RU2352814C1

RU2352814C1 - Pumping plant

Info

Publication number: RU2352814C1
Application number: RU2007136985/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Цехановский (RU); Александр Николаевич Цехановский
Original assignee: Александр Николаевич Цехановский
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-04-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to pumping units with hydraulic pump to feed viscous, chemically aggressive liquid that features high accuracy of cyclic metering at high and low pressure. The aforesaid hydraulic pump represents a cylindrical housing accommodating elastically deformable piston made up of two elastic diaphragms and the cylindrical housing side surface. Its top part has a filler hole with a stop plug. It incorporates also the driving fluid chamber and pump-over fluid chamber. The former is made up of the cylindrical housing end face cover linked up with the side surface by a flange joint and bolts, and with the elastic diaphragm peripheral part squeezed there between. The end face cover has an inlet hole communicating, via pressure and drain lines and solenoid valve, with the driving fluid source. The pump-over fluid chamber is made up of the cylindrical housing end face cover linked up with the side surface by a flange joint and bolts, and with the elastic diaphragm peripheral part squeezed there between. The end face cover has an inlet hole communicating, via pressure and drain lines and drain valve, with the pump-over fluid source, and a discharge hole passing, through the drain line channels and shut-off valve, the fluid for the next processing cycle. On both side of the elastic diaphragm and in symmetry with it, solid porous membranes that feature a preset permeability are arranged mirror-like on the driving chamber side. One of them is seated on the end face cover inner surface, the other one is located on the cylindrical housing inner surface. Each membrane section represents a rectangle, while the distance between their inner surfaces is subject to the preset pump-over fluid chamber volume during one pumping cycle.

EFFECT: simple design, higher cyclic metering.

2 dwg

Description

Изобретение относится к насосным установкам с гидронасосом и может быть использовано для подачи (перекачивания) вязкой, химически агрессивной жидкости с высокой точностью циклического дозирования под высоким и низким давлением.The invention relates to pumping units with a hydraulic pump and can be used to supply (pumping) a viscous, chemically aggressive liquid with high precision cyclic dosing under high and low pressure.

Известна насосная установка, содержащая гидроприводной объемный насос с эластичным рабочим органом, разделяющим полости для приводной и откачиваемой текучих сред (жидкости), которые формируются одной или несколькими камерами, установленными в полости кожуха насоса между его торцевыми стенками (RU 2090779 C1, 20.09.1997).A known pump installation containing a hydraulic volumetric pump with an elastic working body separating the cavity for the drive and pumped fluid (liquid), which are formed by one or more chambers installed in the cavity of the pump housing between its end walls (RU 2090779 C1, 09/20/1997) .

Недостатком известной установки является сложность конструкции, наличие контрольной и регулирующей аппаратуры при его работе, невозможность обеспечения высокой точности дозирования при высоком давлении перекачиваемой жидкости на выходе, ограниченный диапазон действия по производительности и давлению, низкая надежность вследствие наличия в перекачивающем устройстве механических (в том числе трущихся) частей и возможности в связи с этим диффузии жидкости через зазоры движущихся механических частей (особенно при высоком давлении), что в свою очередь требует точности и чистоты при изготовлении этого устройства.A disadvantage of the known installation is the design complexity, the presence of control and regulatory equipment during its operation, the inability to ensure high dosing accuracy at high pressure of the pumped liquid at the outlet, the limited range of action in terms of productivity and pressure, low reliability due to mechanical (including rubbing) devices in the pumping device ) parts and the possibilities in connection with this diffusion of the liquid through the gaps of moving mechanical parts (especially at high pressure), th about in turn requires accuracy and purity in the manufacture of this device.

Задачей данного изобретения является создание насосной установки для подачи (перекачивания) жидкости упрощенной конструкции с достижением таких технических результатов, как возможность работы с вязкими, химически агрессивными жидкостями в широком диапазоне по давлению и по производительности, получение высокой точности циклического дозирования перекачиваемой жидкости, использования принципа вытеснения жидкости жидкостью, исключив непосредственный контакт последних, повышение надежности установки в эксплуатации за счет исключения механических исполнительных устройств внутри насоса, что исключает диффузию вязких, химически агрессивных жидкостей в зазоры движущихся механических частей.The objective of the invention is the creation of a pumping unit for supplying (pumping) liquids of a simplified design with the achievement of such technical results as the ability to work with viscous, chemically aggressive liquids in a wide range of pressure and performance, obtaining high accuracy of cyclic dosing of the pumped liquid, using the displacement principle liquid by liquid, eliminating direct contact of the latter, increasing the reliability of the installation in operation due to the I mechanical actuators within the pump that eliminates diffusion viscous, chemically aggressive fluids into clearances of moving mechanical parts.

