RU2486375C2 - Hydraulic motor - Google Patents
Hydraulic motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486375C2 RU2486375C2 RU2011101028/06A RU2011101028A RU2486375C2 RU 2486375 C2 RU2486375 C2 RU 2486375C2 RU 2011101028/06 A RU2011101028/06 A RU 2011101028/06A RU 2011101028 A RU2011101028 A RU 2011101028A RU 2486375 C2 RU2486375 C2 RU 2486375C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working chamber
- pressure
- water
- hydraulic motor
- pump
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для водоснабжения, в частности для сельскохозяйственного водоснабжения с использованием энергии открытых водных потоков.The invention relates to a pump engineering and can be used for water supply, in particular for agricultural water supply using the energy of open water streams.
Известен водяной насос с энергосберегающим приводом, предназначенный для сельскохозяйственного водоснабжения с использованием энергии открытых водных потоков. Насос включает в себя питательную емкость для воды, впускной и выпускной каналы, рабочую камеру, образованную в поршне, имеющую всасывающий и напорный клапаны, неподвижный напорный трубопровод, расположенный соосно внутри рабочей камеры и снабженный упомянутым напорным клапаном, при этом между напорным трубопроводом и рабочей камерой установлено уплотнение (патент РФ №2245460, F04B 9/00, 12.05.2003).Known water pump with energy-saving drive, designed for agricultural water supply using the energy of open water flows. The pump includes a feed tank for water, inlet and outlet channels, a working chamber formed in the piston, having a suction and pressure valves, a stationary pressure pipe located coaxially inside the working chamber and provided with the pressure valve, while between the pressure pipe and the working chamber the seal is installed (RF patent No. 22545460, F04B 9/00, 05/12/2003).
Недостатком указанного технического решения является сложная механическая кинематическая связь между поршнем и механизмом переключения. Сжатие аккумулирующей пружины в процессе переключения требует значительных затрат энергии. В момент переключения механизма (когда аккумулирующая пружина максимально сжата) тангенциальная составляющая пружины равна нулю, а все радиальное усилие преобразуется в давление шарика на беговую дорожку. После перехода аккумулирующей пружины через точку переключения усилие, создаваемое ею, не полностью передается тягам, т.к. наибольшая величина усилия направлена радиально тягам и только небольшая часть усилия сжатой пружины (тангенциальная) расходуется на переключение. Эта тангенциальная составляющая может быть компенсирована силами трения в механизмах привода. Насос представлен в одноцилиндровом исполнении, что ограничивает увеличение подачи воды и создает неравномерность потока воды в напорном трубопроводе.The disadvantage of this technical solution is the complex mechanical kinematic connection between the piston and the switching mechanism. Compression of the storage spring during the switching process requires a significant amount of energy. At the moment of switching the mechanism (when the accumulating spring is compressed as much as possible), the tangential component of the spring is equal to zero, and all the radial force is converted to the ball pressure on the treadmill. After the accumulating spring passes through the switching point, the force generated by it is not completely transmitted to the rods, because the greatest magnitude of the force is directed radially to the rods and only a small part of the force of the compressed spring (tangential) is spent on switching. This tangential component can be compensated by the frictional forces in the drive mechanisms. The pump is presented in a single-cylinder design, which limits the increase in water supply and creates uneven water flow in the pressure pipe.
Наиболее близким техническим решением является водяной насос с энергосберегающим приводом, содержащий питательную емкость для воды, впускной и выпускной каналы, рабочую камеру, образованную в поршне, имеющую всасывающий и напорный клапаны, неподвижный напорный трубопровод, расположенный соосно внутри рабочей камеры и снабженный упомянутым напорным клапаном, при этом между напорным трубопроводом и рабочей камерой установлено уплотнение, привод, который выполнен в виде установленного в корпусе сосуда, частично заполненного водой, снабженного золотниково-пружинным механизмом, включающим золотник, фиксирующие пружины с шариками, расположенными в кольцевых канавках стержня золотника, и регулировочные колпачки. Данный привод обеспечивает гидравлическую связь поршня с механизмом переключения (перекрытия впускного и выпускного каналов) (патент РФ №2316681, F04B 9/00, 11.04.2005).The closest technical solution is a water pump with an energy-saving drive, containing a feed tank for water, inlet and outlet channels, a working chamber formed in the piston, having a suction and pressure valves, a stationary pressure pipe located coaxially inside the working chamber and equipped with the pressure valve. at the same time, a seal is installed between the pressure pipe and the working chamber, the actuator, which is made in the form of a vessel installed in the housing, partially filled with water, is equipped with a spool-spring mechanism, including a spool, fixing springs with balls located in the annular grooves of the spool rod, and adjusting caps. This drive provides a hydraulic connection between the piston and the switching mechanism (overlapping the inlet and outlet channels) (RF patent No. 2316681, F04B 9/00, 04/11/2005).
