SU1765510A1 - Pneumatic pump - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в корпусе пнев- мораспределител  в зоне выхода парных каналов образованы две пары оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры. Переключающий элемент выполнен в виде установленного в корпусе с образованием двух камер управлени  подпружиненного поршн  с двухсторонним штоком. На одном конце штока жестко закреплен первый торцовый двухсторонний затвор, расположенный между первой парой седел, на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной второй торцовый двухсторонний затвор, расположенный между второй парой седел. Всасывающа  гидролини  насоса снабжена пневмоком- пенсатором, нагнетательна  - пневмодемп- фером, св занным с источником сжатого газа. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: In the pneumatic distributor case, in the exit zone of the paired channels, two pairs of opposed saddles are formed with the connection of the corresponding drive chamber to the cross-seat of the pneumatic line. The switching element is designed as installed in a housing with the formation of two control chambers of a spring-loaded piston with a two-sided rod. At one end of the rod, a first mechanical double-sided shutter located between the first pair of seats is rigidly fixed; a second mechanical double-sided shutter mounted between the second pair of saddles is movably mounted on the second end at the second end. The pump suction hydroline is equipped with a pneumatic air compensator, and the pressure pump is equipped with a pneumatic damper connected to a source of compressed gas. 1 h. item f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к насосострое- нию, касаетс  пневмонасосов и может найти применение в различных отрасл х народного хоз йства.The invention relates to pumping engineering, relates to pneumatic pumps and can be used in various industries of the national economy.

Известен пневмонасос, имеющий пнев- моцилиндр, разделенный приводным поршнем , св занным штоком с поршнем гидроцилиндра, на две приводные камеры, соединенные выходными пневмолини ми с управл ющими полост ми механического клапанного переключател .A pneumatic pump is known, having a pneumatic cylinder divided by a drive piston connected by a rod with a piston of a hydraulic cylinder, into two drive chambers connected by output pneumatic joints to control cavities of a mechanical valve switch.

К недостаткам такого пневмонасоса можно отнести низкий КПД и неудовлетворительные выходные характеристики, св занные с использованием гидронасоса одностороннего действи , негерметичностью подвижных седел в механическом кла- панном переключателе, а также дополнительными потер ми приводной среды (газа) вследствие неопределенности положени  поршн  пневмоцилиндра в момент срабатывани  переключател , а также большие осевые габариты,обусловленные необходимостью располагать соосно шток механического клапанного переключател  и шток, соедин ющий поршни пневмоцилиндра и гидроцилиндра.The disadvantages of such a pneumatic pump include low efficiency and unsatisfactory output characteristics associated with the use of a single-acting hydraulic pump, leakage of movable saddles in a mechanical valve switch, as well as additional losses of the driving medium (gas) due to the uncertainty of the position of the pneumatic cylinder piston at the moment of switching the switch , as well as large axial dimensions, due to the need to locate coaxially the stem of the mechanical valve switch and the stock Connecting the pneumatic cylinder pistons and cylinder.

Из известных пневмонасосов ближе всех к предлагаемому по технической сущности  вл етс  пневмонасос, содержащий приводной поршень со штоком, установленные в пневмоцилиндре с образованием двух приводных камер, распределительное устройство дл  попеременного сообщени  при помощи пневмолинии каждой из приводных камере источником сжатого газа и атмосферой , включающее двухпозиционный пнев- мораспределитель, в корпусе которого попарно выполнены каналы, сообщенные с источником сжатого газа и атмосферой, иOf the known pneumopumps, the closest to the proposed technical essence is a pneumopump containing a drive piston with a rod, mounted in a pneumatic cylinder with the formation of two drive chambers, a distributor for alternating communication using a pneumatic line of each of the drive chamber with a source of compressed gas and atmosphere, including a two-position pneumatic - a mobilizer, in the case of which channels are connected in pairs, communicated with a source of compressed gas and the atmosphere, and

VIVI

ОABOUT

ел елate

§§

размещен переключающий элемент с двум  камерами управлени , и концевые клапаны, установленные в пневмоцилиндре по торцам приводных камер с возможностью взаимодействи  с приводным поршнем и св занные дополнительными пневмолини - ми с камерами управлени  пневмораспре- делител , причем шток приводного поршн  св зан с рабочим поршнем гидроцилиндра, имеющего по меньшей мере одну рабочую камеру, св занную при помощи обратных клапанов со всасывающей и нагнетательной гидролини ми,a switching element with two control chambers is located, and end valves mounted in the pneumatic cylinder along the ends of the drive chambers with the possibility of interaction with the drive piston and connected by additional pneumatic lines with the control valve of the pneumatic distributor, the drive piston rod connected with the working piston of the hydraulic cylinder, having at least one working chamber connected by means of non-return valves with suction and injection hydraulic lines,

