RU2213259C1 - Hydraulic-operated pumping plant - Google Patents
Hydraulic-operated pumping plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213259C1 RU2213259C1 RU2002120657/06A RU2002120657A RU2213259C1 RU 2213259 C1 RU2213259 C1 RU 2213259C1 RU 2002120657/06 A RU2002120657/06 A RU 2002120657/06A RU 2002120657 A RU2002120657 A RU 2002120657A RU 2213259 C1 RU2213259 C1 RU 2213259C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- mandrel
- seat
- hydraulic
- reciprocating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к конструкциям гидроприводных насосов с возвратно - поступательно движущимися рабочими органами. Оно предназначено для подъема воды из водоемов на большую высоту с использованием потенциальной энергии воды водоемов. The invention relates to the field of hydraulic engineering, in particular to the design of hydraulic pumps with reciprocating moving working bodies. It is intended for lifting water from reservoirs to a great height using the potential energy of water in reservoirs.
Известно устройство для подъема жидкости с использованием потенциальной энергии воды в плотине, содержащее подающую трубу с ударным клапаном, насос с упругой диафрагмой, водосборник, сообщающийся со всасывающим клапаном и воздушный колпак с нагнетательным клапаном (1). A device for lifting liquid using the potential energy of water in a dam, comprising a feed pipe with a shock valve, a pump with an elastic diaphragm, a water collector in communication with a suction valve and an air cap with a discharge valve (1).
К недостаткам данной конструкции относятся:
- низкий КПД из-за периодической деформации стенок труб и вследствие того, что значительная часть объема протекающей по подающей трубе воды переливается через края водосборника вниз;
- малая эксплуатационная надежность ввиду того, что система постоянно находится в состоянии вибрации из-за периодических гидравлических ударов, что приводит к разрушению системы.The disadvantages of this design include:
- low efficiency due to periodic deformation of the walls of the pipes and due to the fact that a significant part of the volume of water flowing through the supply pipe overflows over the edges of the catchment basin;
- low operational reliability due to the fact that the system is constantly in a state of vibration due to periodic hydraulic shocks, which leads to the destruction of the system.
Известно также устройство, преобразующее потенциальную энергию воды через гидравлические удары в механическую, содержащее два параллельных подающих трубопровода с обратными клапанами, ударный клапан, коленчатый вал с маховым колесом, цилиндры с поршнями и штоками, переливные трубопроводы (2). A device is also known that converts the potential energy of water through hydraulic shocks into mechanical, containing two parallel supply pipelines with check valves, a shock valve, a crankshaft with a flywheel, cylinders with pistons and rods, overflow pipelines (2).
Недостатки устройства:
- низкий КПД, вследствие деформации стенок труб, приводящей к рассеиванию энергии удара;
- низкая эксплуатационная надежность ввиду того, что система работает в режиме повышенной вибрации, выводящей ее из строя;
- сложность конструкции, обусловленная наличием сложного ударного клапана и большого количества поршневых пар и клапанов.The disadvantages of the device:
- low efficiency, due to the deformation of the walls of the pipes, leading to the dissipation of impact energy;
- low operational reliability due to the fact that the system operates in a mode of increased vibration, which makes it unusable;
- the complexity of the design, due to the presence of a complex shock valve and a large number of piston pairs and valves.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, преобразующее потенциальную энергию воды в плотине в механическую с использованием ее для привода исполнительной машины, содержащее гидродвигатели, каждый из которых включает корпус, поршневой узел, связанный с клапанным узлом, имеющим впускной и выпускной клапаны, соединенный гибкой связью через ролики с преобразователями возвратно-поступательного движения во вращательное (3). The closest in technical essence to the proposed one is a device that converts the potential energy of water in the dam into mechanical energy using it to drive an executive machine, containing hydraulic motors, each of which includes a housing, a piston assembly connected to a valve assembly having an intake and exhaust valve, connected flexible communication via rollers with converters of reciprocating motion into rotational (3).