Следует отметить, что при классификации поршневых гидромашин за основу принимаются: кратность действия, конструкция поршня, число и расположение цилиндров, а также конструкция распределителя. Насос однократного действия (один цилиндр и поршень) за один оборот коленчатого вала (один рабочий и холостой ход) вытесняет жидкость из рабочей камеры один раз. То есть, для повышения эффективности работы насоса (увеличения подачи) необходимо увеличение многократности действия с увеличением числа цилиндров более одного (одно- и многоцилиндровые гидравлические машины) (Гейгер В.Г. Гидравлика и гидропривод / В.Г.Гейгер, B.C.Дулин, А.Г.Боруменский, А.Н.Заря: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1981. - С.159-171).It should be noted that in the classification of reciprocating hydraulic machines, the following are taken as the basis: multiplicity of action, piston design, number and arrangement of cylinders, as well as the design of the distributor. A single-acting pump (one cylinder and piston) for one revolution of the crankshaft (one working and idle) displaces the liquid from the working chamber once. That is, to increase the efficiency of the pump (increase in supply), it is necessary to increase the frequency of action with an increase in the number of cylinders of more than one (single and multi-cylinder hydraulic machines) (Geiger V.G. Hydraulics and hydraulic drive / V.G. Geiger, BC.Dulin, A .G. Borumensky, A.N. Zarya: Textbook for high schools. - 2nd ed., Revised and revised M .: Nedra, 1981. - S.159-171).
Аналогично проводимой классификации гидравлический двигатель-насос можно рассматривать как насос однократного действия. Увеличение объема рабочей камеры возможно за счет увеличения диаметра цилиндра и поршня с увеличением габаритов и металлоемкости насоса, имеющих предел технических возможностей.Similarly to the classification, a hydraulic motor-pump can be considered as a single-acting pump. An increase in the volume of the working chamber is possible due to an increase in the diameter of the cylinder and piston with an increase in the dimensions and metal consumption of the pump, which have a limit of technical capabilities.
Таким образом, недостатком указанного технического решения по патенту (патент РФ №2245460, F04B 9/00, 12.05.2003) является ограниченность и неравномерность подачи. Система управления клапанами впускного и выпускного каналов не решает задачу управления клапанами двухкратного гидравлического двигателя-насоса.Thus, the disadvantage of this technical solution for the patent (RF patent No. 22545460,
Известны поворотные объемные гидродвигатели, у которых угол поворота выходного звена (вала) не превышает 360°. Представляют интерес поворотные гидродвигатели с реечной передачей, где поступательное движение преобразуется в поворотное. Шток соединен с поршнями гидроцилиндра, оборудован зубчатой рейкой в сочленении с зубчатым колесом с закрепленным на валу зубчатого колеса рычагом (Гейгер В.Г. Гидравлика и гидропривод / В.Г.Гейгер, B.C.Дулин, А.Г.Боруменский, А.Н.Заря: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1981. - С.159-171).Known rotary volumetric hydraulic motors, in which the angle of rotation of the output link (shaft) does not exceed 360 °. Of interest are rack-and-pinion rotary hydraulic motors, where translational motion is converted to rotary. The rod is connected to the pistons of the hydraulic cylinder, equipped with a gear rack articulated with a gear wheel with a lever fixed to the gear shaft (Geiger V.G. Hydraulics and hydraulic drive / V.G. Geiger, BC.Dulin, A.G. Borumensky, A.N. Dawn: A textbook for universities. - 2nd ed., Revised and revised M .: Nedra, 1981. - S.159-171).
Задача изобретения - повышение эффективности работы гидравлического двигателя-насоса.The objective of the invention is to increase the efficiency of the hydraulic motor-pump.
