RU2123135C1

RU2123135C1 - Hydraulically driven pumping unit (design versions)

Info

Publication number: RU2123135C1
Application number: RU97100958A
Authority: RU
Original assignee: Шадрин Владимир Петрович; Никифоров Владимир Васильевич; Ахметзянов Талгат Галимович; Бесчасный Анатолий Андреевич; Казанцев Олег Александрович
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 1998-12-10

Abstract

FIELD: chemical industry, oil industry; transfer of oil products, solutions of alkalis and acids and explosion hazard liquids. SUBSTANCE: in design version 1 hydropulsator is used in which continuous flow of high-pressure working medium is converted into pulsating flow and is distributed among pumping units in which repeated cycles of filling in and displacing of handled medium take place under action of working medium through diaphragms. Hydropulsator does not require special drive as rotation is provided by means of built-in hydraulic motor operating owing to insignificant part of energy of continuous flow of working medium. In design version 2 hydropulsator with two distributing sections of working medium flow is used which make it possible to compensate for load on rotor and bearings. Rotor is rotated by built-in hydraulic motor. EFFECT: provision of leakproofness at handling of medium, possibility of bringing pump drive out of dangerous zone of operation. 2 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области насосостроения и может найти применение в различных отраслях промышленности и особенно там, где требуется перекачивать такую среду, как нефтепродукты, растворы щелочей, кислоты, в химических, пожаровзрывоопасных и других опасных производствах, обеспечивать герметичность перекачиваемой среды и выносить привод насоса из технологически опасной зоны. The invention relates to the field of pump engineering and can find application in various industries and especially where it is necessary to pump such an environment as oil products, solutions of alkalis, acids, in chemical, fire and explosion hazard and other hazardous industries, to ensure the tightness of the pumped medium and to remove the pump drive from the technological danger zone.

Известны гидроприводные насосные агрегаты, содержащие насос подачи рабочей среды, основной реверсируемый и пилотный гидрораспределители, приводной гидроцилиндр реверсируемого гидрораспределителя, управляющий гидроцилиндр, регуляторы расхода, перекачивающие блоки с гибкими разделителями в виде мембран, диафрагм или сильфонов, отделяющими нагнетательные камеры перекачиваемой среды от гидроприводных камер рабочей среды, которые соединены через реверсируемое гидрораспределительное устройство с насосом подачи рабочей среды, регуляторы расхода присоединены с одной стороны к выходным гидролиниям реверсируемого гидрораспределителя, а с другой стороны - к камерам управляющего гидроцилиндра, шток которого соединен с приводом пилотного гидрораспределителя, сообщающегося выходными гидролиниями со входом и выходом насоса подачи рабочей среды, а выходными гидролиниями - с камерами приводного гидроцилиндрами [1]. Недостатками указанных насосных агрегатов являются их конструктивная и функциональная сложность, низкая эксплуатационная надежность. Known hydraulic drive units containing a pump for supplying a working medium, a main reversible and pilot directional control valves, a drive hydraulic cylinder of a reversible directional control valve, a control hydraulic cylinder, flow regulators, pumping units with flexible dividers in the form of membranes, diaphragms or bellows separating the discharge chambers of the pumped medium from the hydraulic medium media that are connected through a reversible hydraulic distribution device with a pump for supplying a working medium, regulate flow rate auxiliaries are connected, on the one hand, to the output hydraulic lines of the reversible hydraulic distributor, and, on the other hand, to the chambers of the control hydraulic cylinder, the rod of which is connected to the pilot valve control valve, which is connected by the output hydraulic lines to the input and output of the working medium pump, and the output hydraulic lines to the chambers of the hydraulic drive cylinders [one]. The disadvantages of these pumping units are their structural and functional complexity, low operational reliability.

Известны также гидроприводные насосные агрегаты, содержащие насоса подачи рабочей среды, распределительное устройство, приводные гидроцилиндры, перекачивающие блоки с гибкими разделителями, отделяющие нагнетательные камеры перекачиваемой среды от гидроприводных камер рабочей среды, трехходовой золотниковый распределитель, клапаны рабочие перекачиваемой среды, демпфирующие и обратные клапаны, возвратно-поступательное перемещение гибких разделителей осуществляется от насоса подачи рабочей среды через гидрораспределитель, приводные гидроцилиндры и поршень образует гидропульсатор рабочей среды, а для синхронизации работы механических и гидравлических узлов применены трехходовой золотниковый распределитель, демпфирующие и обратные клапаны [2]. Also known are hydraulic actuator pump units containing a working medium feed pump, a switchgear, hydraulic drive cylinders, pumping units with flexible dividers, separating the pumping medium pumped chambers from the hydraulic medium working chambers, a three-way spool valve, pumped medium working valves, damping and non-return valves, return - progressive movement of flexible dividers is carried out from the pump of supply of a working medium through the hydrodistributor s cylinders and the piston forms gidropulsator working medium, and for synchronizing the operation of the mechanical and hydraulic units employed three-way spool valve, check valves, and damping [2].