Существенными недостатками устройства являются:
- неудовлетворительная эксплуатационная надежность из-за наличия большого количества трущихся узлов и деталей, использование реверсивного привода и приводов для клапанов и блока управления положением поршней;
- высокие эксплуатационные расходы, обусловленные необходимостью частого привлечения высококвалифицированных специалистов для наладки и ремонта устройства;
- высокая себестоимость узлов и деталей, обусловленная необходимостью изготовления их из высокопрочных и антикоррозионных материалов.Significant disadvantages of the device are:
- poor operational reliability due to the presence of a large number of rubbing units and parts, the use of a reversible actuator and actuators for valves and a control unit for the position of the pistons;
- high operating costs due to the need to frequently attract highly qualified specialists for setting up and repairing the device;
- the high cost of components and parts, due to the need to manufacture them from high strength and anti-corrosion materials.
Задачей изобретения является создание гидроприводной насосной установки, обладающей высокой эксплуатационной надежностью и относительно низкими затратами на изготовление и эксплуатацию. The objective of the invention is to provide a hydraulic pumping unit with high operational reliability and relatively low costs for manufacturing and operation.
Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим гидродвигатели, каждый из которых включает корпус, поршневой узел, связанный с клапанным узлом, имеющим впускной и выпускной клапаны, соединенным гибкой связью через ролики с преобразователями возвратно-поступательного движения во вращательное. This problem is solved by the proposed device containing hydraulic motors, each of which includes a housing, a piston assembly connected to a valve assembly having inlet and outlet valves, connected by a flexible coupling through the rollers to the reciprocating motion converters.
Новым является то, что поршневой узел гидродвигателя выполнен в виде поршня-оправки, имеющего продольные каналы и выступы, напоминающие в поперечном сечении профиль шестеренки, в которых расположена перекатывающаяся диафрагма, состоящая из набора эластичных тонкостенных оболочек, наложенных одна на другую, являющихся одна силовой, а другая - герметизирующей; один конец перекатывающейся диафрагмы закреплен к корпусу, а другой - к верхней части поршня-оправки; последний со стороны входа жидкости жестко соединен с тягой, на которой с возможностью продольного перемещения установлен подпружиненный с обеих сторон запорный орган впускного клапана, причем другим концом тяга соединена гибкой связью с траверсой преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное, а со стороны выхода жидкости поршень-оправка жестко соединен с корпусом седла и седлом выпускного клапана, запорный орган которого снабжен направляющими, одна из которых опирается на решетчатую крышку со стороны выхода жидкости и подпружинена с обеих сторон относительно крышки, а другая пропущена через решетку со стороны входа жидкости и подпружинена относительно решетки, установленной за седлом; тяга впускного клапана и направляющая со стороны выхода жидкости выпускного клапана снабжены упорами, место присоединения гибкого элемента к преобразователю последующего гидродвигателя относительно предыдущего в направлении движения цепи располагается на расстоянии, определяемом выражением L/n, где L - длина цепи; n- количество преобразователей, снабжена поршневыми насосами, каждый из которых выполнен из двух цилиндров разного диаметра, внутри которых установлен поршень-оправка и снабжен эластичной диафрагмой, один конец которой соединен с поршнем-оправкой, а другой - закреплен между цилиндрами, поршень-оправка соединен со штоком, который в свою очередь связан через гибкий элемент и ролик с траверсой преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное. What is new is that the piston assembly of the hydraulic motor is made in the form of a mandrel piston having longitudinal channels and protrusions resembling a gear profile in cross section, in which a rolling diaphragm is located, consisting of a set of elastic thin-walled shells superimposed on top of one another, which are one power and the other - sealing; one end of the rolling diaphragm is fixed to the housing, and the other to the upper part of the mandrel piston; the latter on the fluid inlet side is rigidly connected to the thrust, on which the inlet valve shut-off element spring-loaded on both sides is mounted with the possibility of longitudinal movement, the thrust end being connected by a flexible connection to the traverse of the reciprocating-to-rotational transducer, and on the fluid outlet side, the mandrel is rigidly connected to the body of the seat and the seat of the exhaust valve, the locking body of which is equipped with guides, one of which rests on the lattice cover on the outlet side bones and spring loaded on both sides relative to the cap, and the other passed through the lattice by the fluid inlet and the spring-loaded relative to the lattice mounted behind the seat; the inlet valve rod and the guide on the liquid outlet side of the exhaust valve are provided with stops, the connection point of the flexible element to the converter of the subsequent hydraulic motor relative to the previous one in the direction of the chain movement is located at a distance determined by the expression L / n, where L is the chain length; n is the number of converters, equipped with piston pumps, each of which is made of two cylinders of different diameters, inside of which a mandrel piston is installed and equipped with an elastic diaphragm, one end of which is connected to the mandrel piston, and the other is fixed between the cylinders, the mandrel piston is connected with a rod, which, in turn, is connected through a flexible element and a roller with a traverse of the reciprocating to rotary converter.
