RU2195578C2

RU2195578C2 - Liquid handling proportioning plunger pump with slide gate

Info

Publication number: RU2195578C2
Application number: RU2000120656A
Authority: RU
Inventors: В.И. Агапов
Original assignee: Агапов Валерий Ибрагимович
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: handling of high viscosity liquids with considerable solid inclusions. SUBSTANCE: pump has drive and hydraulic parts. plunger of pump is connected with cylindrical gate which has different diameter bases. Larger base adjoins plane of pump head square to plunger axis, being provided with channels located symmetrically relative to axis. Channels are connected with liquid suction and delivery lines. Delivery line has channel one end of which is constantly connected with pump chamber, and other end is connected with suction line channel at beginning of suction stroke, and with delivery line channel at end of suction stroke after turning of plunger with gate around axis. Seal is installed in cylinder to form ring-shaped chamber between pump head, cylinder and gate. Ring-shaped chamber is connected by open channel with delivery line. EFFECT: increased wear resistance of plunger pair. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе в машиностроении, нефтехимической, нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности, на энергетических объектах, в коммунальном хозяйстве для перекачивания жидких продуктов высокой вязкости и со значительными механическими включениями. The invention relates to the field of engineering and can be used in various industries, including engineering, petrochemical, oil and processing industries, at power facilities, in public utilities for pumping liquid products of high viscosity and with significant mechanical impurities.

Известен дозировочный плунжерный насос для перекачивания жидкостей, содержащий привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения ползуна и связанного с ним плунжера, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости (SU 1548506 А1, 07.03.1990). A metering plunger pump for pumping liquids is known, comprising a drive with a reciprocating and rotational movement of the slide and the associated plunger, a hydraulic part consisting of a cylinder, plunger, set of plunger seals, channels of the suction line and the discharge line of the pumped liquid (SU 1548506 A1 03.03.1990).

Основное достоинство насоса-прототипа то, что он может перекачивать вязкие продукты. При этом чем выше вязкость перекачиваемого продукта, тем меньшие требования предъявляются к точности изготовления пары плунжер-гильза. The main advantage of the prototype pump is that it can handle viscous products. Moreover, the higher the viscosity of the pumped product, the less requirements are imposed on the accuracy of manufacturing a pair of plunger sleeves.

Однако при его использовании для перекачивания сильно загрязненных продуктов с абразивными включениями быстро изнашиваются детали трущейся пары плунжер-гильза. However, when it is used to pump heavily contaminated products with abrasive inclusions, the details of the rubbing pair of the plunger sleeve quickly wear out.

Технической задачей данного изобретения является повышение износостойкости плунжерной пары. An object of the invention is to increase the wear resistance of a plunger pair.

Эта задача достигается тем, что в дозировочном плунжерном насосе для перекачивания жидкостей, содержащем привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения ползуна и связанного с ним плунжера, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости, плунжер насоса соединен, с возможностью относительного перемещения вдоль общей оси и совместного вращения, с шибером цилиндрической формы, имеющим основания различного диаметра, большее из которых своей плоскостью примыкает к плоскости головки насоса, перпендикулярной оси плунжера, имеющей каналы, расположенные симметрично относительно оси, соединенные с линиями всасывания и нагнетания жидкости, имеющим канал, один конец которого постоянно соединен с камерой насоса, а второй в начале такта всасывания соединяется с каналом линии всасывания, а в конце такта всасывания, после поворота плунжера с шибером вокруг оси, с каналом линии нагнетания, имеющим уплотнение меньшего диаметра, размещенное в цилиндре с образованием кольцеобразной камеры между головкой насоса, цилиндром и шибером, соединенной открытым каналом с линией нагнетания. This task is achieved in that in a metering plunger pump for pumping liquids containing a drive with a device for reciprocating and rotational movement of the slide and the associated plunger, a hydraulic part consisting of a cylinder, plunger, a set of seal plungers, channels of the suction line and the discharge line the pumped liquid, the pump plunger is connected, with the possibility of relative movement along the common axis and joint rotation, with a cylindrical gate having bases of various diameter, the larger of which is adjacent to the plane of the pump head, perpendicular to the axis of the plunger, having channels symmetrically relative to the axis, connected to liquid suction and discharge lines having a channel, one end of which is constantly connected to the pump chamber, and the other at the beginning of the cycle the suction is connected to the channel of the suction line, and at the end of the suction stroke, after turning the plunger with a gate around the axis, with the channel of the discharge line having a seal of a smaller diameter, placed in the cylinder with the formation of an annular chamber between the pump head, cylinder and gate, connected by an open channel to the discharge line.

