RU2342560C1

RU2342560C1 - Module of hydraulically actuated compressor

Info

Publication number: RU2342560C1
Application number: RU2007123800/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Андреевич Моисеев (RU); Валерий Андреевич Моисеев; Виктор Иванович Колмаков (RU); Виктор Иванович Колмаков; Антонина Федоровна Барсукова (RU); Антонина Федоровна Барсукова; Владимир Афанасьевич Колмыков (RU); Владимир Афанасьевич Колмыков; В чеслав Николаевич Тетерин (RU); Вячеслав Николаевич Тетерин; Георгий Владленович Дубинин (RU); Георгий Владленович Дубинин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК"
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-12-27

Abstract

FIELD: machine construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of machine construction and can be used in compressor equipment for high-pressure gas injection, for example, filling agricultural equipment or gas storage tanks. The module of a hydraulically actuated compressor contains oppositely placed hydraulic tank for the working medium and a gas tank for the pumped gas. The hydraulic tank through hydraulic pipes can be connected to the delivery pump or the discharge. Gas tanks can be connected through gas pipes to the source of gas supply or the user. Gas tanks are placed opposite each other with the capability of moving in hydraulic tanks, where the module, supplied with a plunger, whose rods are placed in gas tanks, while the hydraulic tanks and the plunger are mounted on the main case.

EFFECT: increase in the performance reliability and uniformity of the motion of the mobile elements of the module.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорном оборудовании для нагнетания газа под высоким давлением, например, для заправки им сельскохозяйственной техники или газовых накопительных емкостей.The invention relates to mechanical engineering and can be used in compressor equipment for pumping gas under high pressure, for example, for refueling agricultural machinery or gas storage tanks.

Известен компрессор с гидроприводом, гидроприводной модуль которого состоит из оппозитно установленных и жестко соединенных между собой цилиндров (емкостей), имеющих газовые и гидравлические полости, образованные установленными в цилиндрах поршнями, закрепленными на общем штоке.A compressor with a hydraulic actuator is known, the hydraulic actuator of which consists of opposed cylinders (tanks) installed rigidly interconnected, having gas and hydraulic cavities formed by pistons installed in the cylinders, fixed on a common rod.

Гидравлические полости цилиндров посредством гидравлических магистралей через распределительное устройство имеют возможность сообщения с исполнительным механизмом, с насосом и с баком.The hydraulic cavity of the cylinders through the hydraulic lines through the switchgear are able to communicate with the actuator, with the pump and with the tank.

С поршнями при нахождении их в крайних положениях имеют возможность контакта концевые выключатели, выполненные в виде перемещающихся штоков с упорами, имеющими возможность взаимодействия с исполнительным механизмом распределительного устройства.Limit switches made in the form of moving rods with stops having the ability to interact with the actuator of the switchgear are in contact with the pistons when they are in extreme positions.

Газовые полости через всасывающие и нагнетательные клапаны соединены со всасывающей и нагнетательной газовыми магистралями.Gas cavities through suction and discharge valves are connected to the suction and discharge gas lines.

