RU2037673C1

RU2037673C1 - Source of the liquid high pressure

Info

Publication number: RU2037673C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Панкратьевич Макаров
Original assignee: Анатолий Панкратьевич Макаров
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: hydraulic equipment. SUBSTANCE: driving cavity of each metering pump behind the plunger is equipped with a spring-loaded rod of piston mounted on its housing outside and coming into contact with the piston at the end of the working stroke. The other end of each spring-loaded rod of piston is equipped with the screen of the contactless pickup, with each of them being attached to the housing of its metering pump. Each two of three liquid-pressure pickups are switched on to the driving cavity. The third one is mounted between the no-return valves and the low-pressure pump connected with the working cavities of the metering pumps through the no-return valves. The working cavities are connected with the user through pressure valves. The valve lowering the pressure is connected to one output channel of the middle-pressure pump. The valve output is connected to distributors having electromagnetic control. The distributors operate the cut-off valves with normally open channels connected with the discharge valve of each metering pump and the output channels of the surge tanks. The input channel of each tank is connected to the corresponding output channel of the middle-pressure pump. The cut-off valves are communicated with the tank of the middle-value pump. EFFECT: facilitated manufacture. 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидрооборудованию высокого давления и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Особое место оно займет в создании автогидроустановок для новых технологий. The invention relates to high pressure hydraulic equipment and can be used in various sectors of the economy. It will occupy a special place in the creation of auto-hydraulic installations for new technologies.

Известны источники высокого давления жидкости. К ним относятся насосы высокого давления фирмы "Хаммельманн" (ФРГ) с выходным давлением воды до Р 200 МПа и Woма (ФРГ) с выходным давлением воды до Р 350 МПа. Sources of high pressure liquids are known. These include high-pressure pumps manufactured by Hammelmann (Germany) with an outlet pressure of water up to P 200 MPa and Woma (Germany) with an outlet pressure of water up to P 350 MPa.

Известен по а.с. 1591590 источник высокого давления жидкости (прототип). Им обеспечивается периодическая подача к высоконапорному резаку жидкости с давлением 350 МПа с полностью устраненной пульсацией давления. Он содержит насос, расширительный бак, мультипликатор, в корпусе которого установлен поршень с вкладышем высокого давления, с образованием приводной и рабочих полостей, напорный, подпорный с приводной полостью и обратный клапан, гидролиния насоса соединена через расширительный бак с подпорным клапаном и с приводной полостью напорного клапана (отсекающего клапана), входной канал которого сообщен с приводной полостью мультипликатора, а выходной с баком насоса, в корпусе расширительного бака установлены диск и полая ступица, на которых выполнены калиброванные отверстия с образованием входной и выходной полостей, выходная полость мультипликатора сообщена с потребителем. Known by A.S. 1591590 a source of high pressure liquid (prototype). It provides a periodic supply to a high-pressure torch of a liquid with a pressure of 350 MPa with completely eliminated pressure pulsation. It contains a pump, an expansion tank, a multiplier, in which a piston with a high-pressure liner is installed, with the formation of a drive and working cavities, a pressure head, backup with a drive cavity and a check valve, the pump line is connected through an expansion tank with a backup valve and with a pressure drive drive cavity a valve (shut-off valve), the input channel of which is in communication with the drive cavity of the multiplier, and the output channel with the pump tank, a disk and a hollow hub are installed in the body of the expansion tank, on which you olneny calibrated holes to form input and output cavities, the output of the multiplier cavity communicates with the consumer.

Недостатком источников высокого давления жидкости указанных фирм является большая ее пульсация на их выходах. Недостатком источника высокого давления жидкости (прототипа) является неспособность создавать непрерывную подачу высокого давления жидкости к потребителю. The disadvantage of high pressure liquid sources of these firms is its large ripple at their outputs. The disadvantage of a source of high pressure fluid (prototype) is the inability to create a continuous supply of high pressure fluid to the consumer.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков. The aim of the invention is to remedy these disadvantages.

