Гидропневмоприводной насос

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<}992817 (63) Дополнительное к авт. свид-ву—

54)М Ms з (22) Заявлено 150980 (2!) 2982542/25-06

F 04 В 43106 с присоединением заявок М 2989496/25-06, 3228234/25-06, и 3228004/25-06 (23) Приоритет 15.09.80 по пп.1 и 2;

02.10.80 по п.3;.

31.12.80 по п.4

Опубликовано 30.0183. Бюллетень Hо 4

Дата опубликования описания 3001ВЗ

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (Щ УДК 621. 658. 2 (088.8} (72) Автор изобретения

В.И- Хлеборад (7! ) Заявитель (54 ) ГИДРОПНЕВИОПРИВОДНОЙ HACOC

Изобретение относится к насосостроению, в частности гидропневмоприводных насосов, и может применяются в различных,отраслях народного хозяйства для подачи. текучих сред.

Известен гидропневмоприводной насос, содержащий отделенные подвижным разделителем насосную и приводную камеры, последняя из которых сообщена с источником давления приводной среды через управляемый распределитель с устройством управления, снабженным элементом сравнения величин давления в камерах, имеющим инверсные выходы и управляющие входы, и один из входов подключен к приводной камере }1 "}.

Недостатком известного насоса является то, что он работает в замкнутом цикле только от внешнего эадатчика и не может работать в автоматическом режиме.

Цель изобретения - обеспечение автоматического режима работы насоса.

Поставленная цель достигается тем, что второй вход элемента сравнения, подключен к насосной камере, а устройство управления дополнительно снабжено установленным между распределителем и элементом сравнений триггером с разделительными входами, ко- торые логически связаны с инверсными выходами элемента сравнения.

Кроме того, триггер выполнен в виде двухпоэиционного фиксирующего механизма, образованного взаимодействующими между собой и установленными с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях подпружиненными ступенчатым штоком и защелкой штока с пневмоприводом, имеющим подключенный к нему трехходовой пилотный распределитель с перекидным запорным элементом, управляемый распределитель выполнен в виде двухступенчатого пневмоклапана, пилотный клапан которого связан с защелкой фиксирующего механизма, а элемент сравнения выполнен н виде мембраны с жестким центром, установленным с возможностью попеременного взаимодействия с запорным элементом пилотного распределителя и штоком фиксирующего механизма. триггер может быть выполнен в виде двух трехходовых пневмореле, соединенных по логической схеме "ПАМЯТЬ"

Триггер может быть также выполнен в виде самофиксирующегося в крайних

992817 положениях трехходового золотникового распределителя.

На фиг.1 представлен насос с триггером в виде двухпозиционного самофиксирующего механизма; на фиг.2 — то же, с триггером в виде двух трехходо- 5 вых пневмореле; на фиг.3 — то же, с триггером в аиде самофиксирующегося в крайних положениях трехходового золотниконого распределителя; на фиг.4 — то же, с управляемым распре-, >p делителем, имеющим двухстороннее управление. насос содержит отделенные подвижным разделителем — мембраной 1 насос ную 2 и приводную камеры З.Приводная камера 3 сообщена с источником давления приводной среды через упранляемый распределитель 4 с устройством 5 управлення, снабженным элементом б сравнения величин давления в камерах 2 и З,Zp имеюцим инверсные выходы 7 и 8 и управляющие входы 9 и 10. Один из нходон 9 подключен к приводной камере

3, а второй вход 10 элемента б сравнения подключен к насосной камере 2.

Устройство 5 управления дополнительно снабжено установленным между распределителем 4 и элементом 6 сравнения триггером. 11-с разделительными входами 12 и 13, которые логически связаны " инверсными выходами 7 и 8 элемента б сравнения.

Триггер 1фиг.1) выполнен н виде двухпоэиционного фиксируюцего механизма 14, образованного взаимодействующими между собой и установленными с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях подпружиненными ступенчатым штоком

15 И защелкой 16 штока 15 с пневмоприводом 17, имеющим подключенный 40 к нему трехходовой пилотный распределитель 18 с перекидным запорным элементом 19. Управляемый распределитель

4 выполнен в виде двухступенчатого пненмоклапана, пилотный клапан 20 45 которого связан с защелкой 16 фиксирующего механизма 14, а элемент 6 сравнения выполнен в виде мембраны 21 с жестким центром 22, установленным с возможностью попеременного взаи-;() моцействня с запорным элементом 19 пияотного распределителя 16, установленным на входе 12 триггера 13 и штоком 15 фиксирующего механизма 14, установленным на входе 13 триггера 11.