Недостатком таких насосных агрегатов является то, что в них применена сложная конструкция перекачивающего блока, содержащая большое количество деталей, достаточно сложная гидромеханическая схема преобразования и распределения непрерывного потока от насоса подачи рабочей среды в периодический пульсирующий поток рабочей среды, подаваемый в гидроприводные камеры, применение силовых гидроцилиндров, поршней, золотников, механических передач приводит к утечкам рабочей среды, а это требует введение узла компенсации утечки сложной конструкции, что понижает надежность работы. The disadvantage of such pumping units is that they use a complex design of the pumping unit containing a large number of parts, a rather complicated hydromechanical scheme for converting and distributing the continuous flow from the pump for supplying the working medium to a periodic pulsating flow of the working medium supplied to the hydraulic drive chambers, and the use of power hydraulic cylinders , pistons, spools, mechanical gears leads to leaks of the working medium, and this requires the introduction of a leakage compensation unit of complex design ktsii that lowers reliability.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности работы и расширение области применения, особенно во взрыво-пожароопасных, химически и экологически опасных производствах, где требуется удаление перекачивающих блоков насосного агрегата от его приводной части. Прототипом предлагаемого изобретения является насос, описанный в [2]. The technical result of the present invention is to simplify the design, increase reliability and expand the scope, especially in explosive and fire hazardous, chemically and environmentally hazardous industries, which require removal of the pumping units of the pump unit from its drive part. The prototype of the invention is the pump described in [2].

Для достижения указанных технических результатов в варианте 1 гидроприводной насосный агрегат, содержащий насос подачи рабочей среды, перекачивающий блок с нагнетательной и гидроприводной камерами, разделенными между собой мембраной, в котором нагнетательная камера соединена через всасывающий клапан с входным коллектором перекачивающей среды и через нагнетательный клапан с выходным коллектором перекачивающей среды, а гидроприводная камера соединена с выходом из гидропульсатора рабочей среды, вход в которую соединен с выходом из насоса подачи рабочей среды, в насосный агрегат дополнительно введен гидромотор, гидропульсатор выполнен в виде ротора, установленного в статоре с возможностью вращения, заодно целое выполнен рабочий венец гидромотора, в статоре выполнены три симметричных, расположенных через 120^o по окружности, отверстия соединенные с гидроприводными камерами трех перекачивающих блоков, в роторе выполнены два диаметрально расположенных дугообразных паза, разделенных перемычками, выполненными с возможностью поочередного соединения через отверстия в статоре с гидроприводными камерами трех перекачивающих блоков при вращении ротора, причем один дугообразный паз через продольный канал по образующей ротора, кольцевую канавку ротора соединен с выходом из гидромотора, а второй дугообразный паз через радиальный и осевой каналы в роторе соединен со входом в насос подачи рабочей среды, вход которого соединен со входом в гидромотор вращения ротора гидропульсатора.To achieve the specified technical results, in option 1, a hydraulic drive pump unit containing a pump for supplying a working medium, a pumping unit with a discharge and a hydraulic drive chambers separated by a membrane, in which the discharge chamber is connected through an inlet valve to the inlet manifold of the pumping medium and through the discharge valve to the outlet the collector of the pumping medium, and the hydraulic drive chamber is connected to the outlet of the hydraulic medium of the working medium, the entrance to which is connected to the outlet from wasp supplying the working medium in the pump unit is additionally introduced hydromotor gidropulsator configured as a rotor mounted in a stator rotatably integrally formed working crown hydraulic motor, in the stator formed three symmetrical arranged at 120 ^o circumferential openings connected with hydraulically chambers of three pumping units, two diametrically arranged arcuate grooves are made in the rotor, separated by jumpers made with the possibility of alternating connection through holes in the st a torus with hydraulic drive chambers of three pumping units during rotation of the rotor, wherein one arcuate groove through the longitudinal channel along the generatrix of the rotor, the annular groove of the rotor is connected to the outlet of the hydraulic motor, and the second arcuate groove through the radial and axial channels in the rotor is connected to the inlet to the working medium pump the inlet of which is connected to the inlet of the rotor of the hydraulic pulsator rotor.