Цель достигается тем, что в нем применен насос среднего давления с тремя выходными рабочими каналами и он дополнительно снабжен насосом низкого давления, двумя клапанами давления и обратным клапаном, клапаном, понижающим давление, мультипликатором с расширительным баком, двумя отсекающими клапанами с приводными полостями, двумя распределителями с электромагнитным управлением, насос низкого давления соединен через обратные клапаны с рабочими полостями мультипликаторов, к одному выходному каналу насоса среднего давления подсоединен клапан, понижающий на его выходе давление, к каждому другому подсоединен расширительный бак с его мультипликатором, к выходному каналу клапана, понижающему давление на своем выходе, подсоединены распределители с электромагнитным управлением, каждый из которых сообщает приводную полость отсекающего клапана с баком насоса среднего давления, либо с его рабочим пониженным давлением, входной канал каждого отсекающего клапана с нормально открытыми каналами соединен с выходной полостью своего расширительного бака, а выходной с баком насоса среднего давления жидкости, входной канал каждого клапана давления соединен с рабочей полостью мультипликатора, а их выходные с потребителем, приводная часть каждого мультипликатора за поршнем снабжена подпружиненным штоком, входящим в контакт с поршнем перед конечным его рабочим ходом, другой конец каждого подпружиненного штока снабжен экраном бесконтактного датчика, каждый из которых прикреплен к корпусу своего мультипликатора, к приводной полости каждого из мультипликаторов подсоединен датчик давления жидкости. The goal is achieved by the fact that it uses a medium pressure pump with three output working channels and it is additionally equipped with a low pressure pump, two pressure valves and a check valve, a pressure reducing valve, a multiplier with an expansion tank, two shut-off valves with drive cavities, two distributors with electromagnetic control, the low-pressure pump is connected through check valves to the working cavities of the multipliers, to one output channel of the medium-pressure pump it is connected to a valve that lowers the pressure at its outlet, an expansion tank with its multiplier is connected to each other, valves with electromagnetic control are connected to the outlet channel of the valve, which reduces the pressure at its outlet, each of which communicates the drive cavity of the shut-off valve with the medium pressure pump tank, or with its working reduced pressure, the inlet channel of each shut-off valve with normally open channels is connected to the outlet cavity of its expansion tank, and the outlet channel to the pump tank medium pressure, the input channel of each pressure valve is connected to the working cavity of the multiplier, and their output to the consumer, the drive part of each multiplier behind the piston is equipped with a spring-loaded rod that comes into contact with the piston before its final stroke, the other end of each spring-loaded rod is equipped with a contactless screen sensors, each of which is attached to the housing of its multiplier, a fluid pressure sensor is connected to the drive cavity of each of the multipliers.

На фиг. 1 изображен источник высокого давления жидкости, общий вид; на фиг. 2 изображен узел I на фиг.1; на фиг.3 узел II на фиг.1; на фиг.4 узел III на фиг.1. In FIG. 1 shows a source of high pressure liquid, a general view; in FIG. 2 shows the node I in figure 1; in Fig.3 node II in Fig.1; in Fig.4 node III in Fig.1.

Источник высокого давления жидкости содержит насос 1 масляный (среднего давления) с тремя выходными рабочими каналами, насос 2 (водяной) низкого давления, расширительные баки 3, 3', мультипликаторы 4, 4', в корпусах каждого из которых установлен соответственно поршень 5, 5' с вкладышем 6, 6' с образованием приводной 7, 7' и рабочей 8, 8' полостей, напорные (отсекающие) 9, 9' клапаны с нормально открытыми каналами, подпорные клапаны 10, 10', обратные 11, 11' клапаны, гидролинии 12, 12', гидролинию 13, клапаны 14, 14' давления, клапан 15, понижающий давление в гидролинии 13 до 32 МПа, отсекающие 16, 16' клапаны с нормально открытыми каналами, распределители 17, 17' с электромагнитным управлением, бак 18 масла, датчики 19, 19', 20 давления, подпружиненные штоки 21, 21', экраны 22, 22', датчики 23, 23' бесконтактные, бак 24 (воды, ракетного топлива и т.п.). The source of high pressure fluid contains an oil pump 1 (medium pressure) with three output working channels, a low pressure pump 2 (water), expansion tanks 3, 3 ', multipliers 4, 4', each of which is equipped with a piston 5, 5 'with an insert 6, 6' with the formation of a drive 7, 7 'and a working 8, 8' cavity, pressure (shut-off) 9, 9 'valves with normally open channels, backup valves 10, 10', non-return valves 11, 11 ', hydraulic lines 12, 12 ', hydraulic line 13, pressure valves 14, 14', valve 15, reducing the pressure in the hydraulic line 13 to 32 MPa, shut-off valves 16, 16 'with normally open channels, electromagnetic control valves 17, 17', oil tank 18, pressure sensors 19, 19 ', 20, spring-loaded rods 21, 21', screens 22, 22 ', sensors 23, 23 'contactless, tank 24 (water, rocket fuel, etc.).

Кроме того, на фиг.1-4 обозначено: 25 подвод к потребителю; II подвод; 0 отвод. In addition, figure 1-4 indicated: 25 supply to the consumer; II approach; 0 challenge.

Клапан 15 применяется в трехканальном насосе 1 (намеченный к серийному выпуску в 1990-1991 гг ХЗГ), создающем выходное давление в каждом канале 50 МПа. Он может быть выполнен оригинальным (нестандартным) в виде предохранительного клапана дросселя. В подобном насосе, создающем выходное давление в каналах 32 МПа, он не применяется. Valve 15 is used in a three-channel pump 1 (scheduled for serial production in 1990-1991, the CGG), which creates an outlet pressure in each channel of 50 MPa. It can be made original (non-standard) in the form of a safety valve of the throttle. In such a pump, which creates an outlet pressure in the channels of 32 MPa, it is not used.

Источник высокого давления жидкости работает следующим образом. A source of high pressure fluid works as follows.

Включаются в работу насосы 1 и 2. Масло от насоса 1 через расширительные баки 3, 3' и нормально открытые каналы отсекающих клапанов 16, 16' сливается в бак 18. От насоса 2 жидкость (вода или ракетное топливо) через обратные клапаны 11, 11' с давлением, меньше создающего предохранительным клапаном насоса 2 и меньше настроенного давления клапанами давления 14, 14', поступает в рабочие полости 8, 8' мультипликаторов 4, 4'. Их вкладыши 6, 6' и поршни 5, 5' перемещаются в исходные положения. Масло из приводных полостей 7, 7' мультипликаторов 4, 4' через нормально открытые каналы напорных клапанов 9, 9' сливается в бак 18 масла. В исходном положении поршней 5, 5' и вкладышей 6, 6' давление в рабочих полостях 8, 8' мультипликаторов 4, 4' повышается. Срабатывает датчик 20 давления и включает электромагнит распределителя 17. Масло от насоса 1 с пониженным давлением клапаном 15 из гидролинии 13 через распределитель 17 поступает в приводную полость отсекающего клапана 16. Отсекающий клапан 16 срабатывает и перекрывает свой нормально открытый канал. Вследствие этого масло с давлением, создающим насосом 1, проходя через расширительный бак 3 со стабилизированным давлением, поступает в приводную полость напорного клапана 9. Напорный клапан срабатывает, и масло через подпорный клапан 10 поступает в приводную полость 7 мультипликатора 4. Перемещением поршня и вкладыша (вверх по чертежу) в рабочей полости 8 мультипликатора 4 создается высокое стабилизированное давление жидкости (воды или ракетного топлива). Жидкость с высоким полностью стабилизированным давлением через клапан 14 давления подается из общего выходного канала 25 к потребителю. Pumps 1 and 2 are turned on. Oil from pump 1 through the expansion tanks 3, 3 'and normally open channels of the shut-off valves 16, 16' is drained into tank 18. From pump 2, liquid (water or rocket fuel) through the check valves 11, 11 'with a pressure less than the pressure-generating valve 2 of the pump 2 and less than the set pressure by the pressure valves 14, 14', flows into the working cavities 8, 8 'of the multipliers 4, 4'. Their liners 6, 6 'and pistons 5, 5' are moved to their original positions. Oil from the drive cavities 7, 7 'of the multipliers 4, 4' through the normally open channels of the pressure valves 9, 9 'is discharged into the oil tank 18. In the initial position of the pistons 5, 5 'and the liners 6, 6', the pressure in the working cavities 8, 8 'of the multipliers 4, 4' increases. The pressure sensor 20 is activated and turns on the electromagnet of the distributor 17. Oil from the pump 1 with reduced pressure by the valve 15 from the hydraulic line 13 through the distributor 17 enters the drive cavity of the shut-off valve 16. The shut-off valve 16 is activated and closes its normally open channel. As a result, the oil with pressure creating the pump 1, passing through the expansion tank 3 with stabilized pressure, enters the drive cavity of the pressure valve 9. The pressure valve is activated, and the oil through the backup valve 10 enters the drive cavity 7 of the multiplier 4. By moving the piston and liner ( upward drawing) in the working cavity 8 of the multiplier 4 creates a high stable pressure of the liquid (water or rocket fuel). A liquid with a high fully stabilized pressure is supplied through a pressure valve 14 from a common outlet channel 25 to a consumer.

Перед окончанием поршнем 5 мультипликатора 4 рабочего хода он воздействует на подпружиненный шток 21. Подпружиненный шток 21 с помощью своего экрана 22 включает бесконтактный датчик 23. Датчик 23 включает электромагнит распределителя 17', и аналогичным образом подключается в работу мультипликатор 4'. При повышении давления в приводной полости 7' мультипликатора 4' до необходимой величины срабатывает датчик 19' давления мультипликатора 4'. Датчик 19' давления отключает электромагнит распределителя 17. Вкладыш 6 с поршнем 5 мультипликатора 4 перемещаются на основании описанного выше в исходные положения. Аналогичным образом перед окончанием поршнем 5' мультипликатора 4' рабочего хода он воздействует на подпружиненный шток 21', чем обеспечивается последовательная работа мультипликаторов в режиме насоса высокого давления с полностью стабилизированным давлением жидкости как на входе, так и на выходе мультипликаторов. Последнее обеспечивается расширительными баками. Before the piston 5 ends of the multiplier 4 of the stroke, it acts on the spring-loaded rod 21. The spring-loaded rod 21 with its shield 22 includes a proximity sensor 23. The sensor 23 turns on the distributor electromagnet 17 ', and the multiplier 4' is connected in the same way. When the pressure in the drive cavity 7 'of the multiplier 4' increases to the required value, the pressure sensor 19 'of the multiplier 4' is activated. The pressure sensor 19 'disconnects the electromagnet of the distributor 17. The liner 6 with the piston 5 of the multiplier 4 are moved based on the above described in the initial position. Similarly, before the piston 5 ′ of the stroke multiplier 4 ′ ends, it acts on the spring-loaded stem 21 ′, which ensures consistent operation of the multipliers in the high pressure pump mode with fully stabilized liquid pressure both at the input and output of the multipliers. The latter is provided by expansion tanks.

На основе предлагаемого источника высокого давления жидкости могут быть созданы автогидроустановки для резки различных материалов струей высокого давления воды методом PASERTM, относящиеся в настоящее время к автогидроустановкам первого поколения. Обеспечивая полное устранение пульсации давления на своем выходе на основе предлагаемого источника высокого давления жидкости (при давлении на его выходе, равном Р 350 МПа), может быть создана автогидроустановка второго поколения. Она отличается от автогидроустановки первого поколения тем, что будет обеспечивать резку различных материалов струей высокого давления воды без введения в нее абразива, т.е. за счет создания в зоне резки материала местных микрогидравлических ударов. По указанной проблеме в настоящее время ведутся интенсивные работы фирмой "Хаммельманн" (ФРГ). Для достижения эффективности необходимо повысить давление насоса до оговоренного выше и полностью устранить пульсацию давления на его выходе. Применив в автогидроустановке второго поколения вместо воды ракетное топливо, получим автогидроустановку третьего поколения. Она будет обеспечивать резку различных материалов с более большими толщинами микрогидравлическими ударами с образованием в зоне резки местного мощного огненного факела. On the basis of the proposed source of high-pressure liquids, auto-hydraulic plants can be created for cutting various materials with a high-pressure water jet using the PASERTM method, which currently belong to first-generation auto-hydraulic plants. Providing the complete elimination of pressure pulsation at its outlet on the basis of the proposed source of high pressure liquid (at a pressure at its outlet equal to P 350 MPa), a second-generation auto-hydraulic installation can be created. It differs from the first generation auto-hydraulic installation in that it will provide cutting of various materials with a high-pressure water jet without introducing an abrasive into it, i.e. due to the creation of local microhydraulic shocks in the material cutting zone. Hammelmann (Germany) is currently conducting intensive work on this problem. To achieve efficiency, it is necessary to increase the pressure of the pump to the above and completely eliminate the pressure pulsation at its outlet. Using rocket fuel instead of water in a second-generation auto-hydraulic installation, we get a third-generation auto-hydraulic installation. It will provide cutting of various materials with larger thicknesses by microhydraulic shocks with the formation of a local powerful flame in the cutting zone.

Claims

ИСТОЧНИК ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащий источник питания, расширительный бак, мультипликатор, в корпусе которого установлен поршень с вкладышем с образованием приводной и рабочей полостей, напорный, подпорный и обратный клапаны, гидролиния нагнетания источника питания сообщена через расширительный бак и подпорный клапан с приводной полостью мультипликатора, отличающийся тем, что с целью обеспечения непрерывной подачи высокого давления жидкости с полностью устраненной пульсацией давления на его выходе, он снабжен насосом среднего давления с тремя выходными рабочими каналами и баком для слива, насосом низкого давления с баком для слива, двумя клапанами давления, двумя отсекающими клапанами с нормально открытыми каналами, двумя распределителями с электромагнитным управлением, клапаном, понижающим давление, и дополнительными мультипликатором с поршнем и вкладышем в его корпусе, напорным, подпорным и обратным клапанами, расширительным баком, причем приводная полость каждого мультипликатора за поршнем снабжена подпружиненным штоком, установленным снаружи на его корпусе и входящим в контакт с поршнем в конце его рабочего хода, другой конец каждого подпружиненного штока снабжен экраном бесконтактного датчика, каждый из которых прикреплен к корпусу своего мультипликатора, тремя датчиками давления жидкости, два из которых подключены к приводной полости каждого мультипликатора, а третий установлен между обратными клапанами и насосом низкого давления, который соединен через обратные клапаны с рабочими полостями мультипликатов, которые через клапаны давления соединены с потребителем, к одному выходному каналу насоса среднего давления подсоединен клапан, понижающий давление, выход которого соединен с распределителями с электромагнитным управлением, которые управляют отсекающими клапанами с нормально открытыми каналами, а они соединены с напорными клапанами каждого мультипликатора и выходными каналами расширительных баков, каждый из которых входным каналом соединен с соответствующим выходным каналом насоса среднего давления, и, кроме того, отсекающие клапаны сообщены с баком насоса среднего давления. A HIGH LIQUID PRESSURE SOURCE containing a power source, an expansion tank, a multiplier, in which a piston with a liner is installed with the formation of the drive and working cavities, pressure, backup and non-return valves, the discharge line of the power source is communicated through the expansion tank and the backup valve with the drive multiplier cavity characterized in that in order to ensure a continuous supply of high pressure fluid with completely eliminated the pressure pulsation at its outlet, it is equipped with a medium pump pressure with three outlet working channels and a drain tank, a low pressure pump with a drain tank, two pressure valves, two shut-off valves with normally open channels, two solenoid valves, a pressure reducing valve, and an additional multiplier with a piston and liner in its body, pressure, backup and check valves, expansion tank, and the drive cavity of each multiplier behind the piston is equipped with a spring-loaded rod mounted externally on of the housing and coming into contact with the piston at the end of its stroke, the other end of each spring-loaded rod is equipped with a contactless sensor screen, each of which is attached to the housing of its multiplier, three fluid pressure sensors, two of which are connected to the drive cavity of each multiplier, and the third is installed between the check valves and the low pressure pump, which is connected through check valves to the working cavities of the multiplicates, which are connected through the pressure valves to the consumer, to one in The output channel of the medium-pressure pump is connected to a pressure-reducing valve, the output of which is connected to electromagnetic control valves that control shut-off valves with normally open channels, and they are connected to the pressure valves of each multiplier and the output channels of expansion tanks, each of which is connected to the input channel by the corresponding output channel of the medium pressure pump, and, in addition, the shut-off valves are in communication with the tank of the medium pressure pump.