RU2564155C2 - Смещенный кулачок для поршневого насоса - Google Patents

Смещенный кулачок для поршневого насоса Download PDF

Info

Publication number
RU2564155C2
RU2564155C2 RU2012155000/06A RU2012155000A RU2564155C2 RU 2564155 C2 RU2564155 C2 RU 2564155C2 RU 2012155000/06 A RU2012155000/06 A RU 2012155000/06A RU 2012155000 A RU2012155000 A RU 2012155000A RU 2564155 C2 RU2564155 C2 RU 2564155C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
cam
axis
cylinder
pump assembly
Prior art date
Application number
RU2012155000/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012155000A (ru
Inventor
Дэниел СЕЛОТТА
Джон К. ХОЛМАН
Original Assignee
Грейко Миннесота Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=44992254&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2564155(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Грейко Миннесота Инк. filed Critical Грейко Миннесота Инк.
Publication of RU2012155000A publication Critical patent/RU2012155000A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2564155C2 publication Critical patent/RU2564155C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F04B9/04Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F04B9/04Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
    • F04B9/042Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms the means being cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0408Pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0413Cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F04B53/162Adaptations of cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F04B9/04Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
    • F04B9/045Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms the means being eccentrics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к поршневым насосам, приводимым в действие вращающимся кулачком. Узел насоса содержит кулачок и поршень. Кулачок вращается в плоскости вокруг эксцентриковой оси и имеет периферийную боковую стенку. Поршень зацепляется с периферийной боковой стенкой кулачка и перемещается вдоль оси поршня, которая лежит в плоскости кулачка. Ось поршня параллельна, но не совпадает с опорной линией, перпендикулярной к эксцентриковой оси и пересекающейся с эксцентриковой осью. Кулачок прикладывает максимальное усилие к поршню, когда ось поршня перпендикулярна к периферийной боковой стенке, где ролик, работающий от кулачка, зацепляется с периферийной боковой стенкой, и максимальное усилие, приложенное кулачком к поршню, действует, по существу, на одной прямой с осью поршня. Уменьшается износ элементов узла насоса и повышается эффективность откачки за счет минимизации ненужного крутящего момента. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Предпосылки изобретения
Настоящее изобретение в целом относится к поршневым насосам и, более конкретно, к поршневым насосам, приводимым в действие вращающимся кулачком.
Поршневые насосы обычно используются для перемещения текучих сред, таких как масло или консистентная смазка, в широком диапазоне применений в промышленности и на автотранспорте. Поршневые насосы, приводимые в действие вращающимся кулачком, перекачивают приблизительно постоянное количество текучей среды при каждом повороте кулачка.
Поршневые насосы, приводимые в действие вращающимся кулачком, содержат три части: кулачок, поршень, соединенный с кулачком, и цилиндр, вмещающий поршень. Кулачки могут быть круглыми, эллиптическими или дисками неправильной формы, но во всех случаях прикладывают усилие к поршню при повороте кулачка. Поршень поршневого насоса обычно ограничен для перемещения вдоль прямого канала внутри цилиндра и удерживается на наружной периферийной поверхности кулачка. Цилиндр поршневого насоса ограничивает поршень и содержит насосную камеру, в которую всасывается текучая среда, из которой текучая среда откачивается за счет перемещения поршня. Многие поршни являются, по существу, цилиндрическими валами, и большая часть цилиндров представляет собой, по существу, цилиндрические трубки. Поршневые цилиндры включают в себя впускные отверстия, которые обеспечивают прохождение текучей среды в насосную камеру. Эти впускные отверстия являются, по существу, отверстиями на боковых сторонах цилиндра.
При вращении кулачка поршневого насоса поршень проталкивается назад и вперед внутри цилиндра за счет действия пружины к кулачку и от кулачка. Кулачок проталкивает поршень в цилиндр, а пружина возвращает поршень при отводе кулачка. Это возвратно-поступательное движение поршня открывает и закрывает, по меньшей мере, одно впускное отверстие в поршневом цилиндре посредством разблокировки и блокировки впускного отверстия. Когда поршень отводится, текучая среда проходит через открытое впускное отверстие в насосную камеру цилиндра. При прохождении поршня он блокирует впускное отверстие и вытесняет текучую среду, захваченную в насосной камере, через выпускное отверстие насоса.
