RU2283440C2

RU2283440C2 - Piston pump drive mechanism

Info

Publication number: RU2283440C2
Application number: RU2004122653/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Витальевич Тарасенко (UA); Валерий Витальевич Тарасенко
Original assignee: Валерий Витальевич Тарасенко
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-09-10
Also published as: RU2004122653A; UA69308C2; UA69308A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; two-piston pumps.

SUBSTANCE: proposed drive mechanism of piston pump consists of drive wheel with main crank installed on wheel for rotation and rigidly connected with two additional cranks. The latter have equal radii with main crank, are turned through 180° relative to each other and are provided with pins. Pins are fitted in sliders installed in rectilinear motion guides arranged in relatively perpendicular planes. One of sliders is connected with rod of pump piston. To enlarged functional capabilities of mechanism, hinge unit with lever installed for turning and longitudinal displacement is mounted on second slider. Middle part of lever is coupled through similar hinge unit with rod of auxiliary pump. Second end of lever is provided with elbow and is hinge-secured in support coupled with lead screw.

EFFECT: reduced irregularity of load on drive electric motor, handled liquid flow fluctuation factor, provision of control of pump delivery and metered out introduction of one liquid into flow of other liquid.

4 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к двухпоршневым насосам.The invention relates to a pump engineering industry, in particular to twin-piston pumps.

Известно устройство для дозированной подачи одной жидкости в поток другой, содержащее основной поршневой насос и шарнирно закрепленный на нем цилиндр поршневого насоса-дозатора, шток поршня которого связан с шарнирным узлом, установленным с возможностью перемещения посредством ходового винта вдоль рычага, шарнирно закрепленного одним концом с подвижной опорой, а другим - со штоком основного насоса (пат, США №5104300, F 04 В 13/00, 1992).A device is known for the metered supply of one liquid into the flow of another, containing a main piston pump and a piston metering cylinder pivotally mounted on it, the piston rod of which is connected to a hinge assembly that can be moved by means of a spindle along a lever pivotally fixed at one end with a movable support, and the other with the stem of the main pump (US Pat. No. 5104300, F 04 B 13/00, 1992).

Однако ввиду того, что в известном устройстве шток насоса-дозатора приводится в действие от штока, основного насоса, циклы работы обоих насосов совпадают по времени и фазе, что приводит к повышению пульсации потока смешиваемых жидкостей и усилению неравномерности нагрузки на приводной электродвигатель, К другим недостаткам относятся:However, due to the fact that in the known device the metering pump rod is driven from the rod, the main pump, the cycles of both pumps coincide in time and phase, which leads to an increase in the pulsation of the flow of mixed liquids and an increase in the uneven load on the drive motor. relate:

- наличие осевого усилия на ходовой винт, что вынуждает использовать фиксатор шарнирного узла и применять ходовой винт большого диаметра;- the presence of axial force on the lead screw, which forces the use of a hinge assembly retainer and the use of a large diameter lead screw;

- отсутствие возможности регулирования подачи при работающем приводе, поскольку рукоятки регулирования и фиксации расположены на непрерывно перемещающемся рычаге;- the inability to regulate the feed when the drive is running, since the control and locking handles are located on a continuously moving lever;

- нелинейность регулировочной характеристики насоса, что обусловлено изменением в процессе регулирования не только длины плеча рычага, но и угла наклона штока;- non-linearity of the control characteristic of the pump, which is due to a change in the regulation process not only the length of the lever arm, but also the angle of the rod;

- наличие бокового давления штока на уплотнительную манжету и поршня - на боковую стенку цилиндра, что приводит к быстрому износу этих деталей.- the presence of lateral pressure of the rod on the sealing sleeve and the piston on the side wall of the cylinder, which leads to rapid wear of these parts.

От этих недостатков частично освобожден привод двухпоршневого насоса, содержащий приводной вал с двумя повернутыми друг относительно друга на 90 градусов кривошипами, шарнирно соединенными посредством шатунов со штоками поршней, установленными в направляющих прямолинейного движения (Чиняев Н.А. Поршневые кривошипные насосы, "Машиностроение", Ленинград, 1983, с.14).The two-piston pump drive is partially exempted from these shortcomings, it contains a drive shaft with two cranks rotated 90 degrees relative to each other, pivotally connected by means of connecting rods to piston rods installed in the guides of rectilinear movement (N. Chinyaev, Reciprocating crank pumps, "Engineering", Leningrad, 1983, p. 14).

Однако в известном механизме отсутствует возможность регулирования подачи насоса и дозированного введения одной жидкости в поток другой. Наличие в приводе шатуна, длина которого для нормальной работы насоса должна превышать радиус кривошипа в несколько раз, приводит к необходимости увеличения длины корпуса и рамы насоса, а значит его массы.However, in the known mechanism there is no possibility of regulating the supply of the pump and the dosed introduction of one liquid into the flow of another. The presence of a connecting rod in the drive, the length of which for normal operation of the pump must exceed the radius of the crank by several times, leads to the need to increase the length of the housing and frame of the pump, and therefore its mass.

Известен также насос-дозатор, содержащий корпус, цилиндр с плунжером, привод возвратно-поступательного движения, связанный с рычагом, который снабжен коленом, шарнирно соединен с опорой и сочленен с плунжером посредством подвижного вдоль рычага шарнирного узла, и ходовой винт, закрепленный на корпусе и связанный с цилиндром, установленным в корпусе с возможностью перемещения вдоль рычага (пат. Украины №46013, F 04 В 13/00, 1997).A metering pump is also known, comprising a housing, a cylinder with a plunger, a reciprocating drive connected to a lever that is provided with a knee, pivotally connected to a support and articulated with a plunger by means of a hinge assembly movable along the lever, and a lead screw mounted on the housing and associated with a cylinder mounted in the housing with the ability to move along the lever (US Pat. No. 46013, F 04 B 13/00, 1997).

Недостатком известного насоса-дозатора является узкая область применения. Это обусловлено тем, что ходовой винт и направляющая, на которых подвешен цилиндр насоса-дозатора, испытывают нагрузку не только со стороны привода, действующую через рычаг, но и со стороны цилиндра (его массу), что не позволяет использовать это изобретение в составе насоса-дозатора со значительными подачей и напором.A disadvantage of the known metering pump is a narrow scope. This is due to the fact that the lead screw and the guide, on which the metering pump cylinder is suspended, experience a load not only from the drive side acting through the lever, but also from the cylinder side (its mass), which does not allow the use of this invention in the pump dispenser with significant feed and pressure.

По конструктивному исполнению, принципу действия и наибольшему количеству общих существенных признаков наиболее близким к предлагаемому механизму является приводной механизм поршневого насоса, содержащий приводное колесо с установленным в нем с возможностью вращения основным кривошипом, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами, имеющими с основным кривошипом одинаковые радиусы, повернутыми один относительно другого на. 180 градусов и снабженными пальцами ползунов, установленных в направляющих прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем один из ползунов соединен со штоком поршня насоса (пат. Украины №5526, F 04 В 9/12, 1991).According to the design, the principle of operation and the greatest number of common essential features, the closest to the proposed mechanism is the piston pump drive mechanism, comprising a drive wheel with a main crank installed in it rotatably connected to two additional cranks having the same radii with the main crank, rotated one relative to the other on. 180 degrees and equipped with the fingers of the sliders installed in the guides of rectilinear movement located in mutually perpendicular planes, one of the sliders being connected to the piston rod of the pump (US Pat. No. 5526, F 04 B 9/12, 1991).