Триггер выполнен в виде двух трехходовых пненмореле 23, соединенных по логической схеме ПАМЯТЬ- (фиг.2), или в виде самофиксирующегося в крайних положениях трехходового золотниконого распределителя 24 (фиг.,3)

При выполнении распределителя 4 н ниде двухступенчатого (фиг.1) или одноступенчатого (фиг.2-3) пневмоклапана он имеет запорный перекидной элемент 25, взаимодействующий с седлами 26 и 27 соответственно канала

28 подвода и канала 29 сброса газа.

На входе канала 28.подвода газа установлен редуктор 30. Перекидной запорный элемент 25 нагружен пружиной

31 в сторону седла 26 и имеет связанный с ним поршень 32, отделяющий управляюцую полость 33 от канала 29 сброса газа. В двухступенчатом . пневмоклапане фиг.1) полость 33 сообщена каналом 34 с полостью 35 пилотного клапана 20. Полость 35 через канал 36, имеющий седло 37, с которым взаимодействует клапан 20, сообцена с каналом 28 подвода газа, а через канал 38, имеющий седло 39, сообщена с атмосферой.

Триггер снабжен патрубком 40 для подвода питания. При выполнении триГгера в виде двух трехходовых пневмореле 23 одно из пневмореле 23 выполнено в виде нормально открытого сервоклапана 41 и нормально-закрытого сервоноклапана 42. Нормально открытый сервоклапан 41 имеет подпружиненный затнор 43 двустороннего действия, взаимодействующий с седлами 44 и 45. Полость 4Ь, н которой размещен затвор

43, сообщена с каналом 47 управления, подключенным к полости 31 распределителя 4 с атмосферой и с полостью 48 управления нормально закрытым сервоклапаном 42 . Затвор последнего выполнен в виде спаренных клапанов

49 и 50; первый иэ которых взаимодействует с седлом 51, а второй с седлом 52. Седла 51 и 52 установлены на выходах из полости 53, которая каналом 54 связи сообцена с каналом

47 управления . Иннерсными выходами 7 и 8 элемента б сравнения являются хвостовики жесткого центра 22, а вхо. дами 12 и 13 триггера — хвостовики затворов сервоклапанов 41 и 42.

B варианте насоса, представленном на фиг.3, триггер 11 выполнен в виде самофиксирующегося золотникового распределителя 24, имеющего золотник

55 с кольцевыми проточками 56 и 57.

Торцовые полости 58 и 59 соединены каналами 60 и 61 соответственно с проточками 57 и 56. Полость 58 сообщена каналом 47 управления с полостью

33 распределителя 4. Золотниковый распредехп тель 24 имеет также окна подвода и отвода газа 63 и 62 соответственно. Окно подвода 62 снабжено патрубком 40 для подвода питания.

В верхнем крайнем положении золотника

55 окна 62 и 63 совпадают соответственно с расточками 56 и 57, В нижнем положении золотника 55 окно 63 совпадает с расточкой 56 золотника

55, à окно 62 сообцено с полостью 58.

При выполнении управляемого распределителя 4 с двусторонним управлением и фиксирующимся zlpH переключениях распределительным органом (фиг.4) 992817 функции триггера выполняют совместйо два пневмореле 64 и 65 и сам распределитель 4,. к управляющим входам бб и 67 которого подключены соответствующие выходы 68 и 69 пневморе- ле 64 и 65. 5

В линии 70 связи приводной камеры

3 с элементом сравнения 6 установлен блок временной задержки, образованный пневмозамедлителем -71 и пневмоемкостью 72. Пневмозамедлитель 71 представляет собой обратный клапан, нормально закрытый для прохождения газа из элемента 6 сравнения в камеру 3 с байпасом, в котором установлен регулируемый дроссель. Насосная камера 2 снабжена всасывающим 73 и нагнетательным 74 клапанами для перекачиваемой среды. Разделитель 2 имеет ограничители 75 и 76 движения.