В процессе работы модуля компрессора при включенном насосе рабочая жидкость по нагнетательной магистрали попадает в одну из гидравлических полостей, в результате чего установленный в данном гидроцилиндре поршень перемещается в крайнее (в плоскости чертежа левое) положение, перемещая и поршень, размещенный в другом гидроцилиндре. Одновременно с этим по газовой магистрали через обратный клапан газ под давлением поступает в газовую полость этого гидроцилиндра. При занятии данным поршнем крайнего (левого в плоскости чертежа) положения он контактирует с управляющим элементом своего концевого переключателя, который переключает распределитель, в результате чего рабочая жидкость насосом подается в гидравлическую полость другого гидроцилиндра и размещенный в нем поршень перемещается вправо (в плоскости чертежа), через шток перемещая поршень, размещенный в первом гидроцилиндре. При этом происходит всасывание газа в газовую полость первого гидроцилиндра и сжатие его во втором, в результате чего газ из газовой полости второго гидроцилиндра через обратный клапан поступает в нагнетательную газовую магистраль, по которой он подается в накопительную газовую емкость или на пост заправки транспортных средств, например сельскохозяйственной техники. В конце хода второй поршень контактирует с управляющим элементом своего концевого переключателя, который переключает распределительное устройство, в результате чего данный поршень совершает обратное перемещение и далее цикл повторяется (см. патент РФ №2220323, кл. F04B 35/02, 2002 г. - наиболее близкий аналог). В результате анализа выполнения известного модуля гидроприводного компрессора необходимо отметить, что при его эксплуатации из-за большого количества герметизирующих элементов возможно попадание рабочей жидкости из гидравлических полостей гидроцилиндров в газовые, а из них - в газовую арматуру, что может вызвать ее отказ.During the operation of the compressor module with the pump turned on, the working fluid enters one of the hydraulic cavities through the discharge line, as a result of which the piston installed in this hydraulic cylinder moves to the extreme (left) position in the drawing plane, moving the piston located in the other hydraulic cylinder. At the same time, through a gas line through a non-return valve, gas under pressure enters the gas cavity of this hydraulic cylinder. When this piston occupies the extreme (left in the drawing plane) position, it contacts the control element of its end switch, which switches the distributor, as a result of which the working fluid is pumped into the hydraulic cavity of another hydraulic cylinder and the piston placed in it moves to the right (in the drawing plane), moving the piston located in the first hydraulic cylinder through the rod. In this case, gas is sucked into the gas cavity of the first hydraulic cylinder and compressed in the second, as a result of which the gas from the gas cavity of the second hydraulic cylinder enters the discharge gas line through the check valve, through which it is supplied to the storage gas tank or to the gas station of vehicles, for example agricultural machinery. At the end of the stroke, the second piston contacts the control element of its limit switch, which switches the switchgear, as a result of which the piston moves back and the cycle repeats (see RF patent No. 2220323, class F04B 35/02, 2002 - the most close analogue). As a result of the analysis of the implementation of the known module of the hydraulic drive compressor, it should be noted that during its operation, due to the large number of sealing elements, it is possible that the working fluid from the hydraulic cavities of the hydraulic cylinders into the gas ones, and from them into the gas fittings, which may cause its failure.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы модуля гидроприводного компрессора за счет исключения попадания рабочей жидкости в газовые полости и повышение равномерности хода подвижных элементов модуля.The objective of the present invention is to increase the reliability of the module of the hydraulic compressor by eliminating the ingress of working fluid into the gas cavity and increasing the uniformity of the course of the moving elements of the module.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в модуле гидроприводного компрессора, содержащем расположенные оппозитно друг другу гидравлические емкости для рабочей среды и газовые емкости для перекачиваемого газа, причем гидравлические емкости посредством гидравлических магистралей имеют возможность соединения с нагнетательным насосом или со сливом, а газовые емкости имеют возможность соединения посредством газовых магистралей с источником подачи газа или с его потребителем, новым является то, что газовые емкости оппозитно друг другу размещены с возможностью перемещения в гидравлических емкостях, причем модуль снабжен плунжером, штоки которого размещены в газовых емкостях, при этом гидравлические емкости и плунжер смонтированы на общей раме, а газовые полости газовых емкостей соединены друг с другом посредством выполненного в плунжере канала, а на заднем торце каждой гидравлической емкости выполнен направленный внутрь сосуда выступ, а на заднем торце каждой газовой емкости соосно выступу выполнено углубление, имеющее возможность охвата выступа, причем подвод рабочей среды в гидравлические полости емкостей осуществляется со стороны их задних торцов по двум магистралям, одна из которых подведена к полости через выступ, а другая - непосредственно через задний торец и в ней установлен обратный клапан.The task is ensured by the fact that in the hydraulic drive compressor module, which contains opposite hydraulic tanks for the working medium and gas tanks for the pumped gas, moreover, the hydraulic tanks can be connected to the discharge pump or with the drain through the hydraulic lines, and the gas tanks can be connected by means of gas lines with a gas supply source or with its consumer, it is new that gas tanks are opposite to each other gu are placed with the possibility of movement in hydraulic tanks, and the module is equipped with a plunger, the rods of which are placed in gas tanks, while the hydraulic tanks and plunger are mounted on a common frame, and the gas cavities of gas tanks are connected to each other through a channel made in the plunger, and on the back an end face of each hydraulic reservoir is provided with a protrusion directed into the vessel, and a recess is made coaxially with the protrusion at the rear end of each gas reservoir, having the possibility of covering the protrusion, The medium in the hydraulic cavity of the containers is carried out from the side of their rear ends along two highways, one of which is connected to the cavity through the protrusion, and the other directly through the rear end and a check valve is installed in it.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема модуля гидроприводного компрессора.The essence of the claimed invention is illustrated by the drawing, which shows a diagram of a hydraulic compressor module.

Модуль гидроприводного компрессора состоит из двух оппозитно расположенных гидравлических емкостей 1 и 2, в которых с возможностью перемещения оппозитно друг относительно друга установлены газовые емкости (соответственно 3 и 4).The hydraulic drive compressor module consists of two opposed hydraulic tanks 1 and 2, in which gas tanks (respectively 3 and 4) are installed with the possibility of moving opposite to each other.

