RU2308611C2

RU2308611C2 - High-pressure pump

Info

Publication number: RU2308611C2
Application number: RU2005128684/06A
Authority: RU
Inventors: Константин Михайлович Аверин (RU); Константин Михайлович Аверин; Сергей Михайлович Красников (RU); Сергей Михайлович Красников; дин Виктор Александрович Безр (RU); Виктор Александрович Безрядин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский центр экологических ресурсов "ГОРО"
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-10-20
Also published as: RU2005128684A

Abstract

FIELD: mechanical engineering: plunger pumps.

SUBSTANCE: proposed high-pressure pump includes dynamically balanced planetary drive conveying straight line working motion to pump plunger to exclude appearance of cross forces leading to untimely wear of seals and cylinder wall. Pump features possibility of smooth adjustment of capacity to multifold value.

EFFECT: increased reliability and service life at preservation of operating characteristics.

2 dwg

Description

Изобретение относится к плунжерным насосам, у которых в качестве приводов используются устройства, обеспечивающие плунжеру возвратно-поступательное движение.The invention relates to plunger pumps, in which devices are used as drives, providing the plunger reciprocating motion.

Недостатком известных плунжерных насосов (см. патент РФ 2002030) является то, что применение в их конструкциях кривошипно-шатунных механизмов, отличающихся динамической неуравновешенностью переменных сил и появлением на плунжерах поперечных сил, приводящих к износу уплотнений и боковых стенок направляющих цилиндров насосов, ведет к преждевременному снижению их технических характеристик, надежности и долговечности.A disadvantage of the known plunger pumps (see RF patent 2002030) is that the use of crank mechanisms in their designs, characterized by dynamic imbalance of variable forces and the appearance of transverse forces on the plungers, leading to wear of the seals and side walls of the pump guide cylinders, leads to premature reduce their technical characteristics, reliability and durability.

Известен принятый за прототип поршневой насос а.с. SU 1751395 A1, 1992 г., у которого возвратно-поступательное движение ползунам 10 осуществляется кривошипно-шатунными механизмами, состоящими из кривошипов, выполненных в виде эксцентриков, установленных на эксцентриковом валу 7, шатунов 8 и ползунов 10, а также направляющих 15 и 14. Направляющие 14 и 15 выполнены сменными.Known adopted for the prototype piston pump and.with. SU 1751395 A1, 1992, in which the reciprocating movement of the sliders 10 is carried out by crank mechanisms consisting of cranks made in the form of eccentrics mounted on an eccentric shaft 7, connecting rods 8 and sliders 10, as well as guides 15 and 14. The guides 14 and 15 are interchangeable.

Недостатком такого привода является интенсивный износ направляющих 14 и 15, возникающий от воздействия на них значительных по величине поперечных сил, появляющихся на ползунах 10 при работе кривошипно-шатунных механизмов. Это приводит к необходимости постоянной смены направляющих, созданию устройств для их быстрой смены, что ведет к усложнению конструкции насоса, увеличению его металлоемкости, а так же значительным по времени простоям, снижению его производительности, надежности и долговечности.The disadvantage of this drive is the intensive wear of the guides 14 and 15, arising from the impact on them of significant transverse forces that appear on the sliders 10 during operation of the crank mechanisms. This leads to the need for a constant change of guides, the creation of devices for their quick change, which leads to a complication of the design of the pump, an increase in its metal consumption, as well as significant downtime, a decrease in its productivity, reliability and durability.

Задача настоящего изобретения заключается в создании насоса высокого давления с плунжером, на котором исключено появление поперечных сил, а для его продольного перемещения использовалась бы только осевая сила, создаваемая толкателем привода при соприкосновении его с плунжером в тот момент, когда она имеет величину достаточную для его перемещения.The objective of the present invention is to create a high pressure pump with a plunger, which eliminates the appearance of transverse forces, and for its longitudinal movement would use only the axial force created by the drive pusher when it contacts the plunger at the moment when it has a value sufficient to move it .