В варианте 2 в гидроприводной насосный агрегат, содержащий насос подачи рабочей среды, перекачивающий блок с нагнетательной и гидроприводной камерами, разделенными между собой мембраной, в котором нагнетательная камера соединена через всасывающий клапан с входным коллектором перекачиваемой среды и через нагнетательный клапан с выходным коллектором перекачиваемой среды, а гидроприводная камера соединена с выходом из гидропульсатора рабочей среды, вход в который соединен с выходом из насоса рабочей среды, вход в который соединен с выходом из насоса рабочей среды, дополнительно введен гидромотор, гидропульсатор выполнен в виде ротора, установленного в статоре с возможностью вращения, заодно целое выполнен рабочий венец гидромотора в виде сдвоенных лопаток и двух кольцевых канавок по обеим сторонам венца, с возможностью разделения входного потока рабочей среды на лопатках на две части и направления каждой части в свою кольцевую канавку, параллельно кольцевым канавкам ротора выполнены две секции распределения рабочей среды, содержащие по два диаметрально расположенных дугообразных паза, разделенных между собой перемычками, по три симметричных, расположенных через 120^o по окружности отверстия в статоре, выполненные с возможностью поочередного соединения соответствующих трех отверстий статора с каждой парой дугообразных пазов ротора при вращении последнего с гидроприводными камерами перекачивающих блоков, причем дугообразный нагнетательный паз каждой секции соединен с соответствующей кольцевой канавкой, а дугообразный сливной паз каждой секции - через радиальные каналы, осевой канал и отверстие в крышке статора соединены со входом в насос подачи рабочей среды, выход из которого соединен со входом в гидромотор привода ротора гидропульсатора, секции распределения рабочей среды расположены таким образом, что нагнетательный паз и отверстие в статоре одной секции развернуты на 180^o относительно нагнетательного паза и отверстий в статоре другой секции, а противоположные отверстия секций статора соединены попарно с соответствующими гидроприводными камерами перекачивающих блоков, кроме того, перекачивающие блоки выполнены из двух отдельных гидроприводных камер, разделенных мембранами от единой нагнетательной камеры, причем гидроприводные камеры каждого перекачивающего блока соединены попарно с соответствующими отверстиями секции распределения рабочей среды.In option 2, into a hydraulic drive pump unit comprising a pump for supplying a working medium, a pumping unit with a discharge and a hydraulic drive chambers separated by a membrane, in which the discharge chamber is connected through a suction valve to the inlet manifold of the pumped medium and through the discharge valve to the outlet manifold of the pumped medium, and the hydraulic drive chamber is connected to the outlet of the hydraulic medium of the working medium, the entrance to which is connected to the output of the working medium pump, the entrance to which is connected to the outlet a house from a pump of the working medium, a hydraulic motor is additionally introduced, the hydraulic pulsator is made in the form of a rotor installed in the stator with the possibility of rotation, at the same time, the working crown of the hydraulic motor is made in the form of twin blades and two annular grooves on both sides of the crown, with the possibility of dividing the input flow of the working medium into blades in two parts and the directions of each part in its annular groove, parallel to the annular grooves of the rotor are two sections of the distribution of the working medium, containing two diametrically located x arcuate grooves, separated by jumpers, three symmetrical, located at 120 ^o around the circumference of the hole in the stator, made with the possibility of alternately connecting the corresponding three holes of the stator with each pair of arcuate grooves of the rotor when the latter rotates with the hydraulic drive chambers of the pumping blocks, and the arcuate discharge the groove of each section is connected to the corresponding annular groove, and the arcuate drain groove of each section is through the radial channels, the axial channel and the hole in the stator cover is connected to the inlet to the pump for supplying the working medium, the outlet of which is connected to the inlet to the hydraulic motor of the rotor drive of the pulsator, the distribution sections of the working medium are located so that the discharge groove and the hole in the stator of one section are rotated 180 ^° relative to the discharge groove and the holes in the stator of the other section, and the opposite holes of the stator sections are connected in pairs with the corresponding hydraulic drive chambers of the pumping units, in addition, the pumping units are made of two separate hydraulic drive chambers, separated by membranes from a single discharge chamber, and the hydraulic drive chambers of each pumping unit are connected in pairs with the corresponding openings of the working medium distribution section.

В варианте 1 на фиг. 1 представлена схема насосного агрегата; на фиг. 2 - конструкция гидропульсатора, совмещенная с перекачивающими блоками насосного агрегата; на фиг. 3, 4, 5 - сечения гидропульсатора насосного агрегата, показывающие конструктивные особенности и поясняющие его работу. In embodiment 1 in FIG. 1 shows a diagram of a pumping unit; in FIG. 2 - design of a hydropulsator combined with pumping units of a pumping unit; in FIG. 3, 4, 5 - sections of the pump unit hydraulic pulsator, showing design features and explaining its operation.

Насосный агрегат включает в себя следующие основные узлы: насос 1 с регулируемой подачей рабочей среды, гидропульсатор 2, три перекачивающих блока 3, гидробак 4, гидролинии 5, 6, 7, 8, 9. The pump unit includes the following main components: pump 1 with controlled supply of the working medium, hydraulic pulsator 2, three pumping units 3, hydraulic tank 4, hydraulic lines 5, 6, 7, 8, 9.