На фиг.1 представлен общий вид насоса,
на фиг.2 - сечение А-А фиг.1;
на фиг.3 - головка насоса и шибер с уплотнениями в положении всасывания жидкости;
на фиг.4 - то же в положении нагнетания жидкости;
на фиг.5 - привод насоса.Figure 1 presents a General view of the pump,
figure 2 is a section aa of figure 1;
figure 3 - pump head and gate with seals in the position of liquid suction;
figure 4 is the same in the position of the discharge fluid;
figure 5 - pump drive.

Насос состоит из известного по патенту RU 2087780 С1 привода (см. фиг. 5), сообщающего плунжеру возвратно-поступательное и вращательное движения, и гидравлической части (фиг.1). The pump consists of a drive known for the patent RU 2087780 C1 (see FIG. 5), which tells the plunger to reciprocate and rotate, and the hydraulic part (FIG. 1).

Входной вал привода получает вращение от электродвигателя и при помощи вала-шестерни, колеса, кривошипно-ползунного механизма, снабженного неполнозубым колесом, зубья которого расположены симметрично таким образом, что входят в зацепление с зубьями на ползунной головке шатуна при прохождении ползуном мертвых точек, поворачивая его и соединенный с ним плунжер дозировочного насоса вокруг собственной оси на заданный угол. The input drive shaft receives rotation from the electric motor and with the help of a pinion shaft, a wheel, a crank-slide mechanism equipped with a non-toothed wheel, the teeth of which are arranged symmetrically so that they mesh with the teeth on the slide head of the connecting rod when the slider passes dead points, turning it and a metering pump plunger connected to it about its own axis at a predetermined angle.

Насос состоит из цилиндра 1, головки 2 насоса, плунжера 3, комплекта уплотнений плунжера 4, нажимного стакана 5, шибера 6 цилиндрической формы с основаниями различного диаметра, уплотнений шибера 7, устройства промывки уплотнений плунжера 8, канала 9 линии всасывания и канала 10 линии нагнетания перекачиваемой жидкости. The pump consists of a cylinder 1, a pump head 2, a plunger 3, a set of plunger seals 4, a pressure cup 5, a slide 6 of a cylindrical shape with bases of various diameters, slide seals 7, a flushing device for the seal of the plunger 8, channel 9 of the suction line and channel 10 of the discharge line pumped liquid.

Большее основание шибера 7 своей плоскостью примыкает к плоскости головки 2 насоса, перпендикулярной оси плунжера, имеющей каналы, расположенные симметрично относительно оси, соединенные с линиями всасывания и нагнетания жидкости, имеющего открытый канал 14, один конец которого постоянно соединен с камерой 12 насоса, а второй в начале такта всасывания соединяется с каналом 9 линии всасывания. The larger base of the gate 7 with its plane adjoins the plane of the head of the pump 2, perpendicular to the axis of the plunger, having channels located symmetrically with respect to the axis, connected to the suction and discharge lines of a fluid having an open channel 14, one end of which is constantly connected to the pump chamber 12, and the second at the beginning of the suction stroke is connected to the channel 9 of the suction line.

Насос работает следующим образом:
а) при движении плунжера влево (фиг.1), на такте всасывания, шибер 6 находится в положении, изображенном на фиг.3. При этом в камере 12 насоса создается разрежение и она заполняется перекачиваемой жидкостью по каналам 9, 14. Шибер своей плоскостью прижат к плоскости головки 2 силой (F₁), равной разности сил (F₂-F₃), действующих на него со стороны кольцеобразной камеры 13 и канала 10 линии нагнетания.The pump operates as follows:
a) when the plunger moves to the left (Fig. 1), at the suction stroke, the gate 6 is in the position shown in Fig. 3. In this case, a vacuum is created in the chamber 12 of the pump and it is filled with the pumped liquid through the channels 9, 14. The gate is pressed with its plane to the plane of the head 2 by a force (F ₁ ) equal to the difference of forces (F ₂ -F ₃ ) acting on it from the ring-shaped side chamber 13 and channel 10 of the discharge line.