Насос работает следующим образом. 20

При подаче приводной среды, например газа, через редуктор 30 в канал 28 подвода газа своим давлением он открывает запорный элемент 25 и поступает в приводную камеру 3, пере- 25 мещая разделитель 1 на нагнетателе.

Перекачиваемая среда вытесняется из насосной камеры 2 через нагнетательный клапан 74. В конце хода разделитель-мембрана 1 ложится на огра- 30 ничитель 76. Давление в приводной камере 3, которое до этого равно давлений нагнетания, поднимается выше последнего и на разделителе 1 возникает перепад давления, который 35

° воспринимается мембраной 21 элемента б. сравнения. При этом жесткий центр

22 перемещается вправо (фиг,1) или вниз по чертежу (фиг.2-4) и на выходе 8 элемента сравнения появляется 40 сигнал (перемещение хвостовика жесткого центра 22). Сигнал с выхода 8 элемента сравнения воспринимается на входе 13 триггера 11. При этом происходит перемещение вправо штока

15 фиксирующего механизма 14 до его фиксации защелкой 16 (фиг.1), перемещение вниз клапана 49 до его посадки на седло 51 фиг.2), перемещение вниз золотника 55 до его фиксации в крайнем положении давлением питания со стороны торцовой полости 58 (фиг.3) или переброс на патрубок подвода 4и пневмореле 65 (фиг.4)с Триггер переключает распределитель .4 в. новое устойчивое положение, при котором запорный элемент 25 садится на седло 26 и перекрывает канал 28 подвода газа. одновременно камера 3 со-. общается с каналом 29 сброса газа.

Переключение распределителя 4 в ва- 60 рианте, приведенном на фиг.1, происхо. дит за счет того, что защелка 16 отжимается пружиной пилотного клапана 10 в проточку ступенчатого штока

15. При этом пневмопривод 17 защел-, 65 ки 16 сообщен с атмосферой через открытый пилотный распределитель 18.

Защелка 16 при этом удерживает шток

15 от перемещения в течение всего такта всасывания, на котором перекачиваемая среда под давлением подпора на всасывании заполняет через клапан

73 насосную камеру 2, В варианте насоса, представленном на фиг.2, после перемещения связан ных клапанов 49 и 50 вниз, первый садится на седло 51, а второй поднимается с седла 52, управляющая по-. лость распределителя 4 отсекается от атмосферы и сообщается с патрубком

40 для подвода питания, после чего запорный элемент перекидывается на седло 26, закрывая канал 28 подвода газа. На всем такте всасывания клапаны 49 и 50 удерживаются в нижнем положении за счет того, что газ под давлением поступает из канала 47.через открытую полость 46 в полость

48 управления сервоклапана 42 °

В другом варианте насоса (фиг.3) удержание золотника 55 в нижнем положении на такте всасывание обеспечивается давлением в торцовой полости

58.

В насосе (фиг.4) после переключения распределителя 4 в положение, при котором камера 3 связана с атмо- . сферой, распределительный орган самофиксируется в этом положении, а управляющие входы бб и 67 сообщаются с атмосферой.

После завершения такта всасывания разделитель 1 ложится на ограничитель

75, на разделителе 1 возникает перепад давления, который передается на элемент 6 сравнения, и мембрана 21 с жестким центром 22 перемещается в противоположном выше рассмотренному направлении. При этом в варианте насоса (фиг.1) смещение мембраны влево вызывает появление сигнала (переме-, щения хвостовика жесткого центра) на выходе 7 элемента 6 сравнения.

Этот сигнал поступает на вход 12 триггера 11 (на торец перекидного запорного элемента 19). Эапорный элемент 19 перемещается влево, отсекая пневмопривод 17 защелки 16 от атмосферы и сообщая его с патрубком

40 питания. Под действием давления газа защелка перемещается вниз и освобождает шток 15, который возвращается пружиной в исходное положение, пилотный клапан 20 перебрасывается с седла 39 на седло 37 и удерживается защелкой. 16 в таком положении весь последующий такт нагнетания.