Гидропульсатор 2 состоит из ротора 10, статора 11, подшипников 12, центробежной крыльчатки 13 откачивающего насоса, крышек 14, 15, элементов уплотнения 16, элементов крепления крышек 14, 15. Ротор 10 представляет собой цилиндр, на концах которого выполнены посадочные поверхности для подшипников 12 и для колеса 13. Заодно целое с ротором 10 выполнен рабочий венец 17 с лопатками гидромотора. Межлопаточные каналы соединены с кольцевой канавкой 18, которая по продольному каналу 19 сообщается с распределительной секцией, состоящей из двух диаметрально расположенных дугообразных пазов 20 и 21, разделенных между собой перемычками 22. Один паз 20 - нагнетательный, другой паз 21 - сливной. Нагнетательный паз 20 сообщается с каналом 19. Сливной канал 21 сообщается через радиальное отверстие 23 с осевым каналом 24. С одного торца ротора в осевой канал 24 запрессована центробежная крыльчатка 13, с другого торца выполнено отверстие 25, выходящее в канал 24. Статор 11 представляет собой полый цилиндр, на торцах которого выполнены посадочные поверхности для подшипников 12 и крышек 14, 15. В плоскости расположения рабочего венца 17, ротора 10 в статоре выполнено отверстие 26 со штуцером 27 подвода рабочей жидкости. Цилиндрическая поверхность отверстия 26 проходит по касательной линии к внутренней поверхности цилиндра статора. The hydro-pulsator 2 consists of a rotor 10, a stator 11, bearings 12, a centrifugal impeller 13 of a pump, lids 14, 15, sealing elements 16, fastening elements for covers 14, 15. The rotor 10 is a cylinder, at the ends of which are made seating surfaces for bearings 12 and for the wheel 13. At the same time, the working crown 17 with the blades of the hydraulic motor is made integrally with the rotor 10. The interscapular channels are connected to an annular groove 18, which is connected through a longitudinal channel 19 to a distribution section consisting of two diametrically arranged arcuate grooves 20 and 21, separated by jumpers 22. One groove 20 is a discharge, the other groove 21 is a drain. The injection groove 20 communicates with the channel 19. The drain channel 21 communicates through a radial hole 23 with the axial channel 24. A centrifugal impeller 13 is pressed from one end of the rotor into the axial channel 24, an opening 25 is made from the other end that extends into the channel 24. The stator 11 is a hollow cylinder, at the ends of which are made seating surfaces for bearings 12 and caps 14, 15. In the plane of the working crown 17, the rotor 10, a hole 26 is made in the stator with a fitting 27 for supplying the working fluid. The cylindrical surface of the hole 26 extends along a tangent line to the inner surface of the stator cylinder.

В плоскости, проходящей через ось симметрии дугообразных пазов 20 и 21, выполнены три сквозных отверстия 28, расположенных через 120^o по окружности.In the plane passing through the axis of symmetry of the arcuate grooves 20 and 21, there are three through holes 28 located at 120 ^o around the circumference.

На внешней поверхности статора 11 по окружности через 120^o размещены три перекачивающих блока 3. Каждый перекачивающий блок 3 состоит из корпуса 29, мембраны 30, обратных клапанов 31 и 32. Мембрана 30 зажата между корпусом 29 и криволинейной поверхностью статора 11 таким образом, что образуют герметично разделенные между собой камеры, с одной стороны мембраны 30 гидроприводную камеру 33, с другой стороны - нагнетательную камеру 34 перекачиваемой среды.Three pumping units 3 are placed on the outer surface of the stator 11 around a circle through 120 ^° . Each pumping unit 3 consists of a housing 29, a membrane 30, check valves 31 and 32. The membrane 30 is sandwiched between the housing 29 and the curved surface of the stator 11 so as to form hermetically separated chambers, on one side of the membrane 30 the hydraulic drive chamber 33, on the other hand - the injection chamber 34 of the pumped medium.

Насосный агрегат по варианту 1 работает следующим образом. Рабочая среда, например масло, из гидробака 4 по гидролинии 6 поступает в насос 1. Насос 1 создает непрерывный поток масла высокого давления, который поступает по гидролинии 7 во входной штуцер 27 гидропульсатора 2. The pump unit according to option 1 operates as follows. The working medium, for example oil, from the hydraulic tank 4 through the hydraulic line 6 enters the pump 1. The pump 1 creates a continuous flow of high-pressure oil, which enters the hydraulic inlet 27 of the hydraulic pulsator 2 through the hydraulic line 7.

