EA013698B1 - Насос высокого давления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к плунжерным насосам, у которых в качестве приводов используются устройства, обеспечивающие плунжеру возвратно-поступательное движение. Задача изобретения заключается в создании насоса высокого давления с плунжером, на котором исключено появление поперечных сил, а для его продольного перемещения использовалась бы только осевая сила, создаваемая толкателем привода при соприкосновении его с плунжером в тот момент, когда она имеет величину, достаточную для его перемещения. В насосе высокого давления, содержащем привод, преобразующий вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение плунжера насоса, согласно изобретению привод насоса выполнен в виде динамически уравновешенного планетарного привода, содержащего неподвижную и подвижные шестерни, на одной из которых установлен палец-толкатель с роликом, ось которого является продолжением образующей цилиндра длительной окружности шестерни и который предназначен для периодического воздействия на плунжер насоса, при этом плунжер соединен с одним концом тяги, выполненной в виде П-образного колена, поддерживаемого направляющей опорой, и соединенной другим концом с ограничителем хода пальца-толкателя.

Description

Изобретение относится к плунжерным насосам, у которых в качестве приводов используются устройства, обеспечивающие плунжеру возвратно-поступательное движение.

Недостатком известных плунжерных насосов (см. патент РФ 2002030) является то, что применение в их конструкциях кривошипно-шатунных механизмов, отличающихся динамической неуравновешенностью переменных сил и появлением на плунжерах поперечных сил, приводящих к износу уплотнений и боковых стенок направляющих цилиндров насосов, ведет к преждевременному снижению их технических характеристик, надежности и долговечности.

Известен наиболее близкий к предложенному поршневой насос (авт. свид. 8ϋ 1751395 ΑΙ, 1992), у которого возвратно-поступательное движение ползунов осуществляется кривошипно-шатунными механизмами, состоящими из кривошипов, выполненных в виде эксцентриков, установленных на эксцентриковом валу, шатунов и ползунов, а также направляющих. Направляющие выполнены сменными.

Недостатком такого привода является интенсивный износ направляющих, возникающий от воздействия на них значительных по величине поперечных сил, появляющихся на ползунах при работе кривошипно-шатунных механизмов. Это приводит к необходимости постоянной смены направляющих, созданию устройств для их быстрой смены, что ведет к усложнению конструкции насоса, увеличению его металлоемкости, а также значительным по времени простоям, снижению его производительности, надежности и долговечности.

Задача настоящего изобретения заключается в создании насоса высокого давления с плунжером, на котором исключено появление поперечных сил, а для его продольного перемещения использовалась бы только осевая сила, создаваемая толкателем привода при соприкосновении его с плунжером в тот момент, когда она имеет величину, достаточную для его перемещения.

Поставленная задача решается тем, что в насосе высокого давления, содержащем привод, преобразующий вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение плунжера насоса, согласно изобретению привод насоса выполнен в виде динамически уравновешенного планетарного привода, содержащего неподвижную и подвижные шестерни, на одной из которых установлен палец-толкатель с роликом, ось которого является продолжением образующей цилиндра длительной окружности шестерни и который предназначен для периодического воздействия на плунжер насоса, при этом плунжер соединен с одним концом тяги, выполненной в виде П-образного колена, поддерживаемого направляющей опорой, и соединенной другим концом с ограничителем хода пальца-толкателя.

При этом корпус рабочего цилиндра насоса соединен резьбовым соединением с опорой, закрепленной на корпусе планетарного привода, а плунжер расположен в направляющих втулках, установленных, соответственно, в указанных корпусах.

Кроме того, ограничитель хода пальца-толкателя выполнен в виде регулировочного штока, имеющего резьбовое соединение с тягой.

Дополнительно регулировочный шток имеет осевое отверстие для гидродемпфирования обратного хода толкателя.

Такое конструктивное решение насоса высокого давления обеспечивает соосность плунжера и вектора силы, воздействующего на плунжер, а также использование в качестве рабочего хода плунжера только той части величины хода пальца-толкателя, в которой развивается максимальное усилие давления на плунжер. Это создаст идеальные условия его работы, а именно исключает появление на нем поперечных сил, что на порядок снижает износ уплотнений, увеличивает надежность и долговечность насоса;

снижает нагрузку на двигатель за счет холостого пробега пальцем-толкателем большей части от его общего хода.