К недостаткам такого пневмонасоса можно отнести низкий КПД и неудовлетворительные выходные характеристики, св занные с использованием гидронасоса одностороннего действи , т.е. наличием одной рабочей камеры в гидроцилиндре; сложность обеспечени  герметичности в золотниковой паре; повышенные силы трени  в пневмораспределителе, обусловленные наличием двух поршней, соединенных штоком; ненадежность запуска пневмонасоса, св занна  с неопределенностью положени  золотника в пневмораспределителе и приводного поршн  пневмоцилиндра.The disadvantages of such a pneumopump include the low efficiency and unsatisfactory output characteristics associated with the use of a single-acting hydraulic pump, i.e. the presence of one working chamber in the hydraulic cylinder; the difficulty of ensuring tightness in a spool pair; increased friction forces in the pneumatic distributor, due to the presence of two pistons connected by a rod; the unreliability of pneumatic pump start-up, due to the uncertainty of the position of the spool in the pneumatic valve and the piston of the pneumatic cylinder.

Цель изобретени   вл етс  повышение надежности, КПД и улучшение выходных характеристик пневмонасоса.The purpose of the invention is to improve the reliability, efficiency and improvement of the output characteristics of the pneumonias.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в корпусе двухпозиционного пневмораспре- делител  в зонах выхода парных каналов, сообщенных с источником сжатого газа, образованы две пары оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры, переключающий элемент выполнен в виде установленного в корпусе с образованием двух камер управлени  подпружиненного поршн  с двухсто- ронним штоком, на одном конце которого жестко закреплен первый торцовый двухсторонний затвор, расположенный между первой парой седел, а на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной второй торцовый двухсторонний затвор, расположенный между второй парой седел, всасывающа  гидролини  насоса снабжена пневмокомпенсатором, а нагнетательна  - пневмодемпфером, св занными с источником сжатого газа.This goal is achieved by the fact that in the case of an on-off pneumatic diffuser, in the exit zones of the paired channels communicated with a source of compressed gas, two pairs of opposedly arranged saddles are formed and the corresponding drive chamber is connected to the cross-seat space of the pneumatic line; Two chambers of control of a spring-loaded piston with a double-sided rod, at one end of which the first mechanical double-side gate is rigidly fixed, is located between the first pair of seats, and at the second end a spring-loaded second end double-sided shutter, located between the second pair of saddles, suction pump hydroline is fitted with a pneumatic compensator, and the discharge valve is connected with a source of compressed gas.

Таким образом, предлагаема  конструкци  пневмонасоса обладает следующими отличительными от прототипа признаками.Thus, the proposed design of the pneumopump has the following distinctive features of the prototype.

1. Выполнение в корпусе двухпозиционного пневмораспределител  в зонах выхода парных каналов, сообщенных с источником сжатого газа и атмосферой,1. Execution in the case of a two-position pneumatic distributor in the exit zones of paired channels communicated with a source of compressed gas and the atmosphere,

двух пар оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры, и переключатель элементаtwo pairs of opposing saddles with connection to the cross-seat of the pneumatic line of the corresponding drive chamber, and an element switch

5 в виде установленного в том же корпусе с образованием двух камер управлени  поршн  с двухсторонним штоком, на торцах которого установлены два двухсторонних затвора.5 in the form of a piston with a two-sided rod installed in the same housing with the formation of two chambers, at the ends of which there are two two-way valves.

0 2. Выполнение поршн  с двухсторонним штоком в пневмораспределителе подпружиненным .0 2. Execution of a piston with a double-sided rod in a pneumatic valve spring-loaded.

3.Выполнение одного из торцовых двухсторонних затворов подвижным и на5 груженным пружиной.3. Execution of one of the two-side mechanical closures movable and na5 loaded with a spring.

4.Соединение всасывающей гидролинии насоса с пневмокомпенсатором, а нагнетательной - с пневмодемпфером, св занными с источником сжатого газа.4. Connection of the pump suction line with the pneumatic compensator, and the injection pump with the pneumodemper connected to the source of compressed gas.

0 Чертеж по сн ет устройство пневмонасоса и его работу.0 The drawing shows a pneumatic pump device and its operation.