В гидропульсаторе 2 непрерывный поток масла преобразуется в пульсирующий и распределяется в перекачивающие блоки 3. Принцип работы гидропульсатора 2 заключается в следующем. Масло под давлением из штуцера 27 через отверстие 26 поступает в гидромотор, рабочий венец 17 которого выполнен в виде лопаток. Поток масла воздействует на лопатки и с их помощью приводит во вращение ротор 10. Из межлопаточных каналов поток масла направляется в кольцевую канавку 18, из которой через продольный канал 19 поступает в нагнетательный паз 20 распределительной секции. Паз 20 с двух сторон отделен от паза 21 продольными перемычками 22 и с третьей стороны цилиндрической поверхностью статора 11, поэтому в нем поддерживается высокое давление масла. Паз 21 через радиальное отверстие 23, осевой канал 24, крыльчатку 13 и штуцер 35 постоянно соединен со сливной гидролинией 5, поэтому в нем создается низкое давление масла. Центробежная крыльчатка 13 способствует в сливе масла. Длина дуги паза 20 выбрана такой, что при вращении ротора паз 20 последовательно сообщается только с одним из отверстий 28 статора 11. Длина дуги паза 21 больше длины дуги паза 20 на величину длины двух перемычек 22. In the hydropulsator 2, a continuous oil flow is converted into a pulsating one and distributed into the pumping units 3. The principle of operation of the hydropulsator 2 is as follows. Oil under pressure from the nozzle 27 through the hole 26 enters the hydraulic motor, the working crown 17 of which is made in the form of blades. The oil flow acts on the blades and with their help drives the rotor 10. From the interscapular channels, the oil flow is directed into the annular groove 18, from which through the longitudinal channel 19 it enters the discharge groove 20 of the distribution section. The groove 20 is separated on both sides from the groove 21 by longitudinal jumpers 22 and on the third side by the cylindrical surface of the stator 11, therefore, high oil pressure is maintained therein. The groove 21 through the radial hole 23, the axial channel 24, the impeller 13 and the nozzle 35 is constantly connected to the drain hydraulic line 5, so it creates a low oil pressure. The centrifugal impeller 13 contributes to the discharge of oil. The length of the arc of the groove 20 is chosen such that when the rotor rotates, the groove 20 sequentially communicates with only one of the holes 28 of the stator 11. The length of the arc of the groove 21 is greater than the length of the arc of the groove 20 by the length of the two jumpers 22.

Величина дуги перемычки 22 выбирается из условия, при котором пазы 20 и 21 при вращении ротора не сообщаются между собой через отверстие 28. При вращении ротора пазы 20 и 21 последовательно друг за другом через отверстие 28 сообщаются с гидроприводными камерами 33, при этом когда сообщается паз 20, происходит нагнетание масла в камеру 33, а когда сообщается паз 21, происходит слив масла из камеры 33 по гидролинии 5 в гидробак 4. The magnitude of the arc of the jumper 22 is selected from the condition that the grooves 20 and 21 do not communicate with each other through the hole 28. When the rotor rotates, the grooves 20 and 21 sequentially through the hole 28 communicate with the hydraulic drive chambers 33, while the groove is communicated 20, oil is injected into chamber 33, and when groove 21 is communicated, oil is drained from chamber 33 via hydraulic line 5 to hydraulic tank 4.

Работа перекачивающих блоков 3 заключатся в последовательно повторяющихся циклах: заполнение каждой нагнетательной камеры 34 перекачиваемой средой из входного коллектора 8 через обратный всасывающий клапан 31 и вытеснение ее через обратный нагнетательный клапан 32 в выходной коллектор 9 под воздействием давления масла в камере через мембраны 30. За время одного оборота ротора 10 происходит последовательно по одному циклу всасывания - нагнетания каждым перекачивающим блоком. Как вариант, перекачивающие блоки 3 размещены непосредственно на статоре 10. The operation of the pumping units 3 consists of successively repeating cycles: filling each discharge chamber 34 with the pumped medium from the inlet manifold 8 through the check valve 31 and expelling it through the check valve 32 to the output manifold 9 under the influence of oil pressure in the chamber through the membranes 30. During one revolution of the rotor 10 occurs sequentially for one suction-injection cycle by each pumping unit. Alternatively, the pumping units 3 are placed directly on the stator 10.

При необходимости перекачивающие блоки 3 могут быть удалены от гидропульсатора, в этом случае подачу и слив масла из гидроприводной камеры 33 необходимо осуществить по дополнительным гидролиниям. Регулирование производительности перекачиваемой среды насосного агрегата осуществляется путем изменения подачи насоса 1. If necessary, the pumping units 3 can be removed from the hydraulic pulsator, in this case, the supply and discharge of oil from the hydraulic drive chamber 33 must be carried out by additional hydraulic lines. The performance control of the pumped medium of the pumping unit is carried out by changing the flow of the pump 1.

Предложенная схема и конструкция насосного агрегата позволяют разместить насос 1 с электроприводом в безопасной зоне на значительном удалении от нагнетательной части-гидропульсатора 2 и перекачивающих блоков 3, которые ввиду их конструкции могут размещаться в технологически опасной зоне. При этом связь между ними практически не ограничена по расстоянию и осуществляется только двумя трубопроводами. Предложенная конструкция гидропульсатора не требует специального привода, так как вращение ротора осуществляется за счет незначительной части энергии потока масла и имеет минимальное количество простых вращающихся деталей, что значительно упрощает конструкцию и повышает надежность его работы. The proposed scheme and design of the pumping unit allows you to place the pump 1 with an electric drive in a safe area at a considerable distance from the discharge part of the hydro-pulsator 2 and pumping units 3, which, due to their design, can be located in a technologically dangerous area. Moreover, the connection between them is practically unlimited in distance and is carried out only by two pipelines. The proposed design of the hydraulic pulsator does not require a special drive, since the rotor rotates due to a small part of the energy of the oil flow and has a minimum number of simple rotating parts, which greatly simplifies the design and increases the reliability of its operation.

Модульность построения насосного агрегата существенно улучшает его эксплуатационные показатели и возможности совершенствования конструкции путем замены основных узлов и агрегатов. The modularity of the construction of the pumping unit significantly improves its operational performance and the possibility of improving the design by replacing the main components and assemblies.