Эта задача достигается тем, что в гидравлическом двигателе-насосе, работающем с использованием энергии открытых водных потоков, содержащем питательную емкость для воды, питательный и выпускной трубопроводы, впускной и выпускной каналы, насос однократного действия, включающий рабочую камеру, образованную в поршне, всасывающий и напорный клапаны, неподвижный напорный трубопровод, расположенный соосно внутри рабочей камеры и снабженный упомянутым напорным клапаном, при этом между напорным трубопроводом и рабочей камерой установлено уплотнение, привод для управления работой насоса, который выполнен в виде установленного в корпусе сосуда, частично заполненного водой, снабженного золотниково-пружинным механизмом, включающим золотник, фиксирующие пружины с шариками, расположенными в кольцевых канавках стержня золотника, и регулировочные колпачки. При этом гидравлический двигатель-насос включает в себя два насоса однократного действия. Напорные трубопроводы соединены между собой параллельно на общий напорный трубопровод. Нижняя часть золотника выполнена в виде зубчатой рейки, находящейся в сочленении с зубчатым сектором с рычагом. Питательная и выпускная трубы являются общими, а в соединении их с впускными и выпускными каналами установлены перекидные клапаны. Золотниково-пружинный механизм является общим для обоих насосов.This task is achieved by the fact that in a hydraulic motor pump operating using the energy of open water streams containing a feed tank for water, feed and exhaust pipelines, inlet and outlet channels, a single-acting pump including a working chamber formed in the piston, suction and pressure valves, a stationary pressure pipe located coaxially inside the working chamber and provided with the pressure valve, while between the pressure pipe and the working chamber installed removal, a drive for controlling the operation of the pump, which is made in the form of a vessel partially filled with water, equipped with a spool-spring mechanism, including a spool, fixing springs with balls located in the annular grooves of the spool rod, and adjusting caps. In this case, the hydraulic motor pump includes two single-acting pumps. Pressure pipelines are interconnected in parallel to a common pressure pipeline. The lower part of the spool is made in the form of a gear rack located in the joint with the gear sector with a lever. The feed and exhaust pipes are common, and flap valves are installed in their connection with the inlet and outlet channels. The spool-spring mechanism is common to both pumps.
На фиг.1, 2, 3, 4, 5 изображен гидравлический двигатель-насос. На фиг.1 представлено положение поршня однократного насоса при его положении в нижней мертвой точке; на фиг.2 - то же, при верхней мертвой точке; на фиг.3 - положение двух однократных насосов при совместной работе; на фиг.4 - положение двух однократных насосов с подачей на один напорный трубопровод; фиг.5 - пружинно-клапанный механизм; I, II - соответственно первый и второй однократные насосы; Pa - атмосферное давление.In figure 1, 2, 3, 4, 5 shows a hydraulic motor pump. Figure 1 shows the position of the piston of a single pump at its position at bottom dead center; figure 2 is the same at top dead center; figure 3 - the position of two single pumps when working together; figure 4 - the position of two single pumps with a single pressure pipe; 5 is a spring-valve mechanism; I, II - respectively, the first and second single pumps; P a - atmospheric pressure.