Поставленная задача решается тем, что в насосе высокого давления, содержащем привод, преобразующий вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение плунжера насоса, согласно изобретению привод насоса выполнен в виде динамически уравновешенного планетарного привода, содержащего неподвижную и подвижные шестерни, одна из которых оснащена ступицей, в которой неподвижно установлен палец-толкатель с роликом, ось которого является продолжением образующей цилиндра делительной окружности шестерни, при этом насос дополнительно содержит устройство для обеспечения соосности плунжера с вектором рабочей силы, воздействующей на него, устройство ограничения величины использования рабочего хода пальца-толкателя и регулировки величины хода плунжера, выполненное в виде опоры с резьбовым соединением, в которой размещен насос и направляющие втулки для плунжера, соединенного с тягой, выполненной в виде П-образного колена, оснащенной вилочной и резьбовой перемычками и поддерживаемой направляющей опорой, а также резьбовым регулировочным штоком, выполненным с осевым отверстием для гидродемпфирования обратного хода пальца-толкателя.The problem is solved in that in a high-pressure pump containing a drive that converts the rotational movement of the shaft into the reciprocating motion of the pump plunger, according to the invention, the pump drive is made in the form of a dynamically balanced planetary drive containing fixed and movable gears, one of which is equipped with a hub, in which the pusher-pin with a roller is fixedly mounted, the axis of which is a continuation of the generatrix of the gear pitch circumference of the cylinder, while the pump is additionally contains a device for ensuring the alignment of the plunger with the vector of the working force acting on it, a device for limiting the amount of use of the working stroke of the finger-pusher and adjusting the magnitude of the stroke of the plunger, made in the form of a support with a threaded connection, in which the pump and guide bushings for the plunger connected to thrust made in the form of a U-shaped knee, equipped with a fork and threaded jumpers and supported by a guide support, as well as a threaded adjustment rod made with an axial Erste gidrodempfirovaniya for reverse-pusher finger.

Такое конструктивное решение насоса высокого давления, у которого вектор силы, воздействующей на плунжер, соосен с ним, а также использование в качестве рабочего хода плунжера только той части величины хода пальца-толкателя, в которой развивается максимальное усилие давления на плунжер, создает идеальные условия его работы, а именно:Such a constructive solution of a high-pressure pump, in which the vector of the force acting on the plunger is aligned with it, and the use of only that part of the stroke of the pusher finger in which the maximum pressure exerts on the plunger develops as a stroke, creates ideal conditions for it work, namely:

- исключает появление на нем поперечных сил, что на порядок снижает износ уплотнений, увеличивает надежность и долговечность насоса;- eliminates the appearance of transverse forces on it, which reduces the wear of seals by an order of magnitude, increases the reliability and durability of the pump;

- снижает нагрузку на двигатель за счет холостого пробега пальцем-толкателем большей части от его общего хода.- reduces the load on the engine due to the idle run of the finger-pusher for most of its total stroke.

На фиг.1 изображен общий вид насоса высокого давления, разрез по осям валов и плунжеру.Figure 1 shows a General view of a high pressure pump, a section along the axes of the shafts and the plunger.

На фиг.2 - то же, вид спереди со снятой передней крышкой.Figure 2 is the same, front view with the front cover removed.