Пневомнасос содержит пневмоцилиндр 1 и гидроцилиндр 2, поршни которых соединены штоком, пневмораспределитель 3, вThe pneumatic pump contains a pneumatic cylinder 1 and a hydraulic cylinder 2, the pistons of which are connected by a rod, the pneumatic valve 3, in

5 корпусе которого установлены две пары оппозитно расположенных седел и подпружиненный поршень 4 с двухсторонним штоком, на одном конце которого жестко закреплен первый торцовый двухсторонний5 case of which are installed two pairs of opposed saddles and a spring-loaded piston 4 with a double-sided rod, at one end of which the first end double-sided is rigidly fixed

0 затвор 5, а на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной 6 второй торцовый двухсторонний затвор 7, концевые клапаны 8 и 9, установленные в пневмоцилиндре по торцам приводных камер0 valve 5, and at the second end the second end double-sided valve 7 loaded with a spring 6, end valves 8 and 9 mounted in the pneumatic cylinder at the ends of the driving chambers

5 пневмоцилиндра 1 и соединенные пневмо- лини ми с камерами управлени  пневмораспределител  3, пневмокомпенсатор 10 и пневмодемпфер 11, расположенные соответственно на всасывающей и нагнетатель0 ной гидр лини х, сообщенные пневмолини ми с источником сжатого газа и гидролини ми через блоки обратных клапанов 12 и 13 с рабочими камерами гидроцилиндра 2.5 pneumatic cylinders 1 and pneumatic lines connected to control chambers of pneumatic distributor 3, pneumatic compensator 10 and pneumodempfer 11, located respectively on the suction and pressure hydraulic lines, communicated by pneumatic lines with a source of compressed gas and hydrolines through check valve blocks 12 and 13 s working chambers of the hydraulic cylinder 2.

5 В исходном положении под действием пружины на поршень 4 в пневмораспределителе 3 лева  приводна  камера пневмоцилиндра 1 сообщена с источником сжатого газа, а права  - с атмосферой. Сжатый газ5 In the initial position, under the action of a spring on the piston 4 in the pneumatic distributor 3, the left drive chamber of the pneumatic cylinder 1 communicates with a source of compressed gas, and the right - with the atmosphere. Compressed gas

0 поступает в пневмораспределитель 3 и заполн ет левую приводную камеру пневмоцилиндра 1. При по влении расхода рабочей жидкости на потребитель Gn поршни пневмоцилиндра 1 и гидроцилиндра 20 enters the pneumatic distributor 3 and fills the left drive chamber of the pneumatic cylinder 1. When the flow rate of the working fluid to the consumer Gn appears, the pistons of the pneumatic cylinder 1 and the hydraulic cylinder 2

5 перемещаютс  вправо, при этом в блоке обратных клапанов 12 правый клапан закрыт , а через левый лева  рабоча  камера гидроцилиндра 2 сообщаетс  со всасывающей гидролинией; а в блоке обратных клапанов 13 закрыт левый клапан, а через5 is moved to the right, while in the check valve block 12, the right valve is closed, and through the left-hand side, the working chamber of the hydraulic cylinder 2 communicates with the suction line; and in the check valve block 13 the left valve is closed, and through

правый вытесн етс  жидкость высокого давлени  в нагнетательную гидролинию, одновременно заполн   пневмодемпфер 11. При приближении приводного поршн  пневмоцилиндра 1 к крайнему правому положению он нажимает концевой клапан 9, который открываетс  и дренажирует в атмосферу сжатый газ из управл ющей камеры под поршнем 4 пневмораспределител  3. Поршень 4 со штоком под действием перепада давлений в управл ющих камерах перемещаетс  в крайнее нижнее положение , при этом лева  приводна  камера пневмоцилиндра 1 сообщаетс  с атмосферой , а права  - с источником сжатого газа. Поршни пневмоцилиндра 1 и гидроцилиндра 2 перемещаютс  влевоThe right one is forced out of the high pressure fluid into the injection hydroline while simultaneously filling the pneumatic damper 11. As the driving piston of the pneumatic cylinder 1 approaches the rightmost position, it presses the end valve 9, which opens and drains compressed gas from the control chamber under the piston 4 of the pneumatic distributor 3 to the atmosphere. 4 with the rod under the action of the pressure drop in the control chambers is moved to the lowest position, while the left-hand drive chamber of the pneumatic cylinder 1 communicates with the atmosphere, and the right - with a source of compressed gas. Pistons of the pneumatic cylinder 1 and the hydraulic cylinder 2 are moved to the left