В варианте 2 на фиг. 6 представлена схема насосного агрегата; на фиг. 7, 8, 9, 10 - сечения гидропульсатора, показывающие конструктивные особенности и поясняющие его работу; на фиг. 11 - конструкция перекачивающего блока. In embodiment 2 in FIG. 6 shows a diagram of a pumping unit; in FIG. 7, 8, 9, 10 — cross sections of a hydropulsator showing design features and explaining its operation; in FIG. 11 - design of the pumping unit.

Насосный агрегат включает следующие основные узлы: насос 1 с регулируемой подачей рабочей среды, фильтр 2, нагнетательную гидролинию 3, гидропульсатор 4, перекачивающие блоки 5, сливную гидролинию 6, гидробак 7, гидролинию 9 подачи рабочей среды в перекачивающие блоки 5. The pump unit includes the following main units: pump 1 with controlled supply of the working medium, filter 2, injection hydraulic line 3, hydraulic pulsator 4, pumping units 5, drain hydraulic line 6, hydraulic tank 7, hydraulic line 9 for supplying the working medium to pumping units 5.

Гидропульсатор 4 состоит из ротора 9, статора 10, подшипника 11, крышек 12, 13, элементов уплотнения 14 и элементов 15 крепления крышек 12 и 13. The hydraulic pulsator 4 consists of a rotor 9, a stator 10, a bearing 11, covers 12, 13, seal elements 14 and fastening elements 15 of the covers 12 and 13.

Ротор 9 представляет собой ступенчатый цилиндр, на концах которого выполнены посадочные поверхности для подшипников 11. В средней части ротора выполнен рабочий венец 16 со сдвоенными лопатками. С каждой стороны венца 16 выполнены кольцевые канавки 17, параллельно которым через разделительные пояса 18 выполнены по два диаметрально расположенных дугообразных паза 20, 21, разделенных между собой перемычками 19. Один паз 20 - нагнетательный, другой паз 21 - сливной. Нагнетательные пазы 20 соединены с кольцевыми канавками 17 через каналы 22. Сливной паз 21 через радиальное отверстие 23 соединен со сливным каналом 24. Дугообразные пазы 20, 21 и отверстия 25 в статоре образуют распределительные секции. The rotor 9 is a stepped cylinder, at the ends of which are made seating surfaces for the bearings 11. In the middle part of the rotor, a working crown 16 with twin blades is made. On each side of the crown 16, annular grooves 17 are made, parallel to which, through the dividing belts 18, two diametrically arranged arcuate grooves 20, 21 are made, separated by jumpers 19. One groove 20 is a discharge, the other groove 21 is a drain. The injection grooves 20 are connected to the annular grooves 17 through the channels 22. The drain groove 21 through the radial hole 23 is connected to the drain channel 24. The arcuate grooves 20, 21 and the openings 25 in the stator form distribution sections.

Статор 10 представляет собой полый цилиндр, на концах которого выполнены посадочные поверхности для подшипников 11 и крышек 12, 13. The stator 10 is a hollow cylinder, at the ends of which are made seating surfaces for bearings 11 and covers 12, 13.

В средней части статора выполнено сквозное отверстие 26, поверхность которого проходит по касательной линии к внутренней поверхности статора. С каждой стороны отверстия 26, в плоскости, проходящей через ось симметрии дугообразных пазов 20 и 21, выполнены по три сквозных отверстия 25, расположенные через 120^o по окружности. Нагнетательный и сливной пазы 20, 21 и отверстия 25 одной секции развернуты на 180^o относительно нагнетательного и сливного пазов 20, 21 и отверстия 25 другой секции.A through hole 26 is made in the middle part of the stator, the surface of which passes along a tangent line to the inner surface of the stator. On each side of the hole 26, in the plane passing through the axis of symmetry of the arcuate grooves 20 and 21, there are three through holes 25 located at 120 ^o around the circumference. The discharge and drain grooves 20, 21 and the holes 25 of one section are rotated 180 ^o relative to the discharge and drain grooves 20, 21 and the holes 25 of the other section.

Перекачивающий блок 5 состоит из двух корпусов 27, проставки 28, двух мембран 29, клапанов 30 и 31. Мембраны 29 расположены между корпусом 27 и проставкой 28 так, что образуют герметично разделенные между собой камеры, с одной стороны мембран 29 две гидроприводные камеры 32, с другой стороны мембран - одну общую камеру 33 перекачиваемой среды. Каждый корпус 27 имеет отверстие 34 для подвода и отвода рабочей среды. The pumping unit 5 consists of two housings 27, spacers 28, two membranes 29, valves 30 and 31. The membranes 29 are located between the housing 27 and the spacer 28 so that they form hermetically separated chambers, on the one side of the membranes 29 two hydraulic drive chambers 32, on the other side of the membranes, one common chamber 33 of the pumped medium. Each housing 27 has an opening 34 for supplying and discharging a working medium.

Проставка 28 содержит обратный клапан 30, соединенный с линией всасывания перекачиваемой среды, и обратный клапан 31, соединенный с линией нагнетания перекачиваемой среды. The spacer 28 includes a check valve 30 connected to the suction line of the pumped medium, and a check valve 31 connected to the discharge line of the pumped medium.

Насосный агрегат по варианту 2 работает следующим образом. Рабочая среда, например масло, из гидробака 7 по гидролинии поступает в насос 1. Насос 1 создает непрерывный поток рабочей среды высокого давления, который проходит через фильтр 2 и по нагнетательной линии 3 поступает во входное отверстие 26 гидропульсатора 4. В гидропульсаторе 4 непрерывный поток преобразуется в пульсирующий и распределяется в перекачивающие блоки 5 по гидролиниям 8. The pump unit according to option 2 works as follows. A working medium, for example oil, from a hydraulic tank 7 enters a pump 1 via a hydraulic line. Pump 1 creates a continuous flow of a high-pressure working medium, which passes through a filter 2 and through a discharge line 3 enters an inlet 26 of a hydraulic pulsator 4. In a hydraulic pulsator 4, a continuous stream in pulsating and distributed in the pumping units 5 along the hydraulic lines 8.

Принцип работы гидропульсатора 4 заключается в следующем. The principle of operation of the hydro pulsator 4 is as follows.

Рабочая среда под давлением через отверстие 26 поступает в гидромотор, рабочий венец которого выполнен в виде сдвоенных лопаток. Поток рабочей среды воздействует на лопатки и приводит с помощью их во вращение ротор 9. Профиль лопаток выполнен таким образом, что разделяет поток рабочей среды на две части. Каждая часть потока направляется в свою кольцевую канавку 17, из которой через продольный канал 22 поступает в нагнетательный паз 20 распределительной секции. Паз 20 с двух сторон отделен от паза 21 продольными перемычками 19, с третьей стороны ограничен цилиндрической поверхностью статора 10, поэтому в нем поддерживается высокое давление рабочей среды. Паз 21 через радиальное отверстие 23 постоянно соединен через осевой канал 24 и отверстие 27 в крышке 12 со сливной гидролинией 6, поэтому в нем создается низкое давление рабочей среды. Длина дуги паза 20 выбрана такой, что при вращении ротора паз 20 последовательно сообщается только с одним из отверстий 25. Длина дуги паза 21 больше длины дуги паза 20 на величину длины двух дуг перемычек 19. Величина дуги перемычки 19 выбирается из условия, при котором пазы 20 и 21 при вращении ротора не сообщаются между собой через отверстие 25. При вращении ротора пазы 20 и 21 последовательно через отверстия 25 сообщаются с гидроприводными камерами 32, при этом когда сообщается паз 20, происходит нагнетание рабочей среды в камеру 32, а когда сообщается паз 21, происходит слив рабочей среды из камеры 32. С целью создания равномерной нагрузки на подшипники и для гидравлического уравновешивания нагрузок, на роторе 9 и в статоре 10 выполнены две распределительные секции, расположенные симметрично относительно оси рабочего венца 16 и развернутые друг относительно друга вокруг оси на 180^o. В варианте 2 к гидропульсатору 4 присоединены шесть гидроприводных камер 32 трех перекачивающих блоков 5 таким образом, что циклы нагнетания и слива в гидроприводных камерах 32 каждого перекачивающего блока 5 синхронизированы.The working medium under pressure through the hole 26 enters the hydraulic motor, the working crown of which is made in the form of twin blades. The flow of the working medium acts on the blades and causes the rotor 9 to rotate them. The profile of the blades is designed so that it divides the flow of the working medium into two parts. Each part of the flow is directed into its annular groove 17, from which through the longitudinal channel 22 enters the discharge groove 20 of the distribution section. The groove 20 on two sides is separated from the groove 21 by longitudinal jumpers 19, on the third side is limited by the cylindrical surface of the stator 10, therefore, it maintains a high pressure of the working medium. The groove 21 through the radial hole 23 is constantly connected through the axial channel 24 and the hole 27 in the cover 12 with a drain hydraulic line 6, therefore, a low pressure of the working medium is created in it. The length of the arc of the groove 20 is chosen such that when the rotor rotates, the groove 20 sequentially communicates with only one of the holes 25. The length of the arc of the groove 21 is longer than the length of the arc of the groove 20 by the length of the two arcs of the jumpers 19. The size of the arc of the jumper 19 is selected from the condition that the grooves 20 and 21, when the rotor rotates, they do not communicate with each other through the hole 25. When the rotor rotates, the grooves 20 and 21 successively communicate with the hydraulic chambers 32 through the holes 25, and when the groove 20 is communicated, the working medium is injected into the chamber 32, and when 21, the working medium is drained from the chamber 32. In order to create a uniform load on the bearings and to balance the loads hydraulically, two distribution sections are made on the rotor 9 and in the stator 10, located symmetrically with respect to the axis of the working crown 16 and rotated relative to each other around the axis on 180 ^o . In option 2, six hydraulic drive chambers 32 of three pumping units 5 are connected to the hydraulic pulsator 4 in such a way that the discharge and discharge cycles in the hydraulic drive chambers 32 of each pumping unit 5 are synchronized.