В поршневых насосах, приводимых в действие кулачком, поршень обычно совмещается с кулачком, так что вал поршня проходит радиально наружу от оси вращения кулачка. Это приводит к вытеснению поршня во время половины поворота кулачка и заполнению цилиндра во время другой половины поворота кулачка. Многие кулачки прикладывают усилие к поршням за счет поворота вокруг эксцентрично расположенной оси. Такие кулачки прикладывают усилия к радиально ориентированным поршням, которые не действуют полностью вдоль направления движения поршня.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к узлу насоса, содержащему кулачок и поршень. Кулачок вращается в плоскости вокруг эксцентриковой оси и имеет периферийную боковую стенку. Поршень зацепляется с периферийной боковой стенкой кулачка и перемещается вдоль оси поршня, которая лежит в плоскости кулачка. Ось поршня параллельна, но не совпадает с опорной линией, перпендикулярной к эксцентриковой оси и пересекающейся с ней.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - перспективный вид узла насоса настоящего изобретения, включающего в себя кулачок, поршень в контакте с кулачком и цилиндр, в котором перемещается поршень;
Фиг.2 - вид в разрезе узла насоса на фиг.1;
Фиг.3A и 3B - упрощенные виды кулачка и поршня известного уровня техники;
Фиг.4A и 4B - упрощенные виды кулачка и поршня на фиг.1 и 2;
Фиг.5 - кривая положения поршня в зависимости от угла кулачка в известном уровне техники; и
Фиг.6 - кривая в увеличенном масштабе положения поршня в зависимости от угла кулачка в настоящем изобретении.
Подробное описание
Фиг.1 - перспективный вид узла 10 насоса, содержащего кулачок 12, приводной вал 14, поршень 16 (с прямым валом 18 и роликом 20, работающим от кулачка), цилиндр 22, впускное отверстие 24, основание 26, пружину 28 поршня, опору 30 пружины поршня, выпускное отверстие 32, кольцо 36 для закрепления резервуара и съемные прокладочные зажимы 38. Кулачком 12 является диск с наружной периферийной стенкой и эксцентриковой осью вращения, такой как круглый диск с осью вращения, смещенной от геометрического центра окружности. Приводной вал 14 является вращающимся валом, закрепленным в кулачке 12 по оси RA вращения. Поршнем 16 является жесткий поршень, который перемещает кулачок 12. Поршень 16 содержит прямой вал 18 и ролик 20, работающий от кулачка, который слегка закруглен. Цилиндром 22 является, по существу, цилиндрическая трубка, удерживающая поршень 16, так что прямой вал 18 образует уплотнение с внутренней частью цилиндра 22. Цилиндр 22 отличается, по меньшей мере, одним впускным отверстием 24. Как показано, впускным отверстием 24 является отверстие через обе боковые стороны цилиндра 22. Основанием 26 является жесткий корпус, который закрепляет как приводной вал 14, так и цилиндр 22. В изображенном варианте осуществления основанием 26 является изготовленный литьем под давлением пластмассовый элемент, но основанием 26 обычно может быть любой элемент, который закрепляет цилиндр 22 относительно приводного вала 14. Цилиндр 22 ввинчен в основание 26. В других вариантах осуществления цилиндр 22 может быть закреплен с возможностью съема на основании 26 за счет других средств. Пружина 28 поршня проходит между цилиндром 22 и опорой 30 пружины поршня, которая является диском, установленным на поршне 16 рядом с роликом 20, работающим от кулачка. Цилиндр 22 включает в себя выпускное отверстие 32, место выхода для текучей среды, такой как топливо, масло или консистентная смазка. Выпускное отверстие 32 имеет резьбовую внутреннюю поверхность для закрепления шланга или трубки для подачи текучей среды. В альтернативных вариантах осуществления шланги или трубки могут закрепляться в выпускном отверстии 32 за счет других средств. Резервуар для текучей среды (не показан) закреплен сверху узла 10 насоса на кольце 36 для закрепления резервуара. Вместе с основанием 26 этот резервуар образует пространство, которое может заполняться текучей средой. Съемными прокладочными зажимами 38 являются зажимы заданной ширины и могут, например, быть выполнены из штампованного металла. Съемные прокладочные зажимы 38 могут вставляться между цилиндром 22 и основанием 26, как показано, для регулировки положения впускного отверстия 24 относительно оси RA вращения. Вставка или удаление съемных прокладочных зажимов 38 изменяет подачу узла 10 насоса, как описано в одной из заявок, находящейся одновременно на рассмотрении патентного ведомства, №___, под названием «Съемный прокладочный зажим для регулируемого поршневого насоса». Узел 10 насоса может использоваться в любой подходящей системе, например, в заводских и промышленных системах смазки.