Полость 33 распределителя 4 отсекается от канала 28 подвода газа и сообщается через полость 35 и канал 38 с атмосферой. Давлением газа со сторойы канала 28 подвода газа запорный

992817

Формула изобретения элемент 25 перекидывается на седло

27 и в камеру 3 начинает поступать газ, обеспечивая перемещение разделителя 1 на нагнетание. В варианте насоса, показанном на фиг.2, при переме щении мембраны 21 и жесткого центра 5

22 вверх (по чертежу) перебрасывается в верхнее положение затвор 43, который перекрывает седло 44 и открывает седло. 45, сообщая тем самым полость

48 сервоклапана 42 с атмосферой. Под lO действием пружины клапан 50 садится на седло 52, а клапан 49 поднимается с седла 51. При этом полость 33 сообщается с атмосферой и под действием давления газа в канале 28 запорный элемент 25 перекидывается на седло .

27. В варианте насоса на фиг.3 при перемещении мембраны 21 и жесткого центра 22 вверх смещается вверх и зо. лотник 55. Патрубок 40 питания сообщае:ся через окно 62, расточку 56 и канал 61 с полостью 59 и давлением газа золотника 55 фиксируется в верхнем положении. При этом полость 33 через канал 47, полость 58, канал

60, расточку 57 и окно 63 сообщается с атмосферой. Давлением газа в кана» ле 28 запорный элемент 25 перебрасывается на седло 27. В варианте насоса на фиг,4 при ходе мембраны 21 и жесткого центра 22 вверх пневмореле 64 перекладывается в положение, при котором управляющий вход 66 распределителя 4 сообщается с патрубком

40 питания. После переключения распределителя 4 и самофиксации его распределительного органа, пневмореле 64 возвращается в исходное положение и сообщает управляющий вход 66 с атмосферой. В процессе такта нагнетания триггер удерживает распредели- 40 ,-тель 4 в рабочем положении. Далее цикл повторяется.

За счет включения в цепь управления распределителем 4 триггера 11 и подключения второго входа элемента 45

6 сравнения к насосной камере обеспечивается автоматический режим работы насоса по перепаду давления на разделителе.

1. Гидропневмоприводной насос, содержащий отделенные подвижным разделителем насосную и приводную камеры, последняя из которых сообщена с источником давления приводной среды через управляемый распределитель с устройством управления, снабженным элементом сравнения величин давления в камерах, имеющим инверсные выходы и управляющие входы, один из входов подключен к приводной камере, о тличаюraиHй с я тTеeмM, что, сцелью обеспечения автоматического режима работы насоса, другой вход элемента сравнения подключен к насосной камере, а устройство управления дополнительно снабжено установленным между распределителем и элементом сравнения триггером с разделительны-. ми входами, которые логически евязаны с инверсными выходами элемента сравнения.

2. Насос по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что триггер выполнен в виде двухпозиционного фиксирующего механизма, образованного взаимодействующими между собой и установленными с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях подпружиненными ступенчатым штоком и защелкой штока с пневмоприводом, имеющим подключенный к нему . треххо,цовой пилотный распределитель с перекидным запорным элементом, управляемый распределитель выполнен в виде ,цвухступенчатого пневмоклапана, пилот. ный клапан которого связан с защелкой фиксирующего механизма, а элемент сравнения выполнен в виде мембраны с жестким центром, установленным с возможностью попеременного взаимодействия с запорным элементом распределителя и штоком фиксирующего меха-. низма.

3. Насос по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что триггер выполнен в виде двух трехходовых пневмореле, соединенных по логической схеме

ПАМЯТЬ.

4. Насос по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что триггер выполнен в виде самофиксирующегося в крайних положениях трехходового золотникового распредели еля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Бритвин Л.Н. Новые методы повышения точности дозирования жидкос,тей насосными установками объемного типа. Обзорная информация. Серия

ХМ-4 "насосостроение", ЦИНТИХИМНЕФТЕNMI, М., 1975, с 59 62, р. 12.

992817 зг 4

2/ ю м б9

Составитель В. Грузинов

Редактор Н. Кешеля Техред H,Ãàéäó Корректор Е; Рошко

Эакаэ 407/43 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11,3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4