На фиг.1 представлена кинематическая схема преобразователей возвратно-поступательного движения во вращательное. Figure 1 presents the kinematic diagram of the transducers of the reciprocating motion into rotational.
На фиг.2 - схема расположения гидродвигателей. Figure 2 - arrangement of hydraulic motors.
На фиг. 3 - продольный разрез гидродвигателя, поршневого насоса и схема преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное, соединенного гибкими элементами с поршневыми насосами и гидродвигателями. In FIG. 3 is a longitudinal section through a hydraulic motor, a piston pump, and a reciprocating to rotary converter circuit connected by flexible elements to piston pumps and hydraulic motors.
На фиг.4 - разрез по А - А фиг.3. Figure 4 is a section along a - a figure 3.
На фиг.5 - схема соединения гибких элементов с траверсами. Figure 5 - connection diagram of flexible elements with traverses.
Гидроприводная насосная установка (фиг.3) состоит из гидродвигателей 1, преобразователей возвратно-поступательного движения во вращательное 2 и поршневого насоса 3. Hydraulic pumping unit (figure 3) consists of
Гидродвигатель 1 состоит (фиг 3) из цилиндрических корпусов 4 и 5, соединенных между собой муфтой 6, внутри которых установлен поршень-оправка 7 (фиг 4), имеющий продольные каналы и выступы, напоминающие в поперечном сечении профиль шестеренки, в которых расположена перекатывающаяся диафрагма 8, состоящая из набора эластичных тонкостенных оболочек, наложенных одна на другую, являющихся одна силовой, а другая - герметизирующей. Один конец перекатывающейся диафрагмы 8 закреплен между цилиндрическими корпусами 4 и 5, а другой - к верхней части поршня-оправки 7. Последний в верхней части жестко соединен с решеткой-толкателем 9, а она в свою очередь также жестко - с тягой 10, на которой с возможностью продольного перемещения установлен подпружиненный с обеих концов запорный орган 11 впускного клапана. Другим концом тяга 10 соединена через ролик гибкой связью 12 с преобразователем возвратно-поступательного движения во вращательное 2. Между цилиндрическим корпусом 4 и входным патрубком 13 установлено седло 14 впускного клапана. В нижней части поршень-оправка 7 жестко соединен с корпусом 15 седла и седлом 16 выпускного клапана, запорный орган 17 которого снабжен направляющими, одна из них 18 через посредство пружин 19 и 20 опирается на решетчатую крышку 21, а другая - 22 свободно пропущена через решетку 23. Запорный орган 17 подпружинен относительно решетки 24, установленной за седлом 16. Тяга 10 и направляющая 18 снабжены соответственно упорами 25 и 26. The
Преобразователи возвратно-поступательного движения во вращательное 2 (фиг.1) состоят из корпуса (не показан), в котором установлены четыре соосно расположенных на ведомом валу 27 ведомые шестерни 28, взаимодействующие с ведущими шестернями 29, установленными на соосных валах 30, несущих на себе ведущие звездочки 31. На параллельных валах 32 установлены ведомые звездочки 33, каждая из которых кинематически связана с ведущей звездочкой 31 при помощи бесконечной цепи 34. Последние между собой попарно связаны траверсами 35, к которым шарнирно присоединены тяги 36. На ведомом валу 27 между ведомыми шестернями 28 расположены ролики 37. The converters of the reciprocating motion into rotational 2 (Fig. 1) consist of a housing (not shown), in which four driven gears 28 are mounted coaxially located on the driven shaft 27, interacting with the driving gears 29 mounted on the
Место присоединения траверсы 35 к звеньям смежных цепей преобразователя последующего гидродвигателя относительно предыдущего в направлении движения цепи располагается на расстоянии, определяемом выражением L/n, где L - длина цепи; n - количество преобразователей (траверс). The connection point of the traverse 35 to the links of adjacent circuits of the converter of the subsequent hydraulic motor relative to the previous one in the direction of movement of the chain is located at a distance determined by the expression L / n, where L is the length of the chain; n is the number of converters (traverse).
