RU2177084C1

RU2177084C1 - Piston pump with pneumatic drive

Info

Publication number: RU2177084C1
Application number: RU2000112310A
Authority: RU
Inventors: В.А. Зоркин; В.Я. Тимохов; Ю.А. Максимов; В.Н. Манушевич; А.В. Князев
Original assignee: Зоркин Владимир Алексеевич; Тимохов Владимир Яковлевич; Максимов Юрий Александрович; Манушевич Вадим Николаевич; Князев Александр Витальевич
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-12-20

Abstract

FIELD: pneumatic systems for transfer of contaminated viscous and gummy media (for example, contaminated mazut, mazut-containing soil). SUBSTANCE: pneumatic distributor is provided with control pneumatic cylinder and is brought out of pump boundaries. Control pneumatic cylinder has pneumatic lines which are common with drive chambers of pumps. Lines feeding compressed air to control pneumatic cylinder are provided with air flow control units. Working piston of pneumatic distributor is differential; control pneumatic cylinders of pneumatic distributor and hydraulic distributor have common pneumatic lines with drive chambers and pump. EFFECT: enhanced operational reliability and maintainability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению. Насос предназначен для перекачивания грязных, вязких, липких сред (например, грязный мазут, замазученный грунт). Пневмопривод насоса может использоваться самостоятельно в пневмосистемах. The invention relates to a pump engineering industry. The pump is designed for pumping dirty, viscous, sticky media (e.g. dirty fuel oil, oiled soil). The pneumatic drive of the pump can be used independently in pneumatic systems.

Известен пневмонасос (патент РФ N 2088803, F 04 В 9/12), выбранный за прототип, в котором рабочие камеры насоса объединены в одном цилиндре и разделены поршнями, которые установлены на одном штоке, коллектор распределения жидкости гидрораспределителя оснащен нижним ножом, а золотник гидрораспределителя оснащен верхним ножом. A known pneumatic pump (RF patent N 2088803, F 04 В 9/12), selected for the prototype, in which the working chambers of the pump are combined in one cylinder and separated by pistons that are mounted on the same rod, the manifold of the hydraulic distributor fluid is equipped with a lower knife, and the valve spool equipped with an upper knife.

Недостатком известных конструкций пневмонасосов является невозможность обеспечения идеальной соосности двух оппозитно расположенных рабочих камер, разделенных корпусом насоса. В связи с этим жесткое соединение поршней с общим штоком приводит к дополнительным нагрузкам на поршневые кольца, а следовательно, к быстрому износу этих колец. Кроме того, обладая большой всасывающей силой, насос засасывает тяжелые частицы, которые оседают, накапливаются в цилиндрах и нарушают герметичность поршневых уплотнений. При нарушении герметичности уплотнительного элемента, отделяющего гидрораспределитель от управляющего пневмоцилиндра, грязная перекачиваемая жидкость попадает в пневмоцилиндр, а далее в пневмораспределитель, выводя из строя пневмосистему насоса. К тому же известная конструкция насоса при перекачивании жидкости с небольшим давлением нагнетания (0,1 МПа) работает при давлении сжатого воздуха 0,2-0,3 МПа. В таких режимах работы наблюдается запаздывание переключения гидрораспределителя относительно момента переключения пневмораспределителя, а также уменьшения нагрузки на плоский золотник, ухудшая процесс измельчения крупных частиц. При этом применение дросселей на пневмолиниях подачи сжатого воздуха на приводные камеры не является универсальным средством, исключающим данный недостаток. Указанные недостатки приводят к потере производительности, снижению работоспособности насоса. A disadvantage of the known designs of air pumps is the inability to ensure perfect alignment of two opposed working chambers separated by a pump casing. In this regard, the rigid connection of the pistons with a common rod leads to additional loads on the piston rings, and consequently, to rapid wear of these rings. In addition, having a large suction force, the pump sucks in heavy particles that settle, accumulate in the cylinders and violate the tightness of the piston seals. In the event of a leak in the sealing element separating the control valve from the control pneumatic cylinder, the dirty pumped liquid enters the pneumatic cylinder, and then into the pneumatic control valve, disabling the pump pneumatic system. In addition, the known design of the pump when pumping a liquid with a small discharge pressure (0.1 MPa) operates at a compressed air pressure of 0.2-0.3 MPa. In such operating modes, the switching direction of the valve is observed relative to the moment of switching the valve, as well as reducing the load on the flat spool, worsening the process of grinding large particles. At the same time, the use of throttles on the pneumatic lines for supplying compressed air to the drive chambers is not a universal tool that eliminates this drawback. These shortcomings lead to a loss of performance, reducing the pump performance.