до контакта с концевым клапаном 8, при этом жидкость высокого давлени  вытесн етс  из левой рабочей камеры гидроцилиндра 2 через левый клапан блока обратных клапанов 13 в нагнетательную гидролинию и пневмодемпфер 11, а права  рабоча  камера гидроцилиндра 2 через правый клапан блока обратных клапанов 12 сообщена со всасывающей гидролинией. При нажатии на концевой клапан 8 происходит обратное переключение в пневмораспределителе 3 вследствие дренажировани  в атмосферу сжатого газа из управл ющей камеры над поршнем 4, и процесс повтор етс ,prior to contact with the end valve 8, the high pressure fluid is displaced from the left working chamber of the hydraulic cylinder 2 through the left valve of the check valve unit 13 into the pressure hydroline and pneumatic damper 11, and the right working chamber of the hydraulic cylinder 2 through the right valve of the check valve 12 unit communicates with the suction hydroline. When the end valve 8 is pressed, the valve reverses in the pneumatic distributor 3 due to the drainage of compressed gas from the control chamber above the piston 4 to the atmosphere, and the process repeats

Дл  уменьшени  провалов давлени  рабочей жидкости в нагнетательной гидролинии в момент переключени  пневмораспределител  3 в ней установлен пневмодемпфер 11, обеспечивающий расход рабочей жидкости на потребитель Gn за все врем  переключени  с давлением, определ емым соотношением площадей его пнев- мо- и гидропоршней. Пневмокомпенсатор 10, расположенный на всасывающей гидролинии гидроцилиндра 2, компенсирует температурное расширение рабочей жидкости в гидролини х.To reduce the dips in the pressure of the working fluid in the injection hydroline at the moment of switching the pneumatic distributor 3, a pneumatic damper 11 is installed in it, which ensures the flow of the working fluid to the consumer Gn during the entire switching time with the pressure determined by the ratio of the areas of the pneumatic and hydraulic pistons. A pneumatic compensator 10 located on the suction line of the hydraulic cylinder 2 compensates for the thermal expansion of the working fluid in the hydrolines.

При превышении давлени  газа во внутренних полост х пневмораспределител  3 и в приводных камерах пневмоцилиндра 1 уровн , определ емого настройкой пружины 6, происходит сжатие пружины 6 и торцовые двухсторонние затворы 5 и 7 расход тс  относительно друг друга, при этом избыточное давление газа дренажируетс  в атмосферу.When the gas pressure is exceeded in the internal cavity of the pneumatic distributor 3 and in the drive chambers of the pneumatic cylinder 1, determined by the setting of the spring 6, the spring 6 is compressed and the end double-sided valves 5 and 7 are relative to each other, while the gas overpressure drains into the atmosphere.

Следовательно, при непрерывном расходовании сжатого газа с минимальными потер ми по местам уплотнени  и максимальным быстродействием срабатывани  пневмораспределител  3 происходит непрерывное вытеснение в нагнетательную гидролинию гидроцилиндра 2 рабочей жидкости высокого давлени , уровень которого в моменты переключени  пневмораспределител  3 поддерживаетс  пневмодемпфе- ром 11. Защита пневмонасоса от забросовConsequently, with continuous consumption of compressed gas with minimal losses at the places of compaction and maximum response speed of the pneumatic distributor 3, continuous displacement of high-pressure working fluid into the discharge hydraulic line 2 of the hydraulic cylinder 2 occurs, the level of which at the moments of switching of the pneumatic distributor 3 is maintained by pneumatic damper 11.

давлени  газа обеспечиваетс  конструкцией пневмораспределител  3, в котором торцовый двухсторонний затвор 7 подвижен по штоку поршн  4 и нагружен пружиной 6.gas pressure is provided by the design of the pneumatic distributor 3, in which the mechanical two-way valve 7 is movable along the piston rod 4 and is loaded with a spring 6.