Гидравлический двигатель-насос, включающий в себя всасывающий клапан 1, тягу 2, подводящий канал 3 насоса II, впускной перекидной клапан 4, питательный трубопровод с задвижкой и фильтром 5, подводящий канал 6 насоса I, питательную емкость 7, гильзы цилиндров 8, поршни 9, рабочие камеры 10, напорный клапан насосов 11, уплотнения 12, напорный трубопровод 13 насоса I, корпус привода 14, сосуд привода 15, золотник 16, отводящий канал 17 насоса I, отводящий трубопровод 18, кольцевую выточка 19, золотниково-пружинный механизм 20, выпускной перекидной клапан 21, рычаг 22, выпускной канал 23 насоса II, напорный трубопровод 24 насоса II, общий напорный трубопровод 25, корпус поворотного механизма 26, зубчатый сектор 27, зубчатую рейку 28 на стержне золотника 16, шарик 29, пружину 30, кольцевую канавку 31, натяжные колпачки 32.Hydraulic motor-pump, which includes a suction valve 1, a
Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом. Для запуска гидравлического двигателя-насоса (в дальнейшем насоса) в работу открывается задвижка, расположенная на питательном трубопроводе 5. При этом поршень 9 и золотник 16 находятся в нижнем положении, впускной канал 6 открыт, а выпускной 17 закрыт, впускной канал 3 к насосу II закрыт, а выпускной 23 открыт. Рабочая камера 10 через всасывающий клапан 1 заполнена водой. Вода из питательной емкости 7 через фильтр питательного трубопровода 5, впускной канал 6 заполняет гильзу цилиндра 8 (в дальнейшем гильза) и корпус привода 14, заполняет зазор между гильзой и поршнем 9 до его верхней образующей. Возникающая подъемная сила Архимеда, преодолевая силу тяжести поршня 9 и рабочей камеры 10, силу трения в уплотнении 12 перемещает поршень 9 относительно напорного трубопровода 13 вверх. При этом всасывающий клапан 1, расположенный в рабочей камере 10, закрыт, а нагнетательный клапан 11, расположенный в напорном трубопроводе, открыт. При движении поршня вверх объем рабочей камеры уменьшается, создается избыточное давление, под действием которого вода поступает в напорный трубопровод 13 и далее в общий напорный трубопровод 25 (фиг.4) и к потребителю. Уплотнение 12 в насосах I, II между цилиндром рабочей камеры 10 и напорным трубопроводом 13 исключает утечки воды и давления из рабочей камеры 10. Одновременно вода заполняет корпус привода 14 до верхней образующей сосуда привода 15 с увеличением подъемной силы Архимеда на сосуд привода до максимального значения при положении поршня в верхней мертвой точке. Преодолевая сопротивление пружины 30, шариков 29, удерживающих золотник в кольцевой канавке 19 (фиг.2, 5), силы тяжести сосуда привода 15 и воды, находящейся в нем, сосуд привода резко поднимается вверх вместе с золотником 16, при этом шарики занимают положение в кольцевой канавке 31 (фиг 2, 5). Движение золотника 16 с зубчатой рейкой 28 приводит во вращение зубчатый сектор 27, на валу которого размещен рычаг 22, который приводит в движение тягу 2. Зубчатый сектор находится в корпусе 26. Тяга 2, шарнирно соединенная с перекидными клапанами 4, 21, перемещается влево (фиг.2), совершая перекрытие подводящего канала 6 с открытием выпускного канала 17 и одновременно освобождая подводящий канал 3 для подачи воды в гильзу 8 насоса II с перекрытием выпускного канала 23 (фиг.2). Таким образом, обеспечивается рабочий ход в насосе II, аналогично фиг.1. Истечение воды из цилиндра 8 через выпускной канал 17 и отводящему трубопроводу 18 сопровождается понижением уровня воды в корпусе привода 14 и соответственно уменьшением подъемной силы Архимеда на сосуд привода 15 до нуля. При этом возрастает действие силы тяжести сосуда привода 15 и воды, находящейся в нем. Под действием этих сил сосуд привода перемещает золотник 19, при этом шарики, попадая в кольцевую канавку 19, обеспечивают фиксированное положение золотника 16 (фиг.1). Далее процесс повторяется с обеспечением очередности рабочих и холостых ходов в насосах I, II. Если в насосе I рабочий ход, в насосе II - холостой и наоборот. Вода от насоса II подается в напорный трубопровод 24 и в общий напорный трубопровод 25 (фиг.3, 4). Регулировка пружинно-клапанного механизма осуществляется доливом (сливом) воды в сосуд привода 13 и изменением усилия на пружины 30 и шарики 29 натяжными колпачками 32.The invention is implemented as follows. To start the hydraulic motor-pump (hereinafter the pump), a valve located on the
Преимуществом описываемого технического решения по сравнению с прототипом является повышение эффективности работы насоса, выражающееся увеличением его подачи, а также равномерностью движения воды в общем нагнетательном трубопроводе. При этом сокращается количество питательных и выпускных трубопроводов, пружинно-клапанных механизмов, корпусов и сосудов привода, тяг, а следовательно, снижается общая металлоемкость насоса. Насос экологически чистый, может работать с напором 1 м и более за счет открытых потоков (ручьи, речки и пр.), обеспечивая потребности в воде людей, животных, для полива с.-х. культур и пожаротушенияThe advantage of the described technical solution in comparison with the prototype is to increase the efficiency of the pump, expressed in an increase in its supply, as well as the uniformity of the movement of water in the common discharge pipe. This reduces the number of supply and exhaust pipelines, spring-valve mechanisms, housings and vessels of the drive, rods, and therefore reduces the overall metal consumption of the pump. The pump is environmentally friendly, can work with a pressure of 1 m or more due to open streams (streams, rivers, etc.), providing the water needs of people, animals, for irrigation of agricultural crops. crops and fire fighting