В примере конкретного исполнения данной заявки используются три траверсы (фиг. 5). Поэтому за один цикл хода траверсы 35 на отрезке 1/6 части цепи в создании крутящего момента (Мкр) на ведомом валу 27 участвуют два гидродвигателя 1, на следующем отрезке участвует один гидродвигатель и такая последовательность повторяется три раза за один цикл.In the example of a specific implementation of this application, three traverses are used (Fig. 5). Therefore, for one cycle of the traverse 35 stroke on a segment of 1/6 of the chain part, two
Поршневой насос 3 (фиг.3) состоит из двух цилиндров 38 и 39 разного диаметра, внутри которых установлен поршень-оправка 40 и снабжен эластичной диафрагмой 41, один конец которой соединен с поршнем-оправкой 40, а другой - закреплен между цилиндрами 38 и 39. Поршень-оправка 40 соединен со штоком 42, который в свою очередь связан через гибкий элемент 43 и ролик 37 (фиг.1) (фиг.3) с траверсой 35 преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное 2. К верхней части цилиндра меньшего диаметра 38 прикреплена головка 44, в которой установлены всасывающий клапан 45 и нагнетательный клапан 46. The piston pump 3 (Fig. 3) consists of two
Работа гидроприводной насосной установки осуществляется в следующем порядке. The operation of the hydraulic pumping unit is carried out in the following order.
Поток воды из плотины по трубопроводу через питатель 47 (фиг.2) попадает во входные патрубки 13 гидродвигателей 1 (фиг.3). The flow of water from the dam through the pipeline through the feeder 47 (figure 2) enters the
При движении поршня-оправки 7 в сторону входного патрубка 13 запорный орган 11 закрыт и вода под воздействием перекатывающейся диафрагмы 8 из полостей "а" и "б" направляется в полость "в" и оттуда через решетчатую крышку 21 за пределы гидродвигателя 1. В момент, когда решетка-толкатель 9 коснется запорного органа 11 впускного клапана, она сдвинет его и между ним и седлом 14 впускного клапана образуется кольцевой зазор. When the piston-
По мере движения поршня-оправки 7 происходит совместное движение запорного органа 17 и седла 16 выпускного клапана, однако оно со временем нарушается. Происходит затормаживание запорного органа 17 пружиной 20. В результате уменьшается зазор "г" выпускного клапана. As the movement of the piston-
Через образовавшийся зазор между запорным органом 11 и седлом 14 впускного клапана вода из полости "д" направляется в полость "а" и "б" и сажает запорный орган 17 на седло 16 выпускного клапана. С этого момента поршень-оправка 7 начинает двигаться в сторону выхода жидкости. Образовавшиеся от потока воды усилия передаются на гибкую связь 12 и тягу 36 (фиг.3) (фиг.1), траверсы 35 и через ролики 37 и гибкий элемент 43 приводят в движение поршни-оправки 40 поршневых насосов 3 (фиг.3). Во время движения поршня-оправки 7 в сторону входного патрубка 13 вода из плотины (не показана) через всасывающий клапан 45 поршневого насоса 3 попадает в полость "ж", при этом эластичная диафрагма 41 перекатывается с поверхности поршня-оправки 40 на внутреннюю поверхность цилиндра 39. Through the resulting gap between the
С момента, когда упор 26 коснется пружины 19, последняя начинает сопротивляться движению запорного органа 17 в направлении выхода жидкости. В то же время упор 25 коснется пружины 48 и сдвинет ее в сторону седла 14 впускного клапана, уменьшая тем самым зазор между седлом 14 и запорным органом 11 впускного клапана. From the moment when the
Дальнейшее перемещение седла 16 способствует тому, что пружина 49 сбрасывает с седла 16 выпускного клапана запорный орган 17. В образовавшийся зазор устремляется поток жидкости и в результате этого запорный орган 11 садится на седло 14 впускного клапана. В дальнейшем цикл повторяется. Further movement of the
При ходе поршня-оправки 7 в сторону выхода жидкости эластичная диафрагма 41 поршневого насоса 3 перекатывается с внутренней поверхности цилиндра 39 на поверхность поршня-оправки 40, вытесняя тем самым воду через нагнетательный клапан 46 в трубопровод, а дальше потребителю. When the
Повышенный напор в поршневом насосе 3 достигается за счет большего пропуска воды через гидродвигатель 1. The increased pressure in the
По сравнению с известным, предлагаемая гидроприводная насосная установка работает в автоматическом режиме, т.е. для нее не требуется использование специальных приводов для управления клапанами и приводов-преобразователей возвратно-поступательного движения во вращательное. Compared with the known, the proposed hydraulic pumping unit operates in automatic mode, i.e. it does not require the use of special actuators for controlling valves and actuators-converters of reciprocating motion into rotational motion.
Применение перекатывающихся эластичных диафрагм исключает заклинивание выталкивателей жидкости в цилиндрах даже при использовании агрессивных жидкостей, а также жидкостей с большим содержанием механических примесей. Все это повышает эксплуатационную надежность и снижает затраты на изготовление и эксплуатацию. The use of rolling elastic diaphragms eliminates jamming of liquid ejectors in cylinders even when using aggressive liquids, as well as liquids with a high content of mechanical impurities. All this increases operational reliability and reduces the cost of manufacture and operation.
Источники информации
1. Авторское свидетельство 1742525, МКИ F 04 F 7/02, F 04 В 43/06, 1992 г. (аналог).Sources of information
1. Copyright certificate 1742525, MKI F 04
2. Авторское свидетельство 1231281, МКИ F 04 F 7/02, 1986 г. (аналог). 2. Copyright certificate 1231281, MKI F 04
3. Патент РФ 2127373, МПК F 03 В 13/00, 1999 г. (прототип). 3. RF patent 2127373, IPC F 03 13/00, 1999 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002120657/06A RU2213259C1 (en) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | Hydraulic-operated pumping plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002120657/06A RU2213259C1 (en) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | Hydraulic-operated pumping plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2213259C1 true RU2213259C1 (en) | 2003-09-27 |
Family
ID=29777844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002120657/06A RU2213259C1 (en) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | Hydraulic-operated pumping plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2213259C1 (en) |
-
2002
- 2002-07-29 RU RU2002120657/06A patent/RU2213259C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3523540B1 (en) | Gas intensifier with lubrication | |
RU2213259C1 (en) | Hydraulic-operated pumping plant | |
US7661935B2 (en) | High pressure pump | |
CN102713172A (en) | Opposed piston engine with gas exchange control by means of hydrostatically moved sliding sleeves | |
US3655301A (en) | Fluid pump | |
RU126059U1 (en) | PUMP FOR GRINDING PRODUCTION | |
RU2336419C1 (en) | Piston machine | |
RU2586999C1 (en) | Hydraulic drive of reciprocal motion | |
RU102697U1 (en) | THREE PLUNGER PUMP | |
US9366244B2 (en) | Drive system for a pressure wave generator | |
RU73039U1 (en) | DOUBLE TIRE PLUNGER PUMP | |
RU2578711C2 (en) | Downhole plunger-type diaphragm pump unit | |
RU2136962C1 (en) | Hydraulic pulse-type diaphragm pump | |
WO2020161237A1 (en) | Fluid pump, pump assembly and method of pumping fluid | |
CN114992077B (en) | Reciprocating pump | |
US4473339A (en) | Liquid pump | |
RU145697U1 (en) | PUMP PLunger | |
RU2622579C2 (en) | Drill boring opposed pump | |
RU2006123346A (en) | OIL PRODUCTION OPTIMIZATION METHOD | |
RU207996U1 (en) | GEAR PUMP | |
US4995304A (en) | Extendable cylinders of elastically variable length for use in a pump | |
RU2509230C1 (en) | Diaphragm pump | |
Singh | Development of human powered drinking water pump | |
RU2450162C1 (en) | Downhole pump | |
RU2287061C1 (en) | Planetary hydraulic motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040730 |