Приводной вал 14 вращается под действием движущей силы для поворота кулачка 12. Например, приводной вал 14 может вращаться под действием движущей силы пневматического двигателя или электродвигателя. При вращении кулачка 12 вокруг эксцентриковой оси RA вращения, пружина 28 поршня удерживает ролик 20, работающий от кулачка, поршня 16 на наружной периферийной стенке кулачка 12 за счет усилия пружины. При вращении кулачка 12 он прикладывает усилие к поршню 16, сжимая пружину 28 поршня. При продолжении вращения кулачка 12 пружина поршня удерживает ролик 20, работающий от кулачка, в контакте с кулачком 12, в то время как наружная периферийная стенка кулачка 12 отдаляется. Прямой вал 18 поршня 16 перемещается назад и вперед вдоль оси PA поршня (см. фиг.2) через цилиндр 22, приводимый в движение кулачком 12.
Текучая среда из резервуара, закрепленного на кольце 36 для закрепления резервуара, заполняет область, окружающую кулачок 12, поршень 16 и цилиндр 22. При повороте кулачка 12 поршень 16 перемещается вдоль канала, образованного цилиндром 22. Перемещение поршня 16 влево создает вакуумную полость внутри цилиндра 22, в то время как впускное отверстие 24 закрыто (см. фиг.2). При открытии впускного отверстия 24 посредством вакуума текучая среда всасывается в цилиндр 22 через впускное отверстие 24. Перемещение поршня 16 вправо вытесняет текучую среду из цилиндра 22 через выпускное отверстие 32, таким образом, выкачивая текучую среду из резервуара. Для максимизации эффективности откачки ось поршня 16 не пересекается с осью RA вращения, а вместо этого смещена на фиксированное расстояние в направлении вращения кулачка 12, как будет описано более подробно со ссылкой на фиг.2.
Фиг.2 - вид в разрезе узла 10 насоса по линии 2-2 сечения на фиг.1. Фиг.2 изображает кулачок 12, приводной вал 14, поршень 16 (с прямым валом 18, роликом 20, работающим от кулачка, и поверхностью 21 поршня), цилиндр 22, впускное отверстие 24, основание 26, пружину 28 поршня, опору 30 пружины поршня, выпускное отверстие 32, съемные прокладочные зажимы 38, пробку 42, клапанную пружину 44 и опору 46 клапанной пружины. Как описано со ссылкой на фиг.1, приводной вал 14 вращает кулачок 12 и закреплен на основании 26. Поршень 16 перемещается внутри цилиндра 22 и удерживается на кулачке 12 за счет пружины 28, совершая возвратно-поступательное движение вдоль оси PA поршня. Цилиндр 22 имеет впускное отверстие 24, через которое текучая среда проходит в цилиндр 22, и выпускное отверстие 32, через которое текучая среда выходит из цилиндра 22. Кроме того, клапан 25 образует уплотнение внутри цилиндра 22. Клапан 25 является тарельчатым клапаном, содержащим пробку 42, пружину 44 пробки и опору 46 пружины пробки. Пробкой 42 является пробка с формой и размером для уплотнения цилиндра 22 от прохождения текучей среды при удержании на месте (как показано) пружиной 44 клапана. Пружина 44 клапана является низкопрочной пружиной, которая проходит от пробки 42 к опоре 46 пружины пробки и возвращает пробку 42 в положение уплотнения при отсутствии других усилий. Опора 46 пружины пробки включает в себя отверстия или каналы для текучей среды (не показаны) для обеспечения прохождения текучей среды через опору 46 пружины пробки к выпускному отверстию 32. В одном варианте осуществления опора 46 пружины пробки имеет резьбу для зацепления с резьбой выпускного отверстия 32.
Вращение кулачка 12 приводит в движение поршень 16 назад и вперед вдоль оси PA поршня, как описано выше. Прямой вал 18 иногда блокирует впускное отверстие 24, закрывая впускное отверстие 24 и предотвращая выход текучей среды из цилиндра 22 через выпускное отверстие 32. В то время как поршень 16 перемещается влево из своего крайнего правого выдвижения внутри цилиндра, клапан 25 уплотняет цилиндр 22, предотвращая выход текучей среды из уплотнения 22 через выпускное отверстие 32. Перемещение поршня 16 создает частичный вакуум между поверхностью 21 поршня и пробкой 42 клапана 25. Клапан 25 удерживается в уплотнении за счет уплотнительной пружины 44 и вакуума. Перемещение влево за счет поршня 16 отводит прямой вал 18 из впускного отверстия 24, разблокируя и открывая впускное отверстие 24, так что текучая среда может проходить в цилиндр 22. Когда отверстие 24 открыто, посредством вакуума текучая среда всасывается в цилиндр 22 до тех пор, пока поршень 16 не достигнет своего крайнего левого положения. Затем, поршень 16 перемещается вправо, вытесняя текучую среду через впускное отверстие 24 до тех пор, пока впускное отверстие 24 не будет заблокировано прямым валом 18 поршня 16. Непрерывное перемещение вправо оказывает давление на текучую среду, захваченную между поверхностью 21 поршня и пробкой 42 клапана 25, открывая клапан 25. Перемещение вправо поршня 16 из впускного отверстия 24 в крайнее правое выдвинутое положение поршня 16, таким образом, откачивает текучую среду из цилиндра 22 через выпускное отверстие 32. Общий объем текучей среды, вытесняемой во время каждого цикла кулачка и поршня 16, определяется расстоянием между впускным отверстием 24 и крайним правым выдвинутым положением прямого вала 18 поршня 16.
Съемные прокладочные зажимы 38 вставляются между цилиндром 22 и основанием 26, регулируя положение цилиндра 22 и, следовательно, впускного отверстия 24 относительно кулачка 12, и крайнее правое выдвижение прямого вала 18. Цилиндр 22 завинчен до отказа, удерживая съемные прокладочные зажимы 38 на месте. Внутренняя поверхность цилиндра может иметь резьбу для обеспечения закрепления трубок или шлангов с резьбой в выпускном отверстии 32.
Как изображено, кулачок 12 содержит круглый диск с геометрическим центром GC кулачка, смещенным от оси RA вращения, которая проходит через центр приводного вала 14. Ось PA поршня не пересекается с осью RA вращения, а точнее проходит от оси RA вращения на расстоянии, описанном ниже со ссылкой на фиг.3 и 4. Геометрический центр GC кулачка вращает по орбите приводной вал 14 в направлении по часовой стрелке, так что кулачок 12 вытесняет поршень вправо, когда геометрический центр GC кулачка поршня, по существу, совпадает с поршнем 16.
Фиг.3A и 3B изображает конфигурации известного уровня техники кулачка 12 и поршня 16. Фиг.3A изображает приводной вал 14 и кулачок 12, и фиг.3B показывает направление усилий, приложенных кулачком 12 к поршню 16. В поршневых насосах известного уровня техники поршень 16 ориентирован непосредственно на одной линии с приводным валом 14, чтобы проходить радиально наружу от оси вращения кулачка 12. Результирующее усилие, приложенное кулачком 12 к поршню 16 во время сжатия пружины 28, в основном действует вдоль оси перемещения поршня 16, но имеет составляющую в направлении вращения, перпендикулярную к оси перемещения поршня 16. Эта составляющая усилия не действует (и, следовательно, является потерянной энергией) и может способствовать износу поршня 16 или цилиндра 22.
Фиг.4A и 4B изображает конфигурацию настоящего изобретения для кулачка 12 и поршня 16. Фиг.4A изображает приводной вал 14 и кулачок 12, и фиг.4B показывает направление усилий, приложенных кулачком 12 к поршню 16. Геометрический центр GC кулачка отделен от оси RA вращения расстоянием X1. Фиг.4A показывает ось PA поршня, которая лежит в плоскости кулачка 12, и опорную линию RL, линию, параллельную оси PA поршня, которая также лежит в плоскости кулачка 12, но которая проходит через ось RA вращения кулачка 12. Поршень 16 не ориентирован на одной линии с приводным валом 14, как в известном уровне техники, а точнее смещен на расстояние X2 в направлении, противоположном вращению кулачка и перпендикулярном к оси PA поршня, для обеспечения увеличенной эффективности. Соответственно, ось PA поршня и опорная линия RL отделены расстоянием X2. В одном варианте осуществления X1=X2. Путем сравнения расстояние X1 равно нулю на фиг.3A, так как ось PA поршня и опорная линия RL совпадают в известном уровне техники. Если кулачок 12 круглый, максимальное усилие, приложенное кулачком 12 к поршню 16 во время сжатия пружины 28, полностью ориентировано вдоль оси перемещения поршня 16 с незначительным усилием в любом другом направлении. Это максимальное усилие возникает, когда большая ось кулачка 12 перпендикулярна к оси PA поршня. Кулачок 12, в качестве альтернативы, может иметь другие формы (например, эллиптическую или любые сложные формы), в этом случае смещение оси PA поршня от опорной линии RL будет повышать эффективность, но не исключают полностью усилия, действующие не на одной линии с осью PA поршня. Эффективность данной конфигурации преобразует вращательную энергию приводного вала 14 в поступательное движение поршня 16 и предотвращает воздействие бесполезных напряжений и износов на поршень 16 или цилиндр 22, как описано выше со ссылкой на фиг.3A и 3B.
Настоящее изобретение также обеспечивает приведение в движение кулачком 12 поршня 16 в большем диапазоне углов вращения кулачка. Фиг.5 - кривая положения поршня в зависимости от угла кулачка в известном уровне техники. В известном уровне техники рабочий цикл поршня, приведенного в действие таким круглым кулачком, является равномерным: поршень перемещается в одном направлении во время половины каждого периода вращения кулачка и в противоположном направлении во время другой половины. Соответственно, узлы насосов известного уровня техники откачивают во время половины каждого цикла вращения и заполняют во время остальной половины. Фиг.6 - кривая положения поршня в зависимости от угла кулачка в настоящем изобретении. Фиг.6 выполнено в увеличенном масштабе, а не в действительном масштабе, чтобы подчеркнуть разницу между рабочим циклом настоящего изобретения и рабочим циклом известного уровня техники. В настоящем изобретении поршень 12 тратит более половины каждого периода вращения кулачка на перемещение в цилиндр 22, и менее половины на отвод из цилиндра 22. Соответственно, узел 10 насоса откачивает во время более половины каждого цикла вращения и заполняет во время менее половины. Поскольку узел 10 насоса выполняет только работу во время откачивания, данная конфигурация позволяет поршню откачивать одинаковое количество текучей среды при одной и той же скорости приводного вала, что и в известном уровне техники, требуя меньший крутящий момент по сравнению с конфигурациями известного уровня техники от приводного вала 114. В общем, узел 10 насоса может быть выполнен для заданного режима откачки, описывающего периоды заполнения и откачки за счет смещения оси PA поршня на соответствующее расстояние от оси RA вращения.
Посредством смещения поршня от одной линии с осью вращения кулачка 12 настоящее изобретение уменьшает износ элементов узла 10 насоса и повышает эффективность откачки за счет минимизации ненужного крутящего момента. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает приведение в движение поршня 16 за счет вращения при меньшем крутящем моменте приводного вала 14, таким образом, дополнительно повышая энергетический кпд.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на пример осуществления (примеры осуществления), специалистам в данной области техники следует понимать, что возможны различные изменения, и эквиваленты могут быть использованы вместо их элементов без отхода от объема настоящего изобретения. Кроме того, возможны многие модификации для адаптации конкретной ситуации или материала к идеям настоящего изобретения без отхода от его основного объема. Следовательно, подразумевается, что настоящее изобретение не ограничивается раскрытым конкретным вариантом осуществления (вариантами осуществления) и может включать в себя все варианты осуществления, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Claims (16)

1. Узел насоса, содержащий:
кулачок, который вращается в плоскости вокруг эксцентриковой оси и имеет периферийную боковую стенку; и
поршень, зацепляющийся с периферийной боковой стенкой кулачка, и который перемещается вдоль оси поршня;
причем ось поршня лежит в плоскости кулачка и параллельна, но не совпадает с опорной линией, перпендикулярной к эксцентриковой оси и пересекающейся с эксцентриковой осью, и
кулачок прикладывает максимальное усилие к поршню, когда ось поршня перпендикулярна к периферийной боковой стенке, где ролик, работающий от кулачка, зацепляется с периферийной боковой стенкой, и максимальное усилие, приложенное кулачком к поршню, действует, по существу, на одной прямой с осью поршня.
2. Узел насоса по п.1, в котором кулачком является круглый кулачок, и эксцентриковая ось смещена на первое расстояние от геометрического центра кулачка.
3. Узел насоса по п.1, в котором ось поршня смещена на второе расстояние от опорной линии.
4. Узел насоса по п.3, в котором первое расстояние между геометрическим центром кулачка и эксцентриковой осью равно второму расстоянию.
5. Узел насоса по п.1, дополнительно содержащий цилиндр, имеющий отверстие для впуска текучей среды и отверстие для выпуска текучей среды, и через который перемещается поршень.
6. Узел насоса, содержащий:
круглый кулачок, вращающийся в плоскости, причем круглый кулачок содержит
эксцентриковую ось вращения;
периферийную боковую стенку, параллельную эксцентриковой оси вращения; и
геометрический центр; и
поршень, лежащий в плоскости, причем поршень содержит
ролик, работающий от кулачка, зацепляющийся с периферийной боковой стенкой, так что при вращении круглый кулачок прикладывает усилие к поршню; и
вал, который перемещается вдоль оси поршня;
причем
круглый кулачок прикладывает максимальное усилие к поршню, когда ось поршня перпендикулярна к периферийной боковой стенке, где ролик, работающий от кулачка, зацепляется с периферийной боковой стенкой; и
максимальное усилие, приложенное круглым кулачком к поршню, действует, по существу, на одной прямой с осью поршня.
7. Узел насоса по п.6, в котором эксцентриковая ось круглого кулачка расположена на первом расстоянии от геометрического центра кулачка.
8. Узел насоса по п.7, в котором второе расстояние между осью поршня и опорной линией, параллельной оси поршня и проходящей через эксцентриковую ось круглого кулачка, равно первому расстоянию.
9. Узел насоса по п.6, дополнительно содержащий полый цилиндр с впускным отверстием и выпускным отверстием, и, причем поршень перемещается внутри цилиндра таким образом, что
цилиндр заполняется текучей средой через впускное отверстие, в то время как поршень отводится из цилиндра; и
поршень откачивает текучую среду из цилиндра через выпускное отверстие, в то время как поршень проходит в цилиндр.
10. Узел насоса по п.9, в котором поршень использует большую часть каждого поворота кулачка на перемещение в цилиндр, чем на отвод из цилиндра.
11. Узел насоса, содержащий:
основание;
кулачок, установленный на основании для вращения в плоскости, причем кулачок имеет ось вращения;
периферийную боковую стенку, параллельную оси вращения; и
геометрический центр, смещенный от оси вращения;
цилиндр для перемещения текучей среды, который закрепляется на основании, и который имеет впускное отверстие и выпускное
отверстие;
поршень, расположенный в цилиндре для перемещения текучей среды и приводимый в движение вследствие вращения кулачка, причем поршень содержит
вал, проходящий вдоль оси поршня, лежащей в плоскости, причем ось поршня параллельна, но не совпадает с опорной линией, перпендикулярной к оси вращения кулачка и пересекающейся с осью вращения кулачка;
ролик, работающий от кулачка, зацепляющийся с периферийной боковой стенкой;
причем текучая среда входит в цилиндр через впускное отверстие и вытесняется из цилиндра за счет перемещения поршня через цилиндр, и
кулачок прикладывает максимальное усилие к поршню, когда ось поршня перпендикулярна к периферийной боковой стенке, где ролик, работающий от кулачка, зацепляется с периферийной боковой стенкой, и максимальное усилие, приложенное кулачком к поршню, действует, по существу, на одной прямой с осью поршня.
12. Узел насоса по п.11, дополнительно содержащий пружину, которая удерживает поршень на кулачке.
13. Узел насоса по п.12, в котором пружина проходит между цилиндром для перемещения текучей среды и опорой на поршне.
14. Узел насоса по п.11, в котором усилие, приложенное кулачком к поршню, действует, по существу, на одной линии с единственной осью перемещения поршня.
15. Узел насоса по п.11, в котором кулачок является круглым, и ось вращения отделена первым расстоянием от геометрического центра кулачка.
16. Узел насоса по п.15, в котором ось поршня и опорная линия разделены вторым расстоянием, равным первому расстоянию.
RU2012155000/06A 2010-05-19 2011-05-19 Смещенный кулачок для поршневого насоса RU2564155C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34628010P 2010-05-19 2010-05-19
US61/346,280 2010-05-19
PCT/US2011/000894 WO2011146126A2 (en) 2010-05-19 2011-05-19 Offset cam for piston pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012155000A RU2012155000A (ru) 2014-06-27
RU2564155C2 true RU2564155C2 (ru) 2015-09-27

Family

ID=44992254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012155000/06A RU2564155C2 (ru) 2010-05-19 2011-05-19 Смещенный кулачок для поршневого насоса

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9611840B2 (ru)
EP (1) EP2572104A4 (ru)
KR (1) KR101874131B1 (ru)
CN (1) CN102939461B (ru)
AU (1) AU2011256843B2 (ru)
BR (1) BR112012029261A2 (ru)
RU (1) RU2564155C2 (ru)
WO (1) WO2011146126A2 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102596096B (zh) * 2009-08-17 2014-11-19 盛势达瑞士有限公司 振动频率调整装置和使用其的水流式口腔内清洗装置
CN103114883A (zh) * 2013-02-22 2013-05-22 慈溪市联发机械有限公司 凸轮轴
CN103485998B (zh) * 2013-08-27 2015-11-18 付磊 一种凸轮压缩式打气筒
US10408201B2 (en) * 2015-09-01 2019-09-10 PSC Engineering, LLC Positive displacement pump
EP3454919B1 (de) 2016-05-11 2023-04-12 Medela Holding AG Membranvakuumpumpe
CN110481528B (zh) * 2018-10-24 2020-11-06 京西重工(上海)有限公司 液压控制单元
US11767840B2 (en) 2021-01-25 2023-09-26 Ingersoll-Rand Industrial U.S. Diaphragm pump
DE102022206919A1 (de) 2022-07-06 2024-01-11 Thyssenkrupp Ag Radialkolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenverdichter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1679051A1 (ru) * 1989-06-22 1991-09-23 Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше Плунжерный насос
RU2137963C1 (ru) * 1998-07-09 1999-09-20 Антипов Петр Артемьевич Механизм преобразования движения поршневой машины
RU45479U1 (ru) * 2004-12-28 2005-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Кулачковый механизм привода плунжера топливного насоса высокого давления дизельного двигателя

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2810335A1 (de) 1978-03-10 1979-09-13 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen
US5378123A (en) 1990-02-02 1995-01-03 Carmelo J. Scuderi Apparatus for recovering refrigerant with offset cam
DE4310062C2 (de) 1993-03-27 2003-07-03 Continental Teves Ag & Co Ohg Radialkolbenmaschine
JPH07317652A (ja) 1994-05-25 1995-12-05 Sumitomo Electric Ind Ltd プランジャ式ポンプ
JP2000054935A (ja) * 1998-06-02 2000-02-22 Denso Corp 燃料噴射ポンプ
JP3606237B2 (ja) 2001-07-25 2005-01-05 日産自動車株式会社 内燃機関
DE10236853A1 (de) 2002-08-10 2004-02-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Radialkolbenpumpe, insbesondere für eine schlupfgeregelte Bremsanlage
EP1394413B1 (de) 2002-08-31 2016-10-12 Continental Teves AG & Co. oHG Hubkolbenverdichter für gasförmige Medien mit verringerter Bauhöhe
DE102006041673A1 (de) * 2006-02-20 2007-08-23 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
AT504520B1 (de) 2007-03-26 2008-06-15 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum antreiben einer kolbenpumpe
DE102008002101A1 (de) 2008-05-30 2009-12-03 Robert Bosch Gmbh Radialkolbenpumpe
DE102008042881A1 (de) 2008-10-16 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpenanordnung
CN101644242A (zh) 2009-09-01 2010-02-10 北京创新通恒科技有限公司 工业制备色谱用大流量柱塞泵

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1679051A1 (ru) * 1989-06-22 1991-09-23 Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше Плунжерный насос
RU2137963C1 (ru) * 1998-07-09 1999-09-20 Антипов Петр Артемьевич Механизм преобразования движения поршневой машины
RU45479U1 (ru) * 2004-12-28 2005-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Кулачковый механизм привода плунжера топливного насоса высокого давления дизельного двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
EP2572104A4 (en) 2015-11-25
BR112012029261A2 (pt) 2017-12-12
AU2011256843B2 (en) 2015-08-06
RU2012155000A (ru) 2014-06-27
AU2011256843A1 (en) 2013-01-10
CN102939461B (zh) 2015-06-10
EP2572104A2 (en) 2013-03-27
WO2011146126A2 (en) 2011-11-24
KR20130087397A (ko) 2013-08-06
US9611840B2 (en) 2017-04-04
CN102939461A (zh) 2013-02-20
WO2011146126A3 (en) 2012-03-15
US20130061744A1 (en) 2013-03-14
KR101874131B1 (ko) 2018-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2564155C2 (ru) Смещенный кулачок для поршневого насоса
US10167862B2 (en) Removable shim clip for adjustable piston pump
US11506056B2 (en) Rotary machine
US9399984B2 (en) Variable radial fluid device with counteracting cams
CA3009540A1 (en) Rotary hydraulic pump with esp motor
CN1788164A (zh) 旋转式压缩机
KR100781391B1 (ko) 구동모터를 이용한 왕복펌프
US20240167462A1 (en) Desmodromic mechanism and fluid pump
KR101604764B1 (ko) 사판식 팽창기
CN104895791A (zh) 滚动转子式压缩机构及包括该机构的压缩机
US9140244B2 (en) Piston pump with cam actuated valves
CN215333384U (zh) 适用于高压清洁活塞泵的泵盖结构
US9303638B2 (en) Variable radial fluid devices in series
CN112460013B (zh) 一种液压柱塞泵及其液力端
KR200332480Y1 (ko) 베인형 공기압축기
RU2181443C2 (ru) Роторный насос (варианты)
RU2229625C2 (ru) Роторно-поршневой насос
US20030068247A1 (en) Hydraulic motor or pump with higher efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200520