В состав модуля входит плунжер 5 со штоками по торцам, который не имеет возможности перемещения и штоки которого частично размещены в газовых емкостях. Емкости 1 и 3, а также плунжер 5 размещены на общей раме 6, что позволяет сохранять им в процессе эксплуатации постоянное положение относительно газовых емкостей и тем самым повысить срок службы уплотнительных элементов.The structure of the module includes a plunger 5 with rods at the ends, which does not have the ability to move and whose rods are partially located in gas tanks. Tanks 1 and 3, as well as plunger 5 are placed on a common frame 6, which allows them to maintain a constant position with respect to gas tanks during operation and thereby increase the service life of sealing elements.

В емкостях 1 и 2 имеются гидравлические полости «А», образованные внутренними поверхностями емкостей 1 и 2 и наружными поверхностями емкостей 3 и 4.In tanks 1 and 2 there are hydraulic cavities “A” formed by the inner surfaces of the tanks 1 and 2 and the outer surfaces of the tanks 3 and 4.

В емкостях 3 и 4 имеются газовые полости «Б», образованные внутренними поверхностями емкостей 3 и 4 и поверхностями штоков плунжера 5.In tanks 3 and 4 there are gas cavities “B” formed by the inner surfaces of the tanks 3 and 4 and the surfaces of the plunger rods 5.

Полости «А» напорной и сливной гидравлическими магистралями 7, в которых установлены соответствующие клапаны (позициями не обозначены), через гидрораспределитель имеют возможность соединения с насосом или с гидробаком - сливом (не показаны).Cavity “A” of the pressure and drain hydraulic lines 7, in which the corresponding valves are installed (positions are not indicated), through the valve can be connected to a pump or to a hydraulic tank - drain (not shown).

Полости «Б» газовыми магистралями 8, в которых установлены соответствующие клапаны (позициями не обозначены), имеют возможность соединения с источником подачи газа (стационарной газовой магистралью, газогенератором и пр.), а также с накопительной емкостью или с постом заправки (не показаны) транспортных средств. Наиболее предпочтительно для функционирования модуля, когда магистрали 8 проложены через плунжер 5.Cavity "B" with gas lines 8, in which the corresponding valves are installed (positions are not indicated), can be connected to a gas supply source (stationary gas line, gas generator, etc.), as well as to a storage tank or to a filling station (not shown) Vehicle. It is most preferable for the module to function when the lines 8 are laid through the plunger 5.

На одном из задних торцов каждой емкости 1 и 2 имеется направленный внутрь емкости выступ 9, а на обращенном к нему торце каждой емкости 3 и 4 - углубление 10, размеры которого несколько больше размера выступа 9.On one of the rear ends of each tank 1 and 2 there is a protrusion 9 directed inside the tank, and on the end of each tank 3 and 4 facing it there is a recess 10, the dimensions of which are slightly larger than the size of the protrusion 9.

Подведение гидравлических магистралей к емкостям 1 и 2 осуществляется через их задние торцы. Так одна из гидравлических магистралей проложена через выступ 9, а другая подведена через поверхность заднего торца и в ней установлен обратный клапан 11. Выступ 9, углубление 10 и магистраль с обратным клапаном 11 образуют демпфер конечного положения емкостей 3 и 4.The supply of hydraulic lines to tanks 1 and 2 is carried out through their rear ends. So one of the hydraulic lines is laid through the protrusion 9, and the other is led through the surface of the rear end and a check valve 11 is installed in it. The protrusion 9, the recess 10 and the line with the check valve 11 form the end position damper of the tanks 3 and 4.

Конструктивное исполнение блоков и элементов модуля, не раскрытое в настоящей заявке, является известным и не составляет предмета патентной охраны.The design of the blocks and elements of the module, not disclosed in this application, is known and does not constitute the subject of patent protection.

Естественно, что в гидравлических и газовых магистралях (каждая из которых показана схематично в виде одной линии), там, где это необходимо, установлены обратные клапаны и клапаны предельного давления. Для исключения протечек рабочей жидкости (особенно попадания ее в газовые емкости) и утечек газа соединения элементов модуля (особенно подвижные) герметизированы известным образом.Naturally, in hydraulic and gas lines (each of which is shown schematically in a single line), where necessary, check valves and limit pressure valves are installed. To prevent leakage of the working fluid (especially getting it into gas containers) and gas leaks, the connections of the module elements (especially movable) are sealed in a known manner.

Для подачи газа в накопительную емкость или непосредственно потребителям используют, как правило, несколько модулей, имеющих общий газовый выход и объединенных в систему, работающую по заданной циклограмме.To supply gas to the storage tank or directly to consumers, as a rule, several modules are used that have a common gas outlet and are combined into a system operating according to a given cyclogram.

Модуль гидроприводного компрессора работает следующим образом.The hydraulic compressor module operates as follows.