На фиг. 1 изображен общий вид насоса высокого давления, разрез по осям валов и плунжеру.

На фиг. 2 - то же, вид спереди со снятой передней крышкой.

Насос высокого давления состоит из планетарного привода, размещенного в корпусе 1, включающего водило 2, установленное на подшипнике 3. Водило 2 выполнено так, что в нем запрессованы оси 4, 5, 6, на которых на подшипниках 7 и 8 установлены подвижные шестерни 9 и 10, сопрягаемые с неподвижной шестерней 11. Мощность от двигателя подводится к водилу 2 через центральный вал-шестерню 12. Шестерня 10 оснащена ступицей, в которой установлен неподвижно палец-толкатель 13 с подвижным роликом 14, ось которого является продолжением образующей цилиндра делительной окружности шестерни 10. Передаточное отношение зубьев шестерен 10 и 11 равно 1:2. В опоре 15, закрепленной на корпусе 1 привода, на резьбе крепится корпус 16 рабочего цилиндра, внутри которого расположен плунжер 17 с уплотнением 18, а также направляющая втулка 19. Направляющая втулка 20 установлена в корпусе 1 привода. Корпус 16 рабочего цилиндра насоса оснащен обратными клапанами 21 и 22. Насос снабжен тягой 24, выполненной в виде П-образного колена с вилочной 23 и резьбовой 25 перемычками и поддерживаемой направляющей опорой 28, установленной на крышке 29. Тяга 24 соединена с плунжером 17 посредством вилочной перемычки 23 и с резьбовым регулировочным штоком 26 посредством резьбовой перемычки 25. Регулировочный шток 26 установлен в направляющей втулке 27, закрепленной на корпусе 1. Регулировочный шток 26 имеет осевое отверстие.

Работа насоса осуществляется следующим образом.

- 1 013698

При вращении вала-шестерни 12, через шестерни 9, которые взаимодействуют с неподвижной шестерней 11, вращение передается через оси 4 и 5 к водилу 2. Водило 2, поворачиваясь на подшипнике 3 вокруг своей оси, заставляет поворачиваться на оси 6 шестерню 10, находящуюся в зацеплении с неподвижной шестерней 11, при этом палец-толкатель 13, размещенный в ступице шестерни 11, вместе с роликом 14 совершает прямолинейное движение по горизонтали, сталкиваясь по очереди с торцом плунжера 17 и торцом регулировочного штока 26. Поскольку расстояние между торцами плунжера 17 и штока 26 меньше, чем величина горизонтального хода пальца-толкателя 13 с роликом 14, то эта разница и является величиной рабочего хода плунжера 17, которая регулируется в определенных пределах перемещением регулировочного штока 26 в резьбовой перемычке 25. Регулировка хода может быть выполнена в пределах от «нуля» до заданной величины. Периодическое перемещение плунжера 17 позволяет насосу осуществлять всасывание и выталкивание жидкости через клапаны 21 и 22 в рабочую магистраль.

Claims (4)

1. Насос высокого давления, содержащий привод, преобразующий вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение плунжера насоса, отличающийся тем, что привод насоса выполнен в виде динамически уравновешенного планетарного привода, содержащего неподвижную и подвижные шестерни, на одной из которых установлен палец-толкатель с роликом, ось которого является продолжением образующей цилиндра длительной окружности шестерни и который предназначен для периодического воздействия на плунжер насоса, при этом плунжер соединен с одним концом тяги, выполненной в виде П-образного колена, поддерживаемого направляющей опорой, и соединенной другим концом с ограничителем хода пальца-толкателя.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что корпус рабочего цилиндра насоса соединен резьбовым соединением с опорой, закрепленной на корпусе планетарного привода, а плунжер расположен в направляющих втулках, установленных, соответственно, в указанных корпусах.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что ограничитель хода пальца-толкателя выполнен в виде регулировочного штока, имеющего резьбовое соединение с тягой.

4. Насос по п.3, отличающийся тем, что регулировочный шток имеет осевое отверстие для гидродемпфирования обратного хода толкателя.