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2245460, F04B 9/00, 12.05.2003.1. RF patent №2245460,
2. Патент РФ №2316681, F04B 9/00, 11.04.2005. - прототип.2. RF patent No. 2316681,
3. Гейгер В.Г. Гидравлика и гидропривод / В.Г.Гейгер, B.C.Дулин, А.Г.Боруменский, А.Н.Заря: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1981. - С.159-171.3. Geiger V.G. Hydraulics and hydraulic drive / V.G. Geiger, B.C. Dulin, A.G. Borumensky, A.N. Zarya: Textbook for universities. - 2nd ed., Revised. and add. M .: Nedra, 1981. - S.159-171.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101028/06A RU2486375C2 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Hydraulic motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101028/06A RU2486375C2 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Hydraulic motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011101028A RU2011101028A (en) | 2012-07-20 |
RU2486375C2 true RU2486375C2 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=46847042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011101028/06A RU2486375C2 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Hydraulic motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486375C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4930993A (en) * | 1989-07-07 | 1990-06-05 | Han Tai Kang | Energy regenerative apparatus for a water hammer type pump |
RU2198324C2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-02-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия | Water pump with energy saving drive |
RU2245460C1 (en) * | 2003-05-12 | 2005-01-27 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия (федеральное государственное учреждение высшего профессинального образования) | Water pump with energy saving drive |
RU2316681C2 (en) * | 2005-04-11 | 2008-02-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Water pump with power-saving drive |
DE202008006552U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-23 | Afanassev, Sergei | Water supply system |
-
2011
- 2011-01-12 RU RU2011101028/06A patent/RU2486375C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4930993A (en) * | 1989-07-07 | 1990-06-05 | Han Tai Kang | Energy regenerative apparatus for a water hammer type pump |
RU2198324C2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-02-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия | Water pump with energy saving drive |
RU2245460C1 (en) * | 2003-05-12 | 2005-01-27 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия (федеральное государственное учреждение высшего профессинального образования) | Water pump with energy saving drive |
RU2316681C2 (en) * | 2005-04-11 | 2008-02-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Water pump with power-saving drive |
DE202008006552U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-23 | Afanassev, Sergei | Water supply system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011101028A (en) | 2012-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2687707A2 (en) | A large reciprocating piston combustion engine, a control apparatus and a method for controlling such an engine | |
US20110041681A1 (en) | Positive-displacement machine | |
US7540230B2 (en) | Three-way poppet valve for work exchanger | |
KR20020075419A (en) | Free piston engine system with direct drive hydraulic output | |
RU2012109211A (en) | SEPARATED CYCLE ENGINE | |
CN109404267A (en) | A kind of diaphragm type compressor and its gas flow adjusting method | |
RU2486375C2 (en) | Hydraulic motor | |
CN102016317A (en) | Hydraulically driven machine improvement | |
CN101509404B (en) | Variable valve system | |
CN202659435U (en) | Opened low-speed and high-flow rate radial plunger pump | |
US11614099B2 (en) | Multiport pumps with multi-functional flow paths | |
CN208778198U (en) | A kind of diaphragm type compressor | |
CN201187400Y (en) | Hydraulic driving machine | |
CN201513310U (en) | Reciprocating piston pump | |
CN205370884U (en) | Many hydraulic cylinders of plunger type combination slush pump | |
RU2316681C2 (en) | Water pump with power-saving drive | |
SE509378C2 (en) | Hydro Machine | |
CN104454502B (en) | Plunger displacement pump | |
RU2245460C1 (en) | Water pump with energy saving drive | |
SK5954Y1 (en) | Valveless four stroke internal combustion engine with opposed axial piston | |
RU2421633C1 (en) | Belashov's rotary piston vacuum pump | |
RU149692U1 (en) | HYDROTURBINE HYDRAULIC ENGINE | |
SU744146A1 (en) | Pump-accumulator station | |
RU154359U1 (en) | PISTON PUMP | |
RU2198324C2 (en) | Water pump with energy saving drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140113 |