Известен пневмонасос (RU, N 2143587, F 04 В 9/12, 1999), выбранный за прототип, содержащий корпус с двумя оппозитно расположенными рабочими камерами, четырехлинейный гидрораспределитель с плоским золотником и управляющим цилиндром, установленные на одном штоке самоустанавливающиеся поршни, расположенный между приводными камерами четырехлинейный пневмораспределитель. A known pneumatic pump (RU, N 2143587, F 04 B 9/12, 1999), selected for the prototype, comprising a housing with two opposed working chambers, a four-way valve with a flat spool and a control cylinder, self-aligning pistons located on the same rod located between the drive cameras four-way pneumatic distributor.

Недостатком известной конструкции пневмонасоса является залинание поршней насоса в рабочих цилиндрах при останове насоса, что вызывает трудности при последующем запуске насоса, а при выходе из строя пневмораспределителя приходится производить опорожнение рабочих цилиндров насоса, разборку насоса, в котором содержатся остатки грязного перекачиваемого продукта. Кроме того, при потере герметичности поршневого уплотнения рабочих камер насоса грязный продукт попадает в пневмораспределитель, выводя его из строя. A disadvantage of the known design of the pneumatic pump is that the pistons of the pump are blocked in the working cylinders when the pump is stopped, which causes difficulties during the subsequent pump start-up, and if the pneumatic distributor fails, it is necessary to empty the pump working cylinders and disassemble the pump, which contains the remains of the dirty pumped product. In addition, with the loss of tightness of the piston seal of the working chambers of the pump, the dirty product enters the pneumatic distributor, disabling it.

Целью предлагаемого изобретения является повышение работоспособности, надежности и ремонтопригодности насоса при перекачивании высоковязких, сильно загрязненных липких жидкостей и пульп. The aim of the invention is to increase the availability, reliability and maintainability of the pump when pumping highly viscous, highly contaminated sticky liquids and pulps.

Указанная цель достигается тем, что поршневой насос с пневмоприводом, содержащий корпус с двумя оппозитно расположенными рабочими камерами, четырехлинейный гидрораспределитель с плоским золотником и управляющим цилиндром, установленные на одном штоке самоустанавливающиеся поршни, расположенный между приводными камерами четырехлинейный пневмораспределитель, который оснащен управляющим пневмоцилиндром и вынесен за пределы корпуса насоса, управляющий пневмоцилиндр пневмораспределителя имеет общие с приводными камерами насоса пневмолинии, а на пневмолиниях подвода сжатого воздуха к управляющему пневмоцилиндру размещены устройства регулирования расхода воздуха, при этом рабочий поршень пневмораспределителя выполнен дифференциальным, а управляющие пневмоцилиндры пневмораспределителя и гидрораспределителя имеют общие с приводными камерами насоса пневмолинии. This goal is achieved by the fact that a piston pump with a pneumatic drive, comprising a housing with two opposed working chambers, a four-line valve with a flat spool and a control cylinder, self-mounted pistons located on the same rod, located between the drive chambers with a four-line valve, which is equipped with a control pneumatic cylinder and limits of the pump casing, the control pneumatic cylinder of the air distributor has stumps common with the drive chambers of the pump Molina, a pneumatic line for supplying compressed air to the control air cylinder has air flow control device, wherein the operating piston of the pneumatic differential is formed and the control of the pneumatic cylinders and the control valve have a common drive with pneumatic line pump chambers.

На фиг.1 дана схема поршневого насоса с пневмоприводом. Figure 1 is a diagram of a pneumatic piston pump.

Насос содержит корпус 1 с размещенным в нем штоком 2, две приводные камеры 3 и 4, два рабочих поршня 5 и 6, две рабочие камеры 7 и 8, два рабочих цилиндра 9 и 10, четырехлинейный гидрораспределитель 11 с управляющим пневмоцилиндром 12, плоский золотник 13, коллектор распределения жидкости 14, линию всасывания 15, линию нагнетания 16, две гидравлические линии 17 и 18, пневмопривод 19 с управляющим пневмоцилиндром 20, переключатель 21, пневмораспределитель 22, рабочий поршень пневмораспределителя 23, пневмолинии 24 - 31, линию подвода сжатого воздуха 32, линии сброса воздуха 33 и 34, устройства регулирования расхода воздуха 35 и 36. The pump contains a housing 1 with a rod 2 located in it, two drive chambers 3 and 4, two working pistons 5 and 6, two working chambers 7 and 8, two working cylinders 9 and 10, a four-way valve 11 with a control pneumatic cylinder 12, a flat spool 13 , a fluid distribution manifold 14, a suction line 15, a discharge line 16, two hydraulic lines 17 and 18, a pneumatic actuator 19 with a control pneumatic cylinder 20, a switch 21, a pneumatic distributor 22, a working piston of a pneumatic distributor 23, a pneumatic line 24 - 31, a compressed air supply line 32, discharge lines in air 33 and 34, air flow control devices 35 and 36.

