибк<>го кольца; на фиг. 3 обьемная ма)нина с унлотнительным B.f«M Hòoì стакана, Bh»loлненным

3 P ГОГО ЭЛ« <1 < НТ3.

O6ú(÷н3я м3шина содержит ll»ëиндр 1 (фиг, 1) с лстановл«»ныл> в нем стаканом 2.

В стакане 2 с образо)3()ниел) рабочей камеры

3 уста)н>вл lk Hoplll«нь 4. Г1орн)ень 4 имее)

»ринод)н>й пилок 5 и x IuoTffeffkfe 6. (:такан 2 установ.цн B цилиндре 1 с возм<>жностьк> сонместноп> перемещения с поршнем 4 на исти хола и снабжен упором 7, нериодически взаимодействук>щим с пор»)нем 4. 11Нлиндр 1 и «òàê3í 2 выполи Hhl сту» Hчатыми е1 уста)юнас ны <>дин н другом с образовани«м кам pl l 8 н«р«л)енного объема, сообщаемой через колыц вой канал 9, o6p33oBHiltfhlH боковыми повсрхностями сту пени «")акана 2 меньшего днам«тра и цилиндра 1, с рабочей камерой, 3. 1Iрич«м объем камеры 8 нер«м«нного объ«мн больше <>6k,«t)3 колье)«Hot o к;)и t3 9.

Рабо<Е;)е) кал)е(>3 3 сое;J,èíåíà ч«р«з в 3(ынак)щий I() и )игfl();i i<. .л ьный 11 к 13)ll о ответственно со всасыв.)к щим 12 !1»;.I; Il( т;)т(льн )м 13 тру 6<»еров«>д;I;Ift. 113 « I Ilt е)и

«3;ih;i)I ) " боли»()o,д и;<метра ««f;»foB.)«н х»лотнительный э,п:rt«lkr 14. (f;kh;tk< со с)ор« ны штока 5 о»ираетсн н<1 пружину 15, 3 с другой сто!)»Hhl fl;i упор 16 ци чин:)р;). < т,)кан 2 х T<)»oBл«н с ))о)л)ожно«TI>K) »<ягор(м(нного в);)им<>действия с упором 16, 3 у»op 7 стакd»3 2 с пор»)нем 4.

Кам«р ) 17» p(м ittloi о <>бъелlа фиг. 2) может 6hITI образована меж,)у торцовой»оверхностьк) цили и lf)3 1 и у»л<л интел ьным

ЭЛ(МЕH TO М.

Унлотнит«льный эл емеHT можеl быть выl3olHcí в внд«гибкого кольца 18 (фиг. 2), и(Рнф«РИЙНЫС Ч;)(TH hOTOPOI Bdhf)(»,I(ithl На торцовых нон«рх)н>стях стакана 2 и цилин,l,p3 I .

Кольцо 18 мож«т быть вы»о Ifl<>гк) н виде нрсдварите.lы)о нотжатог<) х»руг<>) t) элемента.

Унлотнительныи э.и м HT г;)кана 2 (фиг. 3) л)ожет быть выполнен в B»де у»рл— гого армированного элемента I;k, (набж(нног<> по боков))л) II(. риферийныл) ))ов«рхносгям жесткими кольll«r(H 20 и 21 с у»л<>гнигельными элем«»тами 22 и 23, усэ()но))г)(иными H«t«)!)tkktæío «тн<>сит«льно ст;)ка»3 2 и цил il »;l,ð;I 1.

11ри использовании объемной машины в качестве насоса последний работает следующим образом.

В начале такта нагнетания поршень 4 находе)гся в крайнем левом положении, г)ри этом пружина 15 сжата, а стакан 2 также находится в его крайнем левом положении.

Клапан 11 закрыт, а клапан 10 из-за заназдывания закрытия приоткрыт. При начале движения поршня 4 в»рано посредством приводного ц) гока 5 давление в рабочей камере

3»овышается, и клапан 10 закрывается.

I1o.k действием усилия нруж и ны 15 упор

7 с llv«H3 2 прижат h торцу поршня 4, и нри э)ом стакан 2 перемещается совместно с )юршнем 4 и об«сil«÷èB3«ò oxët)æäåHH«у»лот)ц нин 6. Г1ри этом Обьем камеры 8 переменного объема умсньшаетсн, и;: идкость из носл«г)ней иере) кольцев<>й канал 9 перетек;)ет в ре)бонх ю камеру 3, охлаждая стакан

2, е) I > tt « ) Xfhk ti oY.I <)жд<3(. т (Il.чот» ))т(>.)ьнь)й э, 1(лl « I I <), I 3 в 3 t lf )1 н f) h i м (. 1)(8, KO

ДЕфОРМ3 )ИИ.

i .ñ.:è д,)нлш)ие в 1);)<)< i< и K3ìåð«3 меньt»t u.Iii (, нагнетания, стакан

2 »од.ходе) к упору 16 цилиндра 1 и оста»Нвли)3))«т(е), 3»<>(л(этого»ереме)цение из край»() о л(в«г<) II(i .Ожения продолжает тольK« Il<>pill< tif> 4 ! Iри ;)ët kl«k<»lt rk движении поршня 4

tk Н(l;i! t )ь»ый к,);<1)3» 11, и нерекачиваемая жн. )h<>«Ь )3) Г((НЕ)ЕТСЯ В Н3 Н(. T3T<. ЬНЫЙ TP<< бонро))од 13.

11рн»p»áли кении»ор)ння 4 к его край»емt !левому положению клапан 10 начинает

»pHhphfB3T»«H. На конечной стадии г)ерел)ец(»ия поршня 4 в pãо крайнес левое поло,к(«1«пор»е(kih 4 в«а»мод«йству«т с упорол) 7

cT;tk(;Ilk;) 2 и они ол цествляют совме"Tf lot. пер(л!«Н«.ние, сжимая пружину 15, нри этом обе«»()ива< тся охлаждсние у))лотнительного эл«л)ент() 6. Кроме того, нри этом происKo!н) i увеличение объема камеры 8 переменного объема, и нод действием движу щейся рабочей жидк()сти но кольцевол)у каналу 9 суц)«ст)3(нно охлаждается стакан 2 и уп,н>тнит«льный элемент 14.

ГI<>сл«того, как поршень 4 займет край)и (, 1«Boc положение, цикл работы повторит(я. (:онл)«ст)еое пер«M«ù«íè«стакана 2 и нор)1)ня 4 в процессе возрастания давления в рабочей камере 3 до давления нагнетания обеспечивается выбором усилия пружины 15 и >н)да «THKd»d 2, при этол) нри испсиьзовании насос;) длн перекачки газонасыщенной жидкос3 и в начальной «тадии нагнетания

«жа ги(же)дкости B Kd м(ре 3 oc>< н!«ство я(T(.я

<ч>в,t(с)но стаканом 2 и IloplllHE м 4, а в за1525307

Формула изобретения

10 ключительной поршнем 4, что в целом обеспечивает повышение объемной подачи насоса, а периодическое омывание наружной поверхности стакана приводит к резкому охлаждению цилиндропоршневой пары.

Упоры 7 и 16 могут быть выполнены для снижения ударных нагрузок из эластичного материала.

Г!ри выполнении уплотнительного элемента стакана 2 (фиг. 2) в виде гибкого кольца 18 в конце цикла всасывания внутренняя периферийная часть кольца 18 смещается влево, увеличивая объем камеры 17 переменного объема, охлаждая стакан 2 и поршень 4. В начале цикла нагнетания внутренняя периферийная часть кольца 18 смещается вправо, уменьшая объем камеры 17.

В случае когда кольцо 18 выполнено в виде упругого предварительного поджатого элемента, в конце цикла всасывания стакан

2, передвигаясь совместно с поршнем 4, деформирует кольцо 18. В начале цикла нагнетания стакан под действием силы упругости кольца 18 прижат к поршню 4. При этом исклн>чается трение скольжения уплотнит«льно>о элемента стакана 2.

В конце цикла всасывания насоса с цилиндропоршневым устройством (фпг. 3) происходит деформация упругого элемента 19.

При этом кольца 20 и 21 не перемещаются относит«ль>п> стакана 2 и цилиндра 1, исклк>чая тем самым скольжение уплотнительHhIx эл«ментов 22 и 23. Происходит увеличение объема камеры 24 переменного объема (фиг 3) и поступающая из рабочей камеры 3 жидкость охлаждает стакан 2, уплотнит«льныи элемент 6 поршня 4 и армированный элс мент 19.

Вь>по.l>>«HH« объема камеры 8 переменного обь«м;> больше внутреннего объема канала 9 об«сп«чивает обновление жидкости в канале, в каждом рабочем цикл«, что существенно улучи>ает теплообмен стакана 2 и уплотнит«льных элементов.

l. Объемная машина, содержащая цилиндр, поршень с приводным штоком, хстановленный в стакане с уплoòíèò«ëüным элементом с образованием рабочей кам«ры, подпружиненным со стороны штока отштсительно цилиндра, выполненноп с упором, и установленным с возмо кность о >гранич«ив ного перемещения относительно цилиндра и взаимодействия при его перемещ«нияi « поршнем и упором цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности цилиндропоршневой пары путем улучшения теплообмена, объемная гидромашина снабжена герметичной камерой переменного объема, сообщаемой через кольцевой канал, образованный боковыми поверхностями цилиндра и стакана, с рабочей камерой, причем объем камеры переменного объема больше объема кольцевого канала.

2. Машина по fl. 1, отличающаяся тем, что цилиндр и стакан выполнены ступенчатыми и установлены один в другом, а камера переменного объема образована между торцами их ступеней.

3. Машина по í. l. orëï÷à>oùàÿñÿ тем, что камера переменного объема образована между торцовой поверхностью цилиндра и уплотнительным элементом.

4. Машина по п. 3, отлпчающаясч тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде гибкого кольца, периферийные части которого закреплены на торцовых поверхностях стакана и цилиндра.

5. Машина по и. 4, отлпчак>ща.чсч тем, что гибкое кольцо выполнено в виде предварительно поджатого упругого элемента.

6. Машина по и. 3, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде армированного упругого элемента, снабженного по боковым периферийным поверхностям жесткими ко > ьца ми, уста новл«н ными герметично и неподвижно относительно стакана и цилиндра.

1525307

/б

15 18 17

Z1 р,у !9 (льставитсль В. Вахнина

Релактор М. Банг, ра Техрс i И. Ве1хи Корректор О. Кравцова

Заказ 7!97/25 Тираж 522 11олписное

ВНИИ11г1 Государственного ком итета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугцская наб, д. 4/5

Произволс твенно-издательский комбинат «Г!атент», г Ужгород, ул. Гагарина, 1Î!