Недостатками известного привода являются неравномерность нагрузки на электродвигатель и высокая степень пульсации перекачиваемой насосом жидкости, присущие однопоршневым насосам, отсутствие возможности регулирования подачи насоса при работающем приводе и дозированного введения одной жидкости в поток другой,The disadvantages of the known drive are the uneven load on the electric motor and the high degree of pulsation of the pumped liquid, inherent in single-piston pumps, the inability to control the pump flow when the drive is running and the dosed introduction of one fluid into the flow of another,

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать механизм путем задействования второго ползуна для привода вспомогательного регулируемого насоса, что позволит снизить неравномерность нагрузки на приводной электродвигатель и коэффициент пульсации потока перекачиваемой жидкости, обеспечит возможность регулирования подачи насоса и дозированного введения одной жидкости в поток другой.The basis of the invention is the task to improve the mechanism by engaging a second slider to drive an auxiliary adjustable pump, which will reduce the uneven load on the drive motor and the pulsation coefficient of the pumped fluid flow, provide the ability to control the pump flow and the dosed introduction of one fluid into the flow of another.

Для этого в приводном механизме поршневого насоса, содержащем приводное колесо с установленным в нем с возможностью вращения основным кривошипом, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами, имеющими с основным кривошипом одинаковые радиусы, повернутыми один относительно другого на 180 градусов и снабженными пальцами ползунов, установленных в направляющих прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем один из ползунов соединен со штоком поршня насоса, согласно изобретению на втором ползуне установлен шарнирный узел с установленным в нем с возможностью поворота и продольного перемещения рычагом, средняя часть которого через аналогичный шарнирный узел связана со штоком вспомогательного насоса, а второй конец снабжен коленом и шарнирно закреплен в опоре, связанной с ходовым винтом.To do this, in the drive mechanism of the piston pump containing the drive wheel with the main crank mounted in it rotatably, rigidly connected to two additional cranks having the same radii with the main crank, rotated 180 degrees relative to the other and provided with the fingers of the sliders installed in the guides rectilinear motion located in mutually perpendicular planes, one of the sliders being connected to the piston rod of the pump according to the invention in a second step the slider has a hinge assembly with a lever installed in it with the possibility of rotation and longitudinal movement, the middle part of which is connected to the auxiliary pump rod through a similar hinge assembly, and the other end is equipped with a knee and pivotally mounted in a support associated with the lead screw.

Такая конструкция приводного механизма позволяет значительно расширить функциональные возможности построенных на его основе насосов:This design of the drive mechanism allows you to significantly expand the functionality of the pumps built on its basis:

- при необходимости дозированной подачи одной жидкости в поток другой вспомогательный насос выполняют плунжерным;- if necessary, a metered supply of one liquid into the flow of another auxiliary pump is performed by a plunger;

- при необходимости иметь постоянный или регулируемый по величине поток жидкости с пониженным коэффициентом пульсации оба насоса могут быть выполнены поршневыми для перекачивания одной жидкости.- if necessary, to have a constant or variable in magnitude fluid flow with a reduced ripple coefficient, both pumps can be made piston for pumping one fluid.

В обоих случаях достигается выравнивание нагрузки на приводной электродвигатель, поскольку ползуны сдвинуты по фазе один относительно другого на 90 градусов.In both cases, balancing the load on the drive motor is achieved, since the sliders are 90 degrees out of phase with respect to each other.

На фиг - 1 схематично изображен предлагаемый приводной механизм поршневого насоса; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 -вид Е на фиг.2; на фиг.4 - вид В на фиг.2.In Fig - 1 schematically shows the proposed drive mechanism of the piston pump; figure 2 is a view of figure 1; figure 3 is a view of E in figure 2; figure 4 is a view In figure 2.

Приводной механизм поршневого насоса состоит из соединенного с шестерней 1 приводного колеса 2 с установленным в нем в подшипниках основным кривошипом 3, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами 4, 5, имеющими с кривошипом 3 одинаковые радиусы, повернутыми один относительно другого на 180 градусов и снабженными пальцами 6, 7 ползунов 8, 9, установленных в направляющих 10, 11 прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных в плоскостях.The drive mechanism of the piston pump consists of a drive wheel 2 connected to the gear 1 with the main crank 3 mounted in the bearings, rigidly connected to two additional cranks 4, 5, having the same radii with the crank 3, rotated 180 degrees relative to the other and provided with fingers 6, 7 of the sliders 8, 9 installed in the guides 10, 11 of rectilinear movement, located in mutually perpendicular in the planes.