F₁=(F₂-F₃),
где F₂=πР_наг(d₂d₂-d₁d₁)/4;
F₃=πР_нагd₃d₃/4;
Р_наг - давление перекачиваемой жидкости в линии нагнетания.F ₁ = (F ₂ -F ₃ ),
where F ₂ = πR _naked (d ₂ d ₁ d ₂ -d ₁₎ / 4;
F ₃ = πR _naked d ₃ d _3/4;
R _Nag - pressure of the pumped fluid in the discharge line.

Сила F₁ присутствует при работе насоса всегда в связи с тем, что канал 10 линии нагнетания через канал 11 связан с кольцеобразной камерой 13, в которой располагаются уплотнения 7 шибера 6.The force F ₁ is always present during the operation of the pump due to the fact that the channel 10 of the discharge line through the channel 11 is connected to the annular chamber 13, in which the seals 7 of the gate 6 are located.

В конце такта всасывания привод насоса поворачивает плунжер 3 и связанный с ним шибер 6 на заданный угол до совмещения открытого канала 14 шибера с каналом 10 линии нагнетания (фиг.4). At the end of the suction stroke, the pump drive rotates the plunger 3 and the associated gate 6 by a predetermined angle until the open channel 14 of the gate coincides with the channel 10 of the discharge line (Fig. 4).

б) при движении плунжера вправо (фиг.1), на такте нагнетания, шибер 6 находится в положении, изображенном на фиг.4. При этом в камере 12 насоса создается давление нагнетания, и жидкость вытесняется из камеры 12 по каналу 14 в канал 10 линии нагнетания. В конце такта нагнетания привод насоса поворачивает плунжер 3 и связанный с ним шибер 6 на заданный угол до совмещения канала 14 шибера с каналом 9 линии всасывания (фиг.3). При этом канал нагнетания 10 запирается шибером 6. b) when the plunger moves to the right (Fig. 1), at the discharge stroke, the gate 6 is in the position shown in Fig. 4. In this case, a discharge pressure is created in the pump chamber 12, and the liquid is forced out of the chamber 12 through the channel 14 into the channel 10 of the discharge line. At the end of the delivery stroke, the pump drive rotates the plunger 3 and the associated gate 6 by a predetermined angle until the channel 14 of the gate coincides with the channel 9 of the suction line (Fig. 3). In this case, the discharge channel 10 is locked by a gate 6.

Усилие прижима шибера 6 к головке насоса 2 зависит от давления жидкости в линии нагнетания и от соотношения диаметров d₁, d₂ шибера и диаметра отверстия d₃ канала линии нагнетания и может задаваться при конструировании конкретного насоса в широких пределах (от 0 до max).The force of pressure of the gate 6 to the head of the pump 2 depends on the fluid pressure in the discharge line and on the ratio of the diameters d ₁ , d _{2 of the} gate and the diameter of the hole d _{3 of the} channel of the discharge line and can be set when designing a particular pump in a wide range (from 0 to max).

В предлагаемой конструкции насоса решена задача по использованию насоса для перекачивания сильно загрязненных продуктов с абразивными примесями, т. к. в случае износа притертых поверхностей шибера и головки насоса зазор между ними компенсируется автоматически. The proposed design of the pump solves the problem of using a pump for pumping heavily contaminated products with abrasive impurities, because if the grinding surfaces of the gate and the pump head wear out, the gap between them is automatically compensated.

Claims

A metering plunger dosing pump for pumping liquids, comprising a drive with a reciprocating and rotational movement of the slide and the associated plunger, a hydraulic part consisting of a cylinder, plunger, set of plunger seals, channels of the suction line and the discharge line of the pumped liquid, characterized in that the pump plunger is connected, with the possibility of relative movement along the common axis and joint rotation, with a cylindrical gate having bases of various diameters, The largest of which, with its plane, is adjacent to the plane of the pump head, perpendicular to the axis of the plunger, having channels located symmetrically with respect to the axis, connected to liquid suction and discharge lines, having a channel, one end of which is constantly connected to the pump chamber, and the second at the beginning of the suction stroke is connected with the suction line channel, and at the end of the suction stroke, after turning the plunger with the gate around the axis, with the discharge line channel having a seal of a smaller diameter, placed in the cylinder to form m an annular chamber between the pump head, the cylinder and the slide valve connected to an open channel with discharge line.