SU1758283A1 - Насос с мускульным приводом - Google Patents

Abstract

Использование1 переносной источник гидравлической энергии дл  инструментов и приспособлений, например дл  привода кусачек, цилиндров и т п . используемых дл  спасательных и восстановительных работ при ликвидации последствий катастроф и аварий. Сущность изобретени : насос содержит корпус 1 с цилиндрами 2 и 3 и поршн ми 4 и 5, св занными с приводной руко ткой б, дл  работы в противофазе. Площадь поршн  4 больше площади поршн  5, отношение площадей не менее 2. Цилиндр 3 при помощи канала 13 соединен непосредственно с нагнетательной гидролинией 12, а цилиндр 2 имеет всасывающий 9 и нагнетательный 10 клапаны При работе насоса усили  на приводной руко тке 6 равны при ходах вверх и вниз. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к насосострое- нию, в частности к конструкции насосов с мускульным приводом, и может быть использовано дл  создани  переносного источника гидравлической энергии дл  гидравлических инструментов и приспособлений , например дл  питани  инструмента (кусачек, цилиндров, гидроцилиндров и т.п.), используемого дл  спасательных и восстановительных работ при ликвидации последствий катастроф и аварий

Известны однопоршневые насосы с мускульными приводом, состо щие из поршн , размещенного в цилиндре, всасывающего и нагнетательного обратных клапанов , бака, предохранительного и разгрузочного клапанов и рычажного привода

Такие насосы просты по конструкции, могут создавать высокое давление, не обладают очень маленькой под чей (от 0,5 до 3 см3/на ход поршн ) Этот недостаток существенно снижает эффективность применени  однопоршневых насосов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  насос с мускульным приводом, который дл  повышени  производительности снабжен двум  параллельно расположенными цилиндрами с размещенными в них поршн ми, каждый из которых шарнирно св зан с общей приводной руко ткой, установленной на неподвижной оси качени  и обеспечивающей движение поршней в противофазе Каждый цилиндр имеет всасывающий клапан дл  соединени  с баком и нагнетательный клапан дл  соединени  с нагнетательной гидролинией насоса.

Этот насос обладает более высокой подачей (в два раза в сравнении с одноцилиндровыми ), но он сложен по конструкции, что обусловлено наличием четырех обратных клапанов (всасывающих и нагнетательных).

Цель изобретени  - упрощение конструкции насосов, в частности двухцилиндровых с мускульным приводом

(Л

с

Х| СП 00

ю

00 CJ

Поставленна  цель достигаетс  тем, что насос с мускульным приводом, содержащий первый и второй цилиндры с размещенными в них поршн ми, каждый из которых шарнирно св зан с общей приводной руко-  ткой, установленной на неподвижной оси качени , расположенной между поршн ми дл  обеспечени  движени  последних в противофазе, причем по меньшей мере первый из цилиндров имеет всасывающий кла- пан дл  соединени  с источником перекачиваемой жидкости, и нагнетательный клапан дл  соединени  с нагнетательной гидролинией насоса, второй цилиндр непосредственно сообщен с нагнетатель- ной гидролинией, при этом отношение площади поршн  первого цилиндра к площади г поршн  второго цилиндра удовлетвор ет условию т 2,

Непосредственное сообщение второго гидроцилиндра с нагнетательной гидролинией и исполнение поршней с указанным соотношением их площадей позвол ют уменьшить общее количество клапанов насоса , как минимум, на два, что обеспечивает существенное уменьшение деталей, упрощает конструкцию корпуса, Это происходит за счет того, что в фазе всасывани  первым цилиндром происходит накопление потенциальной энергии, котора  аккумулируетс  подключаемой к насосу гидросистемой за счет упругости ее элементов (трубопроводов , цилиндров, сопротивлени  исполнительным органам, например, вес подчимаемого домкратом груза и т.д.). В фазе нагнетани  первым цилиндром накопленна  энерги  реализуетс  посредством второго цилиндра и рычажного механизма в рз.боту по вытеснению жидкости из первого цилиндра. Эта работа складываетс  с ра- ботой, совершаемой оператором в этой фазе Обща  работа оператора по перекачиванию жидкости за цикл распредел етс  между обеими фазами цикла (всасывание, нагнетание), а не реализуетс  только в фазе нагнетани . Таким образом силова  нагрузка оператора может быть снижена в пределе в два раза. При сохранении силовой нагрузки на оператора растет обща  работа цикла, что позвол ет увеличить объем пер- вого цилиндра в пределе в два раза по сравнению с прототипом (без увеличени  усили  на р/ко тке и ее длины). Таким образом, объем первого цилиндра предлагаемого насоса может быть равен суммарному объему цилиндров известных насосов. Но в предлагаемом насосе переносное нагнетание жид- кос и осуществл ет лишь первый цилиндр. В св чзи с этим только он снабжаетс  обратными клапанами. Второй цилиндр выполн ет только функцию накоплени  и реализации потенциальной энергии (подобно гидроаккумул тору), в св зи с этим он не нуждаетс  в оснащении клапанами.

На чертеже изображен насос.

Насос с мускульным приводом состоит из корпуса 1, имеющего цилиндры 2 и 3, поршней 4 и 5, приводной руко тки 6, неподвижной оси 7 качени , кронштейна 8, всасывающего клапана 9, нагнетательного клапана 10, бака 11, нзгнетательной гидролинии 12, канала 13, шарниров 14 и 15, уп- лотнительных элементов 16 и 17 и предохранительно-разгрузочного клапана 18.