Эта задача достигается тем, что в насосной установке, включающей гидронасос, напорные и сливные магистрали, оснащенные регулирующей аппаратурой, гидронасос выполнен в виде цилиндрического корпуса в полости которого расположен упругодеформируемый поршень, сформированный двумя эластичными диафрагмами и боковой поверхностью цилиндрического корпуса, в верхней части которого расположено заливное отверстие с запорной пробкой, предназначенное для заполнения полости поршня приводной (передающей) несжимаемой жидкостью с низкой вязкостью, и разделяющий цилиндрическую полость на две камеры, камеру приводной жидкости и камеру перекачиваемой жидкости, камера приводной жидкости сформирована торцевой крышкой цилиндрического корпуса, соединенной с боковой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью болтов и с зажатой между ними по кругу периферийной частью эластичной диафрагмы, при этом в торцевой крышке выполнено впускное - отливное отверстие, через которое камера сообщена каналами напорной магистрали через электромагнитный клапан с источником приводной жидкости и каналами сливной магистрали через электромагнитный клапан с источником приводной жидкости, камера перекачиваемой жидкости сформирована торцевой крышкой цилиндрического корпуса, соединенной с боковой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью болтов с зажатой между ними по кругу периферийной частью эластичной диафрагмы, при этом в торцевой крышке выполнено впускное отверстие, через которое камера сообщена каналами напорной магистрали через запорный клапан с источником перекачиваемой жидкости, и сливное отверстие, через которое перекачиваемая жидкость по каналам сливной магистрали через запорный клапан подается на следующий технологический цикл, причем по обе стороны симметрично относительно эластичной диафрагмы со стороны приводной камеры расположены зеркально одна относительно другой твердые пористые мембраны с заданной проницаемостью, одна из них установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности торцевой крышки, а другая установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, каждая из мембран имеет в сечении форму прямоугольника и расстояние между внутренними сторонами мембран определено заданным объемом камеры приводной жидкости, определяемым объемом перекачиваемой жидкости за один цикл.This task is achieved by the fact that in a pump installation including a hydraulic pump, pressure and drain lines equipped with control equipment, the hydraulic pump is made in the form of a cylindrical body in the cavity of which there is an elastically deformable piston formed by two elastic diaphragms and a lateral surface of the cylindrical body, in the upper part of which a filler hole with a stopper designed to fill the piston cavity with a drive (transmitting) incompressible liquid with a low viscosity, dividing the cylindrical cavity into two chambers, the drive fluid chamber and the pumped fluid chamber, the drive fluid chamber is formed by the end cap of the cylindrical body connected to the side surface of the cylinder by a flange connection with bolts and with the peripheral part of the elastic diaphragm clamped between them in a circle, while in the end the cover has an inlet - cast hole, through which the chamber is communicated by channels of the pressure line through an electromagnetic valve with a source of drive fluid and channels of the drain line through an electromagnetic valve with a source of drive fluid, the pumped fluid chamber is formed by the end cap of the cylindrical body connected to the side surface of the cylinder by a flange connection using bolts with the peripheral part of the elastic diaphragm clamped between them in a circle, while the inlet cover is made the hole through which the chamber is communicated by the channels of the pressure line through a shut-off valve with a source of pumped liquid, and a drain hole, through the cut which the pumped liquid through the drain line channels through the shut-off valve is supplied to the next technological cycle, moreover, on both sides symmetrically with respect to the elastic diaphragm, solid porous membranes with a given permeability are mirrored one relative to the other, one of them is installed in a seat located on the inner surface of the end cap, and the other is installed in a seat located on the inner surface of the cylindrical body, each of the membranes has a rectangular shape in cross section and the distance between the inner sides of the membranes is determined by a given volume of the drive fluid chamber, determined by the volume of pumped fluid in one cycle.

Далее сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана насосная установка; на фиг.2 показан гидронасос.Further, the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a pumping unit; figure 2 shows the hydraulic pump.

Насосная установка содержит гидронасос (фиг.2), который выполнен в виде цилиндрического корпуса 1 в полости которого расположен упругодеформируемый поршень, сформированный двумя эластичными диафрагмами 2 и 3 и боковой поверхностью цилиндрического корпуса, в верхней части которого расположено заливное отверстие 4 с запорной пробкой, предназначенное для заполнения полости поршня приводной (передающей) несжимаемой жидкостью с низкой вязкостью, и разделяющий цилиндрическую полость на две камеры, камеру приводной жидкости 5 и камеру перекачиваемой жидкости 6, камера приводной жидкости 5 сформирована торцевой крышкой 7 цилиндрического корпуса 1, соединенной с боковой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью болтов 8 с зажатой между ними по кругу периферийной части эластичной диафрагмы 2, в торцевой крышке 7 выполнено впускное - отливное отверстие 9, через которое камера 5 сообщена (фиг.1) каналами напорной магистрали 10 через электромагнитный клапан 11 с источником приводной жидкости 12 и каналами сливной магистрали 13 через электромагнитный клапан 11 с источником приводной жидкости 12, камера перекачиваемой жидкости 6 (фиг.2) сформирована торцевой крышкой 14 цилиндрического корпуса 1, соединенной с боковой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью болтов 8 с зажатой между ними по кругу периферийной частью эластичной диафрагмы 3, при этом в торцевой крышке 14 выполнено впускное отверстие 15, через которое камера 6 сообщена (фиг.1) каналами напорной магистрали 16 через запорный клапан 17 с источником перекачиваемой жидкости 18, и сливное отверстие 19 (фиг.2), через которое перекачиваемая жидкость по каналам сливной магистрали 20 (фиг.1) через запорный клапан 21 подается на следующий технологический цикл, причем по обе стороны симметрично относительно эластичной диафрагмы 2 (фиг.2) со стороны приводной камеры 5 расположены зеркально одна относительно другой твердые пористые мембраны с заданной проницаемостью 22 и 23, одна из них 22 установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности торцевой крышки 7, а другая 23 установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1, каждая из мембран 22 и 23 имеет в сечении форму прямоугольника и расстояние между внутренними сторонами мембран определено заданным объемом камеры приводной жидкости 5, определяемым объемом перекачиваемой жидкости за один цикл.The pump installation contains a hydraulic pump (figure 2), which is made in the form of a cylindrical body 1 in the cavity of which an elastically deformable piston is formed, formed by two elastic diaphragms 2 and 3 and a lateral surface of the cylindrical body, in the upper part of which there is a filler hole 4 with a stopper, designed to fill the piston cavity with a drive (transmitting) incompressible fluid with low viscosity, and dividing the cylindrical cavity into two chambers, the drive fluid chamber 5 and the pumping chamber liquid 6, the chamber of the drive liquid 5 is formed by the end cover 7 of the cylindrical body 1, connected to the side surface of the cylinder by a flange connection using bolts 8 with the peripheral part of the elastic diaphragm 2 clamped between them, an inlet - cast hole 9 is made in the end cover 7, through which the chamber 5 is communicated (Fig. 1) by channels of the pressure line 10 through an electromagnetic valve 11 with a source of drive fluid 12 and channels of a drain line 13 through an electromagnetic valve 11 with a source of drive liquid 12, the pumped liquid chamber 6 (Fig. 2) is formed by the end cover 14 of the cylindrical body 1, connected to the side surface of the cylinder by a flange connection using bolts 8 with the peripheral part of the elastic diaphragm 3 clamped between them in a circle, while in the end cover 14 an inlet 15 is made through which the chamber 6 is communicated (Fig. 1) by channels of the pressure line 16 through a shut-off valve 17 with a source of pumped liquid 18, and a drain hole 19 (Fig. 2) through which the pumped liquid through the channel m drain line 20 (Fig. 1) through the shut-off valve 21 is fed to the next process cycle, and on both sides symmetrically relative to the elastic diaphragm 2 (Fig. 2) from the side of the drive chamber 5 are located solidly porous membranes with a predetermined permeability 22 and 23, one of them 22 is installed in a seat located on the inner surface of the end cap 7, and the other 23 is installed in a seat located on the inner surface of the cylindrical body 1, each of the membranes 2 2 and 23 has a rectangular shape in cross section and the distance between the inner sides of the membranes is determined by a predetermined volume of the drive fluid chamber 5, determined by the volume of the pumped fluid in one cycle.

Выполнение мембран 22 и 23 из твердого пористого материала с заданной проницаемостью позволяет обеспечить равномерное давление напорной жидкости по всей площади эластичных диафрагм 2 и 3, исключив их повреждение при любом режиме насоса.The implementation of the membranes 22 and 23 of a solid porous material with a given permeability allows to ensure uniform pressure of the pressure fluid over the entire area of the elastic diaphragms 2 and 3, eliminating their damage in any pump mode.

Работа насосной установки для перекачивания жидкости осуществляется следующим образом.The operation of the pumping unit for pumping liquid is as follows.

В готовой к работе установке полость упругодеформируемого поршня через заливное отверстие 4 заполняется приводной жидкостью, например маслом, используемым в гидросистемах.In a ready-to-use installation, the cavity of an elastically deformable piston through a filler hole 4 is filled with a drive fluid, for example, oil used in hydraulic systems.

Перекачивание жидкости включает поочередное сообщение камеры перекачиваемой жидкости 6 с источником перекачиваемой жидкости 18 (фиг.1) и отвод перекачиваемой жидкости через сливное отверстие 19 (фиг.2) по каналам сливной магистрали 20 (фиг.1) через запорный клапан 21 на следующий технологический цикл, вследствие циклического изменения давления в камере приