RU2156383C1

RU2156383C1 - Pneumatic hydraulic pump-booster

Info

Publication number: RU2156383C1
Application number: RU99101994/06A
Authority: RU
Inventors: С.В. Козлов; Ю.М. Осокин; Е.В. Свиридова
Original assignee: Комбинат "Электрохимприбор"
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-09-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: pump-booster is used as supply source during hydraulic tests of vessels and apparatus. Hydraulically-controlled pneumatic throttle is introduced into line of pressure supply to pneumatic cylinder. Control line serves as pressure feedback in delivery line. Plungers of hydraulic cylinders are secured on pneumatic cylinder body. Hydraulic cylinders are made in recesses of pneumatic cylinder rods. Pushers of control air distributors interact with pneumatic cylinder rods. Constant efficiency of pump-booster is provided at delivery pressure variation. EFFECT: reduced dynamic loads. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидравлическим насосам-мультипликаторам с пневмоприводом, и может быть использовано в качестве мобильного источника гидропитания, в частности для гидроиспытания сосудов и аппаратов. The invention relates to mechanical engineering, in particular to hydraulic pumps-multipliers with a pneumatic drive, and can be used as a mobile source of hydropower, in particular for hydrotesting of vessels and apparatuses.

Известны пневмогидравлические мультипликаторы, содержащие гидроцилиндры высокого давления с плунжерами, жестко связанными с размещенным между ними поршнем привода возвратно-поступательного движения, камеры которого переключаются двухпозиционным распределителем, управляемым пневмопереключателями, взаимодействующими толкателями с торцами поршня привода (см. авт.св. СССР N 1184977, N 1546728, кл. F 15 B 3/00). Known pneumatic-hydraulic multipliers containing high-pressure cylinders with plungers rigidly connected to the reciprocating drive piston located between them, the chambers of which are switched by a two-position distributor controlled by pneumatic switches, interacting pushers with the ends of the drive piston (see ed. St. USSR N 1184977, N 1546728, CL F 15 B 3/00).

Указанные устройства не обеспечивают поддержания постоянной производительности при изменении давления нагнетания, а также требуют дополнительных уплотняющих устройств для толкателей пневмопереключателей, что снижает технологические возможности и усложняет конструкцию. These devices do not provide maintenance of constant performance when changing the discharge pressure, and also require additional sealing devices for pushers of pneumatic switches, which reduces technological capabilities and complicates the design.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневмогидравлический насос-мультипликатор (см. авт. св. СССР N 1370328, кл. F 15 B 3/00, 1986). The closest in technical essence to the proposed one is a pneumatic-hydraulic multiplier pump (see ed. St. USSR N 1370328, class F 15 B 3/00, 1986).

Насос-мультипликатор содержит приводной пневмоцилиндр двойного действия с поршнем, по торцам которого закреплены плунжеры, размещенные в соответствующих гидроцилиндрах, сообщенных с гидробаком и с линией нагнетания через обратные клапаны, реверсирующий пневмораспределитель с сервоуправлением, управляющие плоскости которого через вспомогательные распределители с подпружиненными рабочими органами, снабженными толкателями, соединены с источником давления и атмосферой, и пусковой распределитель, при этом одни входы вспомогательных распределителей непосредственно сообщены с источником давления, а другие - с входом пускового распределителя. The multiplier pump contains a double-acting drive pneumatic cylinder with a piston, at the ends of which there are fixed plungers placed in the corresponding hydraulic cylinders in communication with the hydraulic tank and with the discharge line through the non-return valves, a reversing pneumatic valve with servo control, whose control planes are through auxiliary valves with spring-loaded working bodies, equipped with pushers, connected to a pressure source and atmosphere, and a starting distributor, while one of the auxiliary inputs aspredeliteley directly communicated with the pressure source, and the other - with the input of the trigger valve.

Данное устройство характеризуется сложностью схемы за счет дополнительных соединений вспомогательных распределителей с пусковым. Частота срабатывания пневмопривода не регулируется, что при малых давлениях в линии нагнетания может привести к появлению значительных динамических нагрузок. Кроме того, устройство недостаточно компактно за счет расположения гидроцилиндров вне корпуса пневмоцилиндра и требует дополнительных уплотнений для толкателей вспомогательных пневмораспределителей, что снижает его надежность и повышает металлоемкость. This device is characterized by the complexity of the circuit due to the additional connections of auxiliary valves with the starting. The frequency of operation of the pneumatic actuator is not regulated, which at low pressures in the discharge line can lead to the appearance of significant dynamic loads. In addition, the device is not compact enough due to the location of the hydraulic cylinders outside the housing of the pneumatic cylinder and requires additional seals for the pushers of auxiliary pneumatic valves, which reduces its reliability and increases metal consumption.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и расширение технологических возможностей устройства, а именно обеспечение постоянной производительности насоса независимо от давления в магистрали нагнетания либо обеспечение требуемого закона изменения производительности. The aim of the present invention is to remedy these disadvantages and expand the technological capabilities of the device, namely, to ensure constant pump performance regardless of the pressure in the discharge line or to provide the required law of change in performance.

Указанная цель достигается тем, что в линию подвода давления к реверсирующему пневморасределителю введен пневмодроссель с гидроуправлением, полость управления которого сообщена с линией нагнетания, плунжеры гидроцилиндров закреплены на корпусе насоса-мультипликатора, а гидроцилиндры выполнены в виде глухих расточек в штоках пневмоцилиндра, при этом толкатели вспомогательных распределителей взаимодействуют с этими штоками. This goal is achieved by the fact that a pneumatic throttle with a hydraulic control is introduced into the pressure supply line to the reversing pneumatic distributor, the control cavity of which is connected to the discharge line, the hydraulic cylinder plungers are mounted on the multiplier pump housing, and the hydraulic cylinders are made in the form of blind bores in the pneumatic cylinder rods, with auxiliary pushers directional valves interact with these rods.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого насоса-мультипликатора. The drawing shows a schematic diagram of the proposed pump multiplier.

Насос содержит приводной пневмоцилиндр 1 двойного действия с поршнем 2, по торцам которого размещены гидроцилиндры 3 с плунжерами 4, сообщенные каналами в них с линией 5 всасывания через обратные клапаны 6 и через обратные клапаны 7 с линией 8 нагнетания, механизм 9 реверсирования, сообщенный с гидроуправляемым пневмодросселем 10 и пусковым распределителем 11. The pump contains a double-acting pneumatic actuator cylinder 1 with a piston 2, at the ends of which hydraulic cylinders 3 with plungers 4 are located, communicated by channels in them with a suction line 5 through check valves 6 and through check valves 7 with a discharge line 8, the reversing mechanism 9 in communication with the hydraulic pneumatic throttle 10 and starting distributor 11.

Механизм 9 реверсирования включает реверсирующий распределитель 12, сообщенный с полостями пневмоцилиндра 1. Управляющие полости 13 и 14 пневмораспределителя 12 через вспомогательные распределители 15 и 16 с подпружиненными рабочими органами, снабженными толкателями, сообщены с атмосферой, а через пусковой распределитель 11 с источником 17 давления. Управляющая полость 18 пневмораспределителя 10 сообщена с линией нагнетания 8 и потребителем 19. The reversing mechanism 9 includes a reversing valve 12 in communication with the cavities of the pneumatic cylinder 1. The control cavities 13 and 14 of the pneumatic valve 12 are connected to the atmosphere through the auxiliary valves 15 and 16 with spring-loaded working bodies equipped with push rods, and through the starting valve 11 with a pressure source 17. The control cavity 18 of the valve 10 is in communication with the discharge line 8 and the consumer 19.

Пневмогидравлический насос-мультипликатор работает следующим образом. Pneumatic-hydraulic multiplier pump operates as follows.

В исходном положении, показанном на чертеже, сжатый воздух при нажатии пускового распределителя 11 через управляемый пневмодроссель 10, реверсируемый распределитель 12 поступает в правую полость пневмоцилиндра 1, а также непосредственно от пускового распределителя 11 на входы вспомогательных распределителей 15 и 16, которые перекрыты. Управляющие полости 13, 14 распределителя 12 через вспомогательные распределители 15, 16 соединены с атмосферой. Поршень 2 перемещается влево, при этом рабочая жидкость из линии 5 всасывания через обратный клапан 6 поступает через правый неподвижный шток 4 в правый гидроцилиндр 3. Жидкость из левого гидроцилиндра 3 вытесняется через левый неподвижный шток 4, через обратный клапан 7 в линию нагнетания 8 к потребителю 19. In the initial position shown in the drawing, compressed air when pressing the starting distributor 11 through the controlled pneumatic throttle 10, the reversible distributor 12 enters the right cavity of the pneumatic cylinder 1, and also directly from the starting distributor 11 to the inputs of the auxiliary distributors 15 and 16, which are closed. The control cavity 13, 14 of the distributor 12 through the auxiliary valves 15, 16 are connected to the atmosphere. The piston 2 moves to the left, while the working fluid from the suction line 5 through the check valve 6 enters through the right stationary rod 4 into the right hydraulic cylinder 3. The fluid from the left hydraulic cylinder 3 is forced out through the left fixed rod 4, through the check valve 7 to the discharge line 8 to the consumer 19.

Движение влево происходит до взаимодействия левого штока пневмоцилиндра 1 с толкателем распределителя 15, который, переключившись, сообщает управляющую полость 13 распределителя 12 с источником давления 17. Распределитель 12 переключается и сообщает левую полость пневмоцилиндра 1 источником давления, а правую - с атмосферой. Поршень 2 движется вправо, при этом жидкость из линии 5 всасывания через левый обратный клапан 6 поступает в левый гидроцилиндр 3 через левый шток 4. Из правого гидроцилиндра 3 через правый шток 4 жидкость вытесняется в линию 8 нагнетания через правый обратный клапан 7 к потребителю 19. The movement to the left occurs before the interaction of the left rod of the pneumatic cylinder 1 with the distributor pusher 15, which, having switched, communicates the control cavity 13 of the distributor 12 with the pressure source 17. The distributor 12 switches and communicates the left cavity of the pneumatic cylinder 1 with the pressure source, and the right one with the atmosphere. The piston 2 moves to the right, while the liquid from the suction line 5 through the left check valve 6 enters the left hydraulic cylinder 3 through the left rod 4. From the right hydraulic cylinder 3 through the right rod 4, the liquid is forced into the discharge line 8 through the right check valve 7 to the consumer 19.

Движение поршня 2 вправо происходит до взаимодействия его штока с правым толкателем вспомогательного распределителя 16, соединения управляющей полости 14 распределителя 12 с источником давления 17. Распределитель 12 переключается, после чего цикл работы повторяется. Давление жидкости в линии нагнетания 8 и, соответственно, в управляющей полости 18 пневмодросселя 10 возрастает, что приводит к увеличению пропускной способности и, соответственно, компенсации снижения скорости пневмоцилиндра 1, вызванного повышением давления нагнетания. При низком давлении в линии 8 нагнетания, а соответственно и в управляющей полости 18 пневмодросселя 10, его подпружиненный рабочий орган уменьшает расход воздуха к пневмоцилиндру 1, тем самым поддерживая постоянную частоту циклов срабатывания насоса и его производительность. The movement of the piston 2 to the right occurs before the interaction of its rod with the right pusher of the auxiliary valve 16, the connection of the control cavity 14 of the valve 12 with the pressure source 17. The valve 12 is switched, after which the operation cycle is repeated. The fluid pressure in the discharge line 8 and, accordingly, in the control cavity 18 of the pneumatic throttle 10 increases, which leads to an increase in throughput and, accordingly, compensation for the decrease in the speed of the pneumatic cylinder 1 caused by the increase in the discharge pressure. At low pressure in the discharge line 8, and, accordingly, in the control cavity 18 of the pneumatic throttle 10, its spring-loaded working body reduces the air flow to the pneumatic cylinder 1, thereby maintaining a constant frequency of the pump cycles and its performance.

Работа насоса-мультипликатора осуществляется до отключения пускового распределителя 11. The operation of the multiplier pump is carried out before shutting off the starting distributor 11.

Наличие в схеме пневмодросселя с гидроуправлением, полость управления которого соединена с линией нагнетания потребителя, поддерживает постоянной производительность насоса-мультипликатора независимо от давления нагнетания, что уменьшает динамические нагрузки на подвижные элементы устройства при малых давлениях в линии нагнетания. За счет профилирования запорного элемента пневмодросселя можно обеспечить не только поддержание постоянства частоты двойных ходов и производительности насоса, но и требуемый закон их изменения в зависимости от требований технологии. Этим обеспечивается расширение технологических возможностей заявляемого пневмогидравлического насоса. Размещение гидроцилиндров в штоках пневмоцилиндра, взаимодействующих с толкателями вспомогательных распределителей, закрепленных на корпусе мультипликатора, позволяет повысить компактность конструкции и ее надежность за счет исключения уплотнительных узлов толкателей. The presence in the circuit of a pneumatic throttle with hydraulic control, the control cavity of which is connected to the consumer’s discharge line, maintains constant productivity of the multiplier pump regardless of the discharge pressure, which reduces the dynamic loads on the moving elements of the device at low pressures in the discharge line. Due to the profiling of the locking element of the pneumatic throttle, it is possible to ensure not only the constancy of the frequency of double strokes and the performance of the pump, but also the required law of their change depending on the requirements of the technology. This ensures the expansion of the technological capabilities of the inventive pneumohydraulic pump. Placing the hydraulic cylinders in the rods of the pneumatic cylinder interacting with the pushers of auxiliary valves mounted on the multiplier housing allows to increase the compactness of the structure and its reliability by eliminating the sealing nodes of the pushers.

Claims

A pneumatic-hydraulic multiplier pump containing a double-acting pneumatic cylinder, at the ends of which there are plunger-type hydraulic cylinders in communication with suction and discharge lines through non-return valves, a pneumatic directional control valve with servo control, whose control cavities are connected through auxiliary valves with spring-loaded working bodies equipped with pushers with pressure and atmosphere, and the starting distributor, characterized in that the plungers of the hydraulic cylinders are mounted on orpuse pump-multiplier, and the cylinders are formed as bores in the rods of the pneumatic cylinder, wherein distributors auxiliary pushers interacting with rods of the pneumatic cylinder, and a pressure supply line to the reversing valves inserted Unidirectional hydraulic control, which control chamber communicates with the discharge line.