При включенном насосе рабочая жидкость (среда) из гидробака через гидрораспределитель подается по напорной гидравлической магистрали в полости «А» сосудов 1 и 2, давление в которых постепенно (по мере поступления рабочей среды) возрастает. Когда давление в полостях «А» превысит давление газа в полостях «Б», начинается плавное перемещение сосудов 3 и 4 навстречу друг другу, надвигаясь на штоки плунжера 5, в результате чего их объем уменьшается, а давление газа в них постепенно возрастает. При достижении в полостях «Б» давления, на которое рассчитаны предельные клапаны, они срабатывают на открывание и газ под заданным давлением поступает в накопительную емкость или в раздаточную арматуру для заправки транспортных средств.When the pump is turned on, the working fluid (medium) from the hydraulic tank is supplied through the hydraulic distributor through the pressure head hydraulic line in the cavity “A” of vessels 1 and 2, the pressure in which gradually (as the working medium arrives) increases. When the pressure in the cavities "A" exceeds the gas pressure in the cavities "B", the smooth movement of vessels 3 and 4 begins towards each other, moving on the rods of the plunger 5, as a result of which their volume decreases, and the gas pressure in them gradually increases. When the pressure in the cavities "B" is reached, for which the limit valves are designed, they are triggered to open and gas at a given pressure enters the storage tank or into the dispensing valve for refueling vehicles.

В конце хода газовые сосуды контактируют с управляющими элементами (например, с выдвинутыми штоками) гидрораспределителей, переключая их в положение, при котором полости «А» соединяются со сливом (с гидробаком), в результате чего под действием давления газа, оставшегося в полостях «Б», в их «мертвом» объеме газовые сосуды перемещаются в противоположные стороны, в стороны торцов своих сосудов 1 и 2. Давление в полостях «Б» падает и в них начинается поступление газа. В конце хода сосудов 3 и 4 их углубления 10 надвигаются на выступы 9 и перекрывают канал подвода рабочей среды через выступ 9, а вытесняемая рабочая среда через второй канал подвода через обратный клапан 11 поступает в полости «А», плавно замедляя ход емкостей 3 и 4 до их остановки. В конце хода газовые емкости «Б» контактируют с управляющими элементами гидрораспредитетелей, переключая их, в результате чего полости «А» отсоединяются от слива и соединяются с напорной магистралью и далее цикл повторяется.At the end of the course, the gas vessels are in contact with the control elements (for example, with extended rods) of the control valves, switching them to the position in which the cavities “A” are connected to the drain (with the hydraulic tank), as a result of which under the influence of the gas remaining in the cavities “B” ”, In their“ dead ”volume, the gas vessels move in opposite directions, to the sides of the ends of their vessels 1 and 2. The pressure in the cavities“ B ”drops and gas begins to flow into them. At the end of the course of vessels 3 and 4, their recesses 10 are pushed onto the protrusions 9 and block the channel for supplying the working medium through the protrusion 9, and the displaced working medium through the second supply channel through the check valve 11 enters the cavity "A", smoothly slowing the progress of the tanks 3 and 4 to their stop. At the end of the stroke, the gas tanks “B” are in contact with the control elements of the hydraulic control valves, switching them, as a result of which the cavities “A” are disconnected from the drain and connected to the pressure line and the cycle repeats.

Конструктивное выполнение модуля позволяет полностью исключить попадание рабочей среды в газовые полости, так как даже в случае повреждения герметизирующих элементов рабочая среда не имеет такой возможности, а также повысить плавность хода емкостей 3 и 4 в процессе функционирования модуля.The constructive implementation of the module allows to completely eliminate the ingress of the working medium into the gas cavities, since even in case of damage to the sealing elements, the working medium does not have such an opportunity, as well as to increase the smoothness of the tanks 3 and 4 during the operation of the module.

Claims

1. A hydraulic compressor module comprising opposed hydraulic reservoirs for the working medium and gas reservoirs for the pumped gas, the hydraulic reservoirs being able to be connected to the discharge pump or to the drain via hydraulic lines, and the gas reservoirs can be connected to the source via gas lines gas supply or with its consumer, characterized in that the gas tanks are opposite each other placed with the possibility of movement in gi hydraulic tanks, and the module is equipped with a plunger, the rods of which are placed in gas tanks, while the hydraulic tanks and the plunger are mounted on a common frame.

2. The hydraulic compressor module according to claim 1, characterized in that the cavity of the gas tanks are connected to each other by means of a channel made in the plunger.

3. The hydraulic compressor module according to claim 1, characterized in that at the rear end of each hydraulic tank there is a protrusion directed inside the vessel, and a recess is made coaxially with the protrusion at the rear end of each gas tank, with the possibility of enveloping the protrusion, wherein the working medium is supplied into the cavity hydraulic tanks is carried out from the side of their rear ends along two highways, one of which is brought to the cavity through the protrusion, and the other directly through the rear end and a check valve is installed in it.