Насос работает следующим образом. The pump operates as follows.

При подключении источника сжатого воздуха к пневмоприводу насоса 19 через пневмолинию 32 сжатый воздух по пневмолиниям 27 и 31 поступает в приводную камеру 3, а по пневмолинии 28 - в левую полость управляющего пневмоцилиндра 20. Приводная камера 4 через пневмолинии 26, 30, а также правая полость управляющего пневмоцилиндра 20 по пневмолинии 29 и пневмораспределитель 22 соединены с атмосферой по линии 33. Сжатый воздух по линии 25 поступает в управляющий пневмоцилиндр 12 гидрораспределителя 11, и золотник 13 находится в крайнем правом положении, соединив линию всасывания 15 с гидравлической линией 17, а гидравлическую линию 18 с линией нагнетания 16. В рабочем цилиндре 10 осуществляется всасывание, а в рабочем цилиндре 9 - нагнетание жидкости. When connecting the source of compressed air to the pneumatic drive of the pump 19 through the pneumatic line 32, the compressed air flows through the pneumatic lines 27 and 31 into the drive chamber 3, and through the pneumatic line 28 into the left cavity of the control pneumatic cylinder 20. The drive chamber 4 through the pneumatic lines 26, 30, as well as the right cavity the control pneumatic cylinder 20 along the pneumatic line 29 and the pneumatic distributor 22 are connected to the atmosphere via line 33. Compressed air through line 25 enters the control pneumatic cylinder 12 of the hydraulic distributor 11, and the spool 13 is in the far right position, connecting suction 15 with a hydraulic line 17, and a hydraulic line 18 with a discharge line 16. In the working cylinder 10 is suction, and in the working cylinder 9 is the injection of fluid.

Перемещение переключателя 21 вправо будет осуществляться до тех пор, пока не будут переключены соответствующие каналы (не показаны), сброшено давление в линии 25 и подан сжатый воздух в линию 24, рабочий поршень пневмораспределителя 23 займет крайнее левое положение, сбросит давление сжатого воздуха с приводной камеры 3 в атмосферу и подаст сжатый воздух в приводную камеру 4. The switch 21 will be moved to the right until the corresponding channels (not shown) are switched off, the pressure in line 25 is released and compressed air is supplied to line 24, the working piston of the air distributor 23 will take its leftmost position, and will release the compressed air pressure from the drive chamber 3 into the atmosphere and supply compressed air to the drive chamber 4.

Изменение сигналов в линиях 24 и 25 приведет к перемещению золотника 13 в крайнее левое положение. Рабочая камера 7 будет работать на всасывание, а рабочая камера 8 - на нагнетание до тех пор, пока переключатель 21 не займет крайнее левое положение и не переключит каналы - цикл повторится. Changing the signals in lines 24 and 25 will lead to the movement of the spool 13 to the leftmost position. The working chamber 7 will work on the suction, and the working chamber 8 on the discharge until the switch 21 is in the leftmost position and switches channels - the cycle will repeat.

Число ходов переключателя 21 возможно изменять за счет изменения количества воздуха в линиях 28 и 29 устройствами 35 и 36. The number of strokes of the switch 21 can be changed by changing the amount of air in the lines 28 and 29 by devices 35 and 36.

На фиг. 2 дана схема поршневого насоса с пневмоприводом, у которого рабочий поршень пневмораспределителя выполнен дифференциальным. In FIG. 2 shows a diagram of a piston pump with a pneumatic actuator, in which the working piston of the pneumatic distributor is made differential.

Пневмораспределитель 22 пневмопривода 19 работает следующим образом. The directional valve 22 of the pneumatic actuator 19 operates as follows.

При подключении источника сжатого воздуха к пневмоприводу 19 сжатый воздух постоянно подается под поршень малой площади дифференциального поршня, а изменение положения дифференциального поршня осуществляется за счет подачи-сброса сжатого воздуха под поршень большей площади дифференциального поршня. When connecting the source of compressed air to the pneumatic actuator 19, compressed air is constantly supplied under the piston of a small area of the differential piston, and the position of the differential piston is changed by supplying and discharging compressed air under the piston of a larger area of the differential piston.

Claims

1. A pneumatic piston pump containing a housing with two opposed working chambers, a four-line valve with a flat spool and a control cylinder, self-mounted pistons located on the same rod located between the drive chambers, a four-line valve, characterized in that the valve is equipped with a control cylinder limits of the pump casing, the control pneumatic cylinder of the pneumatic distributor has in common with the driving chambers of the pump e-lines, and air flow control devices are located on the pneumatic lines for supplying compressed air to the control pneumatic cylinder.

2. A pneumatic piston pump according to claim 1, characterized in that the working piston of the pneumatic control valve is differential, and the control pneumatic cylinders of the pneumatic control valve and the control valve are common with the drive chambers of the pneumatic line pump.