Насос высокого давления состоит из планетарного привода, размещенного в корпусе 1, состоящего из водила 2, установленного на подшипнике 3, которое выполнено так, что в нем запрессованы оси 4, 5, 6, на которых на подшипниках 7 и 8 установлены шестерни 9 и 10, сопрягаемые с неподвижной шестерней 11. Мощность от двигателя подводится к водилу 2 через центральный вал-шестерню 12. Шестерня 10 оснащена ступицей, в которой установлен неподвижно палец 13 с подвижным роликом 14, ось которого является продолжением образующей цилиндра делительной окружности шестерни 10. Передаточное отношение зубьев шестерен 10 и 11 равно 1:2. В опоре 15 на резьбе крепится насос 16, внутри которого расположен плунжер 17 с уплотнением 18, а также направляющие втулки 19 и 20. Насос 16 оснащен обратными клапанами 21 и 22. Плунжер насоса 16 соединен с тягой 24, выполненной в виде П-образного колена, образованного вилочной 23 и резьбовой 25 перемычками, поддерживаемой направляющей опорой 28, установленной на крышке 29, соединенной с резьбовым регулировочным штоком 26, установленным в направляющей втулке 27, имеющим осевое отверстие.The high pressure pump consists of a planetary drive located in the housing 1, consisting of a carrier 2 mounted on a bearing 3, which is designed so that axles 4, 5, 6 are pressed into it, on which gears 9 and 10 are mounted on bearings 7 and 8 coupled to the fixed gear 11. The power from the engine is supplied to the carrier 2 through the central gear shaft 12. The gear 10 is equipped with a hub in which the pin 13 is fixedly mounted with a movable roller 14, the axis of which is a continuation of the cylinder forming the pitch circle of the gear nor 10. The gear ratio of the teeth of the gears 10 and 11 is 1: 2. In the support 15, a pump 16 is mounted on the thread, inside of which there is a plunger 17 with a seal 18, as well as guide bushings 19 and 20. The pump 16 is equipped with check valves 21 and 22. The plunger of the pump 16 is connected to the rod 24, made in the form of a U-shaped elbow formed by a fork 23 and a threaded 25 jumpers supported by a guide support 28 mounted on a cover 29 connected to a threaded adjustment rod 26 mounted in the guide sleeve 27 having an axial hole.

Работа насоса осуществляется следующим образом. При вращении вала-шестерни 12 через шестерни 9, которые взаимодействуют с неподвижной шестерней 11, вращение передается через оси 4 и 5 к водилу 2. Водило 2, поворачиваясь на подшипнике 3 вокруг своей оси, заставляет поворачиваться на оси 6 шестерню 10, находящуюся в зацеплении с неподвижной шестерней 11, при этом палец 13, размещенный в ступице шестерни 11, вместе с роликом 14 совершает прямолинейное движение по горизонтали, сталкиваясь по очереди с торцем плунжера 17 и торцем регулировочного штока 26. Поскольку расстояние между торцами плунжера 17 и штока 26 меньше, чем величина горизонтального хода пальца-толкателя с роликом 14, то эта разница и является величиной рабочего хода плунжера, которая регулируется в определенных пределах перемещением штока 26 в резьбовой перемычке 25. Регулировка хода может быть выполнена в пределах от «нуля» до заданной величины. Периодическое перемещение плунжера позволяет насосу осуществлять всасывание и выталкивание жидкости через клапаны 21 и 22 в рабочую магистраль.The operation of the pump is as follows. When the shaft of the gear 12 is rotated through the gears 9, which interact with the stationary gear 11, the rotation is transmitted through the axles 4 and 5 to the carrier 2. The carrier 2, turning on the bearing 3 around its axis, makes the gear 10 rotate on the axis 6, which is engaged with a fixed gear 11, while the finger 13, located in the hub of the gear 11, together with the roller 14 performs a rectilinear movement horizontally, colliding in turn with the end face of the plunger 17 and the end face of the adjusting rod 26. Since the distance between the ends of the plunger 17 and 26 is less than the horizontal stroke of the pusher finger with the roller 14, then this difference is the size of the plunger stroke, which is controlled within certain limits by moving the rod 26 in the threaded jumper 25. The stroke can be adjusted in the range from "zero" to given value. Periodic movement of the plunger allows the pump to suck and eject fluid through valves 21 and 22 into the working line.

Claims

A high pressure pump containing a drive that converts the rotational movement of the shaft into reciprocating motion of the pump plunger, characterized in that the pump drive is made in the form of a dynamically balanced planetary drive containing fixed and movable gears, one of which is equipped with a hub in which the pin is fixedly mounted a pusher with a roller, the axis of which is a continuation of the cylinder generatrix of the pitch gear circumference, while the pump further comprises a device for ensuring the plunger with the vector of the working force acting on it, a device for limiting the amount of use of the working stroke of the finger-pusher and adjusting the magnitude of the stroke of the plunger, made in the form of a support with a threaded connection, in which the pump and guide bushings for the plunger connected to a rod made in the form of a U-shaped knee equipped with a fork and threaded jumpers and supported by a guide support, as well as a threaded adjustment rod made with an axial hole for hydrodamping of thumb-pusher stroke.