0 Таким образом, предлагаема  конструкци  пневмонасоса обеспечивает повышение КПД, стабильность выходных характеристик в широком диапазоне изменени  расходов рабочей жидкости на потре5 битель (5п за счет уменьшени  утечек сжатого газа в пневмораспределителе, повышение его быстродействи , использование обеих рабочих камер гидроцилиндра, на всасывающей гидролинии которого уста0 новлен пневмокомпенсатор, а на нагнетательной - пневмодемпфер, св занные пневмолини ми с источником сжатого газа; повышение надежности за счет выполнени  в пневмораспределителе одного их двухThus, the proposed design of a pneumopump provides increased efficiency, stability of output characteristics in a wide range of changes in the flow rate of the working fluid to the consumer (5p due to the reduction of compressed gas leaks in the pneumatic valve, increasing its speed, using both working chambers of the hydraulic cylinder, on the suction line of which 0 pneumatic compensator connected with pneumatic lines to a source of compressed gas, increased reliability due to nevmoraspredelitele one of two

5 торцовых двухсторонних затворов подвижным и нагруженным пружиной, что предохра- н етвнутренниеполости5 end double-side gates movable and loaded with a spring, which is protected by an internal cavity

пневмораспределител  и пневмоцилиндра от забросов давлени  газа; упрощениеpneumatic distributor and pneumatic cylinder from gas pressure surges; simplification

0 технологии изготовлени  пневмораспределител , т. к. технологи  изготовлени  затворов и седел проще, чем технологи  изготовлени  золотниковых пар; сокращение запасов сжатого газа, необходимых дл 0 technology of pneumatic distributor, since the technology of manufacturing valves and seats is simpler than the technology of manufacturing spool pairs; reduction of compressed gas reserves required for

5 работы пневмонасоса, при том же объеме вытесн емой рабочей жидкости высокого давлени  на потребитель вследствие высокого КПД.5 of the pneumopump operation, with the same volume of displaced working fluid of high pressure on the consumer due to high efficiency.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula 0 1. Пневмонасос, содержащий приводной поршень со штоком, установленные в пневмоцилиндре с образованием двух приводных камер, распределительное устройство дл  попеременного сообщени  при0 1. A pneumatic pump containing a drive piston with a rod, mounted in a pneumatic cylinder with the formation of two drive chambers, a switchgear for alternating communication with 5 помощи пневмолиний каждой из приводных камер с источником сжатого газа и атмосферой , включающее двухпозиционный пнев- мораспределитель, в корпусе которого попарно выполнены каналы, сообщенные с5 using the pneumatic lines of each of the drive chambers with a source of compressed gas and the atmosphere, including a two-way valve, in which case channels are connected in pairs, communicated with 0 источником сжатого газа и атмосферой, и размещен переключающий элемент с двум  камерами управлени , и концевые клапаны , установленные в пневмоцилиндре по торцам приводных камер с возможностью0 a source of compressed gas and atmosphere, and a switching element with two control chambers is placed, and end valves installed in the pneumatic cylinder at the ends of the drive chambers with the possibility 5 взаимодействи  с приводным поршнем и св занные дополнительными пневмолини ми с камерами управлени  пневмораспределител , причем шток приводного поршн  св зан с рабочим поршнем гидроцилиндра, имеющего по меньшей мере одну рабочую5 interacting with a drive piston and associated with additional pneumatic collars with control chambers of a pneumatic distributor, the driving piston rod being associated with a working piston of a hydraulic cylinder having at least one working камеру, при помощи обратных клапанов св занную со всасывающей и нагнетательной гидролини ми, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД в корпусе пневмораспределител  в зоне выхода указанных парных каналов образованы две пары оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры, переключающий элемент выполнен в виде установленного в корпусе с образованием двух камер управлени  подпружиненного поршн  с двухстоchamber with check valves associated with suction and injection hydraulic lines, characterized in that, in order to increase reliability and efficiency, two pairs of seats are formed in the pneumatic distributor case in the exit zone of said pair channels and connected to the space between the pneumolines of the corresponding drive chamber The switching element is designed as installed in the housing with the formation of two control chambers of a spring-loaded piston with two hundred ронним штоком, на одном конце которого жестко закреплен первый торцевой двухсторонний затвор, расположенный между первой парой седел, а на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной второй торцевой двухсторонний затвор, расположенный между второй парой седел. With a single rod, at one end of which the first end double-sided gate located between the first pair of seats is rigidly fixed, and the second end double-sided gate located between the second pair of saddles is movably mounted at the second end. 2. Пневмонасос по п. 1, о т л и ч а ю щ и- й с   тем, что, с целью улучшени  выходных характеристик, всасывающа  гидролини  снабжена пневмокомпенсатором, а нагнетательные - пневмодемпфером, св занным с источником сжатого газа.2. A pneumatic pump according to claim 1, so that in order to improve the output characteristics, the suction hydroline is equipped with a pneumatic compensator, and the pressure pump with a pneumatic damper connected with a source of compressed gas. //