Ползун 8 соединен со штоком поршня насоса 12. На ползуне 9 установлен шарнирный узел 13 с установленным в нем с возможностью поворота и продольного перемещения рычагом 14, средняя часть которого через аналогичный шарнирный узел 15, закрепленный на ползуне 16, установленном в направляющих 17, связана со штоком (плунжером) 18 вспомогательного насоса 19. Второй конец 20 рычага 14 снабжен коленом 21 и установлен в шарнире 22, закрепленном в опоре 23, связанной с ходовым винтом 24 и установленной с возможностью перемещения вдоль направляющей 25, неподвижно закрепленной на корпусе 26 механизма. На фиг.3 пунктирными линиями схематично изображено положение шарнирного узла 15 при нулевой подаче насоса 19. В этом положении шарниры 15 и 22, находясь друг против друга на разных ветвях колена 21, не создают препятствий друг другу. Нагнетательные трубопроводы 27, 28 насосов соответственно 12 и 19 соединены между собой.The slider 8 is connected to the piston rod of the pump 12. On the slider 9, a hinge assembly 13 is installed with a lever 14 mounted therein with the possibility of rotation and longitudinal movement, the middle part of which is connected through a similar hinge assembly 15, mounted on the slider 16 mounted in the guides 17, to the rod (plunger) 18 of the auxiliary pump 19. The second end 20 of the lever 14 is equipped with an elbow 21 and is mounted in a hinge 22 fixed in a support 23 connected to the spindle 24 and mounted to move along the guide 25, fixedly closed 26 captive on the machine frame. 3, the dashed lines schematically depict the position of the hinge assembly 15 at zero flow of the pump 19. In this position, the hinges 15 and 22, being opposite each other on different branches of the elbow 21, do not interfere with each other. Pressure pipelines 27, 28 of the pumps 12 and 19, respectively, are interconnected.

Приводной механизм поршневого насоса работает следующим образом.The drive mechanism of the piston pump operates as follows.

При вращении колеса 2 ползуны 8, 9 перемещаются во взаимно перпендикулярных направляющих 10, 11, приводя в движение штоки поршней насосов 12, 19.When the wheel 2 rotates, the sliders 8, 9 move in mutually perpendicular guides 10, 11, driving the piston rods of the pumps 12, 19.

Для регулирования подачи насоса вращением штурвала ходового винта 24 перемещают опору 23 вдоль направляющей 25, изменяя величину хода штока поршня (плунжера) 18. Нулевая подача достигается при совмещении оси шарнира 22 со средней линией шарнира 15, как изображено на фиг.3 пунктирными линиями.To regulate the flow of the pump by rotating the helical rotor 24, the support 23 is moved along the guide 25, changing the stroke of the piston rod (plunger) 18. Zero flow is achieved when the axis of the hinge 22 is aligned with the middle line of the hinge 15, as shown in dashed lines in Fig. 3.

Конструкция механизма позволяет регулировать подачу жидкости с большой точностью по линейному закону как при остановленном, так и работающем приводе.The design of the mechanism allows you to adjust the fluid flow with great accuracy according to the linear law with both the stopped and the working drive.

Claims

A drive mechanism of a piston pump comprising a drive wheel with a main crank mounted therein rotatably rigidly connected to two additional cranks having the same radii with the main crank, rotated 180 ° relative to the other and provided with the fingers of sliders installed in the guides of rectilinear movement, located in mutually perpendicular planes, one of the sliders being connected to the piston rod of the pump, characterized in that a second slider is mounted a pivot assembly with a lever installed in it with the possibility of pivoting and longitudinal movement, the middle part of which is connected through a similar pivot assembly to the auxiliary pump rod, and the other end is provided with a knee and pivotally mounted in a support connected to the lead screw.