RU2695169C1 - Device for conversion of energy of liquid pressure into energy of compressed gas - Google Patents
Device for conversion of energy of liquid pressure into energy of compressed gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695169C1 RU2695169C1 RU2018117611A RU2018117611A RU2695169C1 RU 2695169 C1 RU2695169 C1 RU 2695169C1 RU 2018117611 A RU2018117611 A RU 2018117611A RU 2018117611 A RU2018117611 A RU 2018117611A RU 2695169 C1 RU2695169 C1 RU 2695169C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- energy
- working fluid
- pressure
- valves
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
- F04B35/008—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being a fluid transmission link
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорном оборудовании для нагнетания газа под высоким давлением.The invention relates to mechanical engineering and can be used in compressor equipment for injection of gas under high pressure.
Известно устройство (А.с. №1687855 СССР; МПК F04B 35/02; опубл. 30.10.1989), содержащее две рабочие камеры, снабженные эластичными перегородками с газовыми и гидравлическими полостями, гидролинию, соединяющую гидравлические полости, включенный в гидролинию реверсирующий гидравлический распределитель и установленные на камерах контакторы, электрически соединенные с гидрораспределителем.A device is known (AS No. 1687855 USSR; IPC F04B 35/02; publ. 10/30/1989) containing two working chambers equipped with elastic partitions with gas and hydraulic cavities, a hydraulic line connecting the hydraulic cavities, a reversing hydraulic distributor included in the hydraulic line and contactors mounted on the cameras, electrically connected to the control valve.
Недостатком известного устройства является сложная и недостаточно надежная конструкция электромеханической системы управления попеременной работой рабочих камер.A disadvantage of the known device is the complex and insufficiently reliable design of the electromechanical control system for alternating operation of the working chambers.
Известно устройство (Патент №2641317 Китай; МПК F04B 35/02; опубл. 15.09.2004), содержащее оснащенные поршнями цилиндры, разделяющие их на газовые и масляные камеры, верхние концы цилиндров снабжены впускными и выпускными отверстиями для газа с обратными клапанами, нижние концы цилиндров снабжены отверстиями для впуска и выпуска масла и связаны с масляной камерой через гидравлический насос и двухпозиционный четырехходовой электромагнитный клапан.A device is known (Patent No. 2641317 China; IPC F04B 35/02; publ. September 15, 2004), comprising cylinders equipped with pistons that divide them into gas and oil chambers, the upper ends of the cylinders are equipped with gas inlet and outlet openings with check valves, lower ends cylinders are provided with openings for oil inlet and outlet and are connected to the oil chamber through a hydraulic pump and a two-position four-way solenoid valve.
Недостатком известного устройства является сложная конструкция электрогидравлической системы управления попеременной работой цилиндров.A disadvantage of the known device is the complex design of the electro-hydraulic control system for alternating operation of the cylinders.
Известно устройство (Патент №4585039 США; МПК В65В 31/00; опубл. 25.04.1986), содержащее механизм преобразования энергии давления рабочей жидкости в энергию сжатого газа и гидравлическое устройство управления механизмом. Принято за прототип.A device is known (US Patent No. 4585039; IPC B65B 31/00; publ. 04.25.1986) containing a mechanism for converting the pressure energy of a working fluid into energy of a compressed gas and a hydraulic device for controlling the mechanism. Taken as a prototype.
Недостатком известного устройства является наличие в системе управления попеременной работой цилиндров электрических приборов управления в виде электронных реле и электромагнитных клапанов переменного положения, требующих дополнительно электроснабжение устройства.A disadvantage of the known device is the presence in the control system of alternating operation of the cylinders of electrical control devices in the form of electronic relays and electromagnetic valves of variable position, requiring additional power supply to the device.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в разработке устройства для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа, повышающего эффективность процесса преобразования энергии за счет гидравлического автоматического управления подачей рабочей жидкости, повышающего эффективность пневмо- и гидроприводов машин и оборудования.The basis of the invention is the technical problem, which consists in the development of a device for converting the energy of liquid pressure into energy of compressed gas, which increases the efficiency of the energy conversion process due to hydraulic automatic control of the supply of working fluid, increasing the efficiency of pneumatic and hydraulic drives of machines and equipment.
Технический результат достигается тем, что устройство для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа, содержащее механизм преобразования энергии давления рабочей жидкости в энергию сжатого газа и гидравлическое устройство управления механизмом, согласно изобретению, механизм преобразования энергии давления рабочей жидкости в энергию сжатого газа дополнительно содержит две или более пары соединенных штоками пневмо- и гидроцилиндров одностороннего действия, причем штоки гидроцилиндров подпружинены, а заштоковые полости каждого из пневмоцилиндров с помощью обратных пневматических клапанов соединены как с входным портом низкого давления, так и с выходным портом высокого давления, гидравлическое устройство управления механизмом содержит входной порт подачи рабочей жидкости под давлением, управляемые гидравлически два нормально открытые и три нормально закрытые двухпо-зиционные двухлинейные гидрораспределители, гидравлические регулируемые редукционные и нерегулируемые обратные клапаны, соединительные и сливные трубопроводы, а также гидробак, при этом заштоковые полости каждого из гидроцилиндров при работе устройства автоматически попеременно соединяются с входным портом подачи рабочей жидкости под давлением посредством нормально открытого и нормально закрытого двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей, гидравлических регулируемого редукционного и нерегулируемого обратного клапанов, обеспечивающих с помощью дополнительного нормально закрытого двухпозиционного двухлинейного гидрораспределителя подачу в заштоковые полости гидроцилиндров рабочей жидкости при рабочем ходе и сброс ее в гидробак при возвращении в исходное положение штоков гидроцилиндров под воздействием их возвратных пружин.The technical result is achieved in that the device for converting the energy of the pressure of the liquid into the energy of the compressed gas, comprising a mechanism for converting the energy of the pressure of the working fluid into the energy of the compressed gas and the hydraulic control device of the mechanism according to the invention, the mechanism for converting the energy of the pressure of the working fluid into the energy of the compressed gas further comprises two or more than a pair of single-acting pneumatic and hydraulic cylinders connected by rods, moreover, the hydraulic cylinder rods are spring-loaded, and the stock rods e cavities of each of the pneumatic cylinders are connected via pneumatic non-return valves to both the low pressure inlet port and the high pressure outlet port, the hydraulic control device of the mechanism contains an inlet port for supplying working fluid under pressure, hydraulically controlled two normally open and three normally closed two-port two-line directional control valves, hydraulic adjustable pressure reducing and non-adjustable check valves, connecting and drain pipelines, as well as hydraulic a tank, while the rod cavities of each of the hydraulic cylinders during operation of the device are automatically alternately connected to the inlet port for supplying working fluid under pressure by means of a normally open and normally closed two-position two-way valve, hydraulic adjustable pressure reducing and unregulated check valves, which provide an additional normally closed two-position two-way valve the supply of working fluid to the shafts of the hydraulic cylinders sti during the working stroke and dumping it into the hydraulic tank when returning to the initial position of the hydraulic cylinder rods under the influence of their return springs.
На чертеже изображена схема устройства для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа.The drawing shows a diagram of a device for converting the energy of liquid pressure into the energy of compressed gas.
Устройство для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа включает механизм преобразования энергии 1 и гидравлическое устройство управления механизмом 2. Механизм преобразования энергии 1 состоит из двух или более пар соединенных штоками пневмо- 3, 4 и гидроцилиндров 5, 6 одностороннего действия, причем штоки гидроцилиндров подпружинены возвратными пружинами 7. Заштоковые полости пневмоцилиндров 3, 4 с помощью обратных пневматических клапанов 8, 9 соединены как с входным портом низкого давления 12, так и с помощью обратных пневматических клапанов 10, 11 с выходным портом высокого давления 13. Гидравлическое устройство управления механизмом 2 содержит входной порт подачи рабочей жидкости под давлением 14, управляемые гидравлически двухпозиционные двухлинейные гидрораспределители 15-19, среди которых 15 и 17 - нормально закрытые двухпозиционные двухлинейные гидрораспределители, 16 и 18 - нормально открытые двухпозиционные двухлинейные гидрораспределители, 19 - дополнительный нормально закрытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель, гидравлические редукционные регулируемые 20, 21 и обратные нерегулируемые 22, 23 клапаны, соединительные 24-31 и сливные 32, 33 трубопроводы, гидробак 34. Заштоковые полости каждого из гидроцилиндров 5, 6 соединены посредством соединительных трубопроводов 24-31, нормально открытых 16, 18 и нормально закрытых 15, 17 двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей и гидравлических нерегулируемых обратных клапанов 22, 23 с входным портом подачи рабочей жидкости под давлением 14 гидравлического устройства управления механизмом 2. При этом заштоковые полости каждого из гидроцилиндров 5, 6 при работе устройства автоматически попеременно соединяются с портом подачи рабочей жидкости под давлением 14 посредством нормально открытых 16, 18 и нормально закрытых 15, 17 двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей, гидравлических регулируемых редукционных 20, 21 и нерегулируемых обратных 22, 23 клапанов, обеспечивающих с помощью дополнительного нормально закрытого двухпозиционного двухлинейного гидрораспределителя 19 подачу рабочей жидкости в заштоковые полости гидроцилиндров 5, 6 при рабочем их ходе и сброс жидкости в гидробак 34 при возвращении в исходное положение штоков гидроцилиндров под воздействием их возвратных пружин 7.A device for converting liquid pressure energy into compressed gas energy includes an
Работа устройства для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа заключается в следующем.The operation of the device for converting the energy of liquid pressure into the energy of compressed gas is as follows.
В исходном положении устройства для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа, при отсутствии давления рабочей жидкости на входном порте подачи рабочей жидкости под давлением 14, поршни обоих гидроцилиндров 5 и 6 полностью вдвинуты в цилиндры под воздействием усилий возвратных пружин 7, размещенных на штоках этих гидроцилиндров. При подаче рабочей жидкости под давлением на входной порт подачи рабочей жидкости под давлением 14 она беспрепятственно поступает через нормально открытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 16, гидравлический нерегулируемый обратный клапан 22 и соединительный трубопровод 27 в заштоковую полость гидроцилиндра 5. При этом гидравлический регулируемый редукционный клапан 20 закрывает доступ жидкости в соединительные трубопроводы 25 и 29, посредством которых осуществляется гидравлическое управление двухпозиционными двухлинейными гидрораспределителями 15-18, предотвращая их срабатывание. Далее, под воздействием рабочей жидкости, шток гидроцилиндра 5 выдвигается полностью из цилиндра до упоров (на фиг 1. не показано) и сжимает возвратную пружину 7. Одновременно с этим шток гидроцилиндра 5 вдвигает соединенный с ним шток с поршнем в цилиндр пневмоцилиндра 3, сжимая находящийся в нем газ, который через обратный пневматический клапан 10 под давлением поступает потребителю через выходной порт высокого давления 13. При этом, вследствие возросшего давления рабочей жидкости в заштоковой полости гидроцилиндра 5 и соответственно в соединительном трубопроводе 27 от поступающей под давлением жидкости через входной порт подачи рабочей жидкости под давлением 14, гидравлический регулируемый редукционный клапан 20 срабатывает, открывая доступ рабочей жидкости в соединительные трубопроводы 25 и 29, вследствие чего управляемые гидравлически двухпозиционные двухлинейные гидрораспределители 15-18 переключаются из исходной первой (положение на фиг. 1) во вторую позицию. В результате этого нормально открытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 16 после переключения в закрытую позицию перекрывает доступ рабочей жидкости с входного порта подачи рабочей жидкости под давлением 14 по соединительному трубопроводу 27 в заштоковую полость гидроцилиндра 5, а с помощью нормально закрытого двухпозиционного двухлинейного гидрораспределителя 15, переключенного в открытую позицию, рабочая жидкость посредством соединительного 24 и сливного 32 трубопроводов вытесняется под воздействием возвратной пружины 7 гидроцилиндра 5 в гидробак 34. При этом связанный со штоком гидроцилиндра 5 шток пневмоцилиндра 3 выдвигается из цилиндра, в результате чего в нем создается разряжение газа, что ведет к закрытию обратного пневматического клапана 10, открытию обратного пневматического клапана 8 и поступлению очередной порции газа низкого давления через входной порт низкого давления 12 в заштоковую полость пневмоцилиндра 3.In the initial position of the device for converting the energy of the liquid pressure into the energy of compressed gas, in the absence of pressure of the working fluid at the inlet port of the working fluid under
После окончания совместной работы гидроцилиндра 5 и пневмоцилиндра 3 включение в работу гидроцилиндра 6 и пневмоцилиндра 4 осуществляется также автоматически с помощью переключенных во вторую позицию нормально закрытого 17 и нормально открытого 18 двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей следующим образом. Нормально открытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 18, переключенный в закрытую позицию, перекрывает слив рабочей жидкости из заштоковой полости гидроцилиндра 6 в гидробак 34 посредством соединительных 28, 30 и сливного 32 трубопроводов. В то же время нормально закрытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 17, переключенный в открытую позицию, открывает доступ рабочей жидкости, поступающей под давлением от входного порта подачи рабочей жидкости под давлением 14 по соединительному трубопроводу 26 через гидравлический нерегулируемый обратный клапан 23 и соединительные трубопроводы 31 и 28 в заштоковую полость гидроцилиндра 6. Далее работа соединенных штоками гидроцилиндра 6 и пневмоцилиндра 4 осуществляется аналогично уже рассмотренному случаю работы соединенных штоками гидроцилиндра 5 и пневмоцилиндра 3. После полного заполнения заштоковой полости гидроцилиндра 6 рабочей жидкостью давление в нем и соединительных трубопроводах 26, 28, 31 возрастает, вследствие чего срабатывает гидравлический регулируемый редукционный клапан 21, который переключает дополнительный нормально закрытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 19 в открытую позицию. В результате этого рабочая жидкость, посредством соединительных 25, 29 и сливного 33 трубопроводов, вытесняется в гидробак 34 из управляющих гидроэлементов (пилотов) двухпозиционных двухлинейных гидрораспределителей 15-18, которые таким образом переключаются в исходную первую позицию (изображено на фиг. 1). В свою очередь, вернувшийся в исходное положение нормально открытый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 18, возвращает в исходное (закрытое) положение гидравлический регулируемый редукционный клапан 21 вследствие уменьшения давления в соединительном трубопроводе 31 из-за сброса рабочей жидкости в гидробак 34 посредством соединительных 28, 30 и сливного 32 трубопроводов. Таким образом, устройство для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа вернулось в исходное состояние, после чего в автоматическом режиме начинается очередной цикл его рабочего процесса, аналогично описанному выше.After the joint work of the hydraulic cylinder 5 and the pneumatic cylinder 3 is completed, the hydraulic cylinder 6 and the pneumatic cylinder 4 are also switched on automatically by means of the two-position two-line directional control valves switched to the second position of the normally closed 17 and normally open 18 as follows. A normally open two-position two-
Предлагаемое устройство для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа позволяет разрабатывать более совершенные технологические процессы, системы и гидропневмоприводы машин и оборудования. В частности устройство для преобразования энергии давления жидкости в энергию сжатого газа может найти широкое применение при транспортировании и аккумулировании различных газов под давлением, а также при создании эффективных рекуперативных механизмов и систем. При этом производительность получаемого сжатого газа может быть легко повышена до необходимой величины путем увеличения числа параллельно подключаемых попарно соединенных штоками пневмо- и гидроцилиндров.The proposed device for converting the energy of liquid pressure into the energy of compressed gas allows you to develop more advanced processes, systems and hydropneumatic machines and equipment. In particular, a device for converting the energy of liquid pressure into the energy of compressed gas can be widely used in the transportation and storage of various gases under pressure, as well as in the creation of effective regenerative mechanisms and systems. At the same time, the productivity of the resulting compressed gas can be easily increased to the required value by increasing the number of parallel pneumatic and hydraulic cylinders connected in pairs by rods.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117611A RU2695169C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Device for conversion of energy of liquid pressure into energy of compressed gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117611A RU2695169C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Device for conversion of energy of liquid pressure into energy of compressed gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2695169C1 true RU2695169C1 (en) | 2019-07-22 |
Family
ID=67512150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117611A RU2695169C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Device for conversion of energy of liquid pressure into energy of compressed gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2695169C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725349C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-07-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Device for gas compression in double-acting cylinders with hydraulic control |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4585039A (en) * | 1984-02-02 | 1986-04-29 | Hamilton Richard A | Gas-compressing system |
SU1608359A1 (en) * | 1988-03-28 | 1990-11-23 | Научно-Исследовательский Сектор Всесоюзного Проектно-Изыскательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Hydro-operated compressor |
SU1649127A1 (en) * | 1989-01-20 | 1991-05-15 | Предприятие П/Я М-5494 | Air hydraulic drive |
SU1687855A1 (en) * | 1989-06-13 | 1991-10-30 | А.П. Васильев, С.А. Сандаков, В.А. Бон- даренко и Д.А. Тараков | Compressor |
US5387089A (en) * | 1991-09-17 | 1995-02-07 | Tren Fuels, Inc. | Method and apparatus for compressing gases with a liquid system |
RU2055238C1 (en) * | 1992-08-25 | 1996-02-27 | Владимир Александрович Кондратьев | Compressor for natural gas |
-
2018
- 2018-05-11 RU RU2018117611A patent/RU2695169C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4585039A (en) * | 1984-02-02 | 1986-04-29 | Hamilton Richard A | Gas-compressing system |
SU1608359A1 (en) * | 1988-03-28 | 1990-11-23 | Научно-Исследовательский Сектор Всесоюзного Проектно-Изыскательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Hydro-operated compressor |
SU1649127A1 (en) * | 1989-01-20 | 1991-05-15 | Предприятие П/Я М-5494 | Air hydraulic drive |
SU1687855A1 (en) * | 1989-06-13 | 1991-10-30 | А.П. Васильев, С.А. Сандаков, В.А. Бон- даренко и Д.А. Тараков | Compressor |
US5387089A (en) * | 1991-09-17 | 1995-02-07 | Tren Fuels, Inc. | Method and apparatus for compressing gases with a liquid system |
RU2055238C1 (en) * | 1992-08-25 | 1996-02-27 | Владимир Александрович Кондратьев | Compressor for natural gas |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725349C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-07-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Device for gas compression in double-acting cylinders with hydraulic control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101655420B1 (en) | Hydraulic Power Cylinder with Booser Pump Equipment | |
RU2695169C1 (en) | Device for conversion of energy of liquid pressure into energy of compressed gas | |
RU2725349C1 (en) | Device for gas compression in double-acting cylinders with hydraulic control | |
CN111963412B (en) | Reversible multistage double-link staggered isothermal gas compression system | |
CN102380239A (en) | Vertical type filter press hydraulic system | |
SU993677A1 (en) | Hydraulic step drive | |
CN110831750B (en) | Device for controlling switching of hydraulic cylinder | |
RU2415309C1 (en) | Hydro-driven power unit for installations of water-jet cutting | |
CN203641145U (en) | Hydraulic block capable of realizing double pistons retreating in conveying system | |
RU2457951C2 (en) | Hydraulic press | |
JP6368553B2 (en) | Fluid pressure system | |
RU2461462C2 (en) | Hydraulic press | |
CN201363329Y (en) | High and low pressure switching valve for oil cylinder | |
RU2206456C2 (en) | Hydraulic press | |
RU2733234C1 (en) | Hydraulic press | |
RU2521570C1 (en) | Hydraulic press | |
RU2056550C1 (en) | Hydraulic drive | |
RU2084348C1 (en) | Hydraulic press | |
RU2206457C2 (en) | Hydraulic press | |
RU2731468C1 (en) | Hydraulic press | |
CN204003687U (en) | Bridge of boats springboard hydraulic pressure turn-over device | |
CN204284037U (en) | A kind of hydraulic system, pumping system and concrete pumping equipment | |
CN109915103A (en) | A kind of continuous handling boring rod set for drilling well | |
CN215058516U (en) | Reciprocating automatic reversing supercharger | |
SU954642A1 (en) | Pneumohydraulic booster |