Работа перекачивающих блоков 5 состоит в последовательно повторяющихся циклах заполнения каждой объединенной нагнетательной камеры 32 перекачиваемой средой и вытеснения ее в выходной коллектор под воздействием рабочей среды через мембраны 29. Регулирование производительности аналогично варианту 1. The operation of the pumping units 5 consists in successively repeated cycles of filling each combined discharge chamber 32 with a pumped medium and forcing it into the output manifold under the influence of the working medium through the membranes 29. The performance control is similar to option 1.

Предложенная конструкция гидропульсатора и перекачивающего блока с двумя гидроприводными камерами 32 и общей камерой 33 перекачиваемой среды позволяет разгрузить нагрузку на ротор и подшипники, повысить надежность работы и уменьшить количество обратных клапанов 30 и 31 в два раза, а также повысить надежность работы мембраны 29 за счет уменьшения частоты их колебания при сохранении заданного расхода перекачиваемой среды. The proposed design of a hydraulic pulsator and a pumping unit with two hydraulic chambers 32 and a common chamber 33 of the pumped medium allows to unload the load on the rotor and bearings, increase the reliability and reduce the number of check valves 30 and 31 by half, and also increase the reliability of the membrane 29 by reducing their oscillation frequency while maintaining a given flow rate of the pumped medium.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 798354, кл. F 04 B 43/06, 1981.Sources of information
1. USSR author's certificate N 798354, cl. F 04 B 43/06, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР N 584092, кл. F 04 B 43/06, 1988. 2. USSR author's certificate N 584092, cl. F 04 B 43/06, 1988.

Claims

1. A hydraulic drive unit comprising a pump for supplying a working medium, a pumping unit with a discharge and a hydraulic drive chambers separated by a membrane, in which the discharge chamber is connected through a suction valve to the inlet manifold of the pumped medium and through the discharge valve to the outlet manifold of the pumped medium, and the hydraulic drive the chamber is connected to the outlet of the hydraulic fluid of the working medium, the entrance to which is connected to the outlet of the pump for supplying the working medium, characterized in that in the pump unit atm additionally introduced hydromotor gidropulsator configured as a rotor mounted within the stator for rotation, integrally with the rotor configured working crown hydraulic motor, in the stator formed three symmetrical arranged at 120 ^o C by openings circumferentially connected to the hydraulically chambers three pumping units , two diametrically arranged arcuate grooves are made in the rotor, separated by jumpers made with the possibility of alternating connection through openings in the stator with a hydraulic actuator three pumping units during rotation of the rotor, with one arcuate groove through the longitudinal channel along the generatrix of the rotor, the annular groove of the rotor is connected to the outlet of the hydraulic motor, and the second arcuate groove through the radial and axial channels in the rotor is connected to the inlet to the working medium supply pump, the output of which connected to the inlet to the hydraulic motor of rotation of the rotor of the pulsator.

2. A hydraulic pump unit comprising a pump for supplying a working medium, a pumping unit with a discharge and a hydraulic drive chambers separated by a membrane, in which the discharge chamber is connected through a suction valve to the inlet manifold of the pumped medium and through the discharge valve to the outlet manifold of the pumped medium, and the hydraulic drive the chamber is connected to the outlet of the hydraulic fluid of the working medium, the entrance to which is connected to the output of the pump for supplying a working medium, characterized in that in the pump the regatta is additionally introduced with a hydraulic motor, the hydraulic pulsator is made in the form of a rotor installed in the stator for rotation, the working crown of the hydraulic motor is made in one piece with the rotor in the form of twin blades and two annular grooves on both sides of the crown with the possibility of dividing the input flow of the working medium into two blades parts and directions of each part in its annular groove, parallel to the annular grooves of the rotor are two sections of the distribution of the working medium, containing two diametrically arranged arcuate grooves, separated by jumpers, three symmetrical, located at 120 ^o C around the circumference of the holes in the stator, made with the possibility of alternately connecting the corresponding three holes of the stator with each pair of arcuate grooves of the rotor when the latter rotates with the hydraulic drive chambers of the pumping units, and the arc-shaped discharge the groove of each section is connected to the corresponding annular groove, and the arcuate drain groove of each section through the radial channels, the axial channel of the rotor and the hole in the cover e of the stator are connected to the inlet of the working medium supply pump, the outlet of which is connected to the inlet of the rotor of the hydraulic pulsator, the distribution sections of the working medium are located so that the discharge groove and the holes in the stator of one section are turned 180 ^° C relative to the discharge groove and the holes in the stator of the other section, and the opposite holes of the stator sections are connected in pairs with the corresponding hydraulic chambers of the pumping units, in addition, the pumping units are made of two separate hydraulic drives water chambers separated by membranes from a single discharge chamber, and the hydraulic drive chambers of each pumping unit are connected in pairs with the corresponding openings of the working medium distribution sections.