Цилиндр 3 при помощи канала 13 непосредственно соединен с нагнетательной гидролинией 12, причем только с последней. Площадь Si поршн  4 больше площади $2 поршн  5. Площадь Sa выбрана из услови  обеспечени  санитарной нормы по усилию на рукс тке 6, т.е. она имеет значение, не превышающее максимально допускаемого. Отношение т площади Si к площади $2 удовлетвор ет условию т 2. Неподвижна  ось качани  7 закреплена на корпусе 1 при помощи кронштейна 8 таким образом, что обеспечивает движение поршней в противофазе с равными ходами. Насос размещен в масл ной ванне бака 11.

Насос работает слэдующим образом.

При движении руко тки 6 против часовой стрелки поршень 4 движетс  вверх, цилиндр 2 заполн етс  рабочей жидкостью, поступающей через клапан 9. Поршень 5 движетс  вниз и вытесн ет из цилиндра 3 объем Vi жидкости в гидролинию 12 При этом оператор преодолевает силу сопротивлени  движению поршн  5, котора  в основном зависит от давлени  Р в гидролинии 12 и площади $2 поршн  5, равна произведению этих параметров и приложена к шарниру 15 руко тки 6. Из услови  выбора параметров (82) поршн  5 следует, что данна  сила сопротивлени  не может превысить некоторэй допустимой величины, обусловленной санитгрной нормой усили  на руко тке 6 (или фи: ическими возможност ми оператора).

При движении рукэ тки 6 по ходу часовой стрелки п ршень 4 движетс  вниз и вытесн ет объем V2 жидкости в гидролинию 12 через клапан 10. Прч этом оператор преодолевает силу сопрстивлени  движению поршн  4. Эта Сила сопротивлени  в основном равна произведению давлени  Р в гидромагистрали 12 и площади Si поршн  4, следовательно, она в т раз больше силы сопротивлени  движению поршн  5 и может превышать допускаемое значение в пределе в г раз. Компенсаци  увеличени  сопротивлени  происходит за счет того, что в рассматриваемой фазе (движение руко тки 6 по ходу часовой стрелки) поршень 5 под воздействием давлени  жидкости, поступающей по каналу 13 из гидролинии 12 в цилиндр 3, перемещаетс  вверх и оказывает силовое воздействие на приводную руко т- ку 6 через шарнир 15, которое в свою очередь через плечи руко тки 6 передаетс  на шарнир 14, где складываетс  с усилием, создаваемым оператором. Таким образом, оператор в этой фазе непосредственно пре- одолевает только часть силы сопротивлени  движению поршн  4 и выполн ет только часть работы по вытеснению жидкости из цилиндра 2. Остальную работу выполн ет поршень 5 за счет потенциальной энергии гидросистемы, накопленной в первой из рассмотренных фазе, когда оператор совершал работу по вытеснению жидкости из цилиндра 3. При этом обща  работа по перекачиванию жидкости, совершаема  оператором, не измен етс , она только перераспредел етс  между фазами

Степень распределени  работы между фазами зависит от соотношени  площадей поршней, так как имеют место равенства их ходов и давлений в цилиндра (оба цилиндра имеют гидравлическую св зь с нагнетательной линией). Например, если прин ть т 2, то работа оператора по перекачиванию жидкости за цикл (двойной ход руко тки) между фазами поделитс  поровну. При таком распределении работы будет иметь место равенство усилий на приводной руко тке при ее движении вверх или вниз.

Подача Q насоса за цикл определ етс  выражением

Q Ui + U2-Ui.(1)

Принима  во внимание, что в пределах Sa 2Si, а также равенство ходов поршней, имеем U2 2Ui.

Тогда выражение (1) можно преобразовать:

Q Ui + U2-Ui U2 2Ui.

(2)

Из выражени  (2) следует, что предлагаемый насос обладает подачей двухцилиндрового насоса с параметрами цилиндра 3, которые, как отмечалось выше, могут иметь предельные (максимальные) дл  исполнени  значени , что определ ет предельно возможную производительность насоса в заданных габаритах.

Таким образом, предлагаемый насос обладает преимуществами двухлоршневых насосов с мускульным приводом (вдвое более высокой по сравнению с однопор- шневыми производительностью, без увеличени  габаритов привод т руко тки и усилий на ней), но значительно проще по конструкции, что обусловлено тем, что он имеет по меньшей мере два клапана меньше , чем прототип. Это обсто тельство значительно уменьшает общее количество деталей, упрощает конструкцию корпуса.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Насос с мускульным приводом, содержащий первый и второй цилиндры с размещенными в них поршн ми, каждый из которых шарнирно св зан с общей приводной руко ткой, установленной на неподвижной оси качени , расположенной между поршн ми дл  обеспечени  движени  последних в противофазе, причем по меньшей мере первый цилиндр имеет всасывающий клапан дл  соединени  с источником перекачиваемой жидкости и нагнетательный клапан дл  соединени  с нагнетательной гидролинией насоса, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, второй цилиндр непосредственно сообщен с нагнетательной гидролинией, при этом отношение площади поршн  первого цилиндра к площади поршн  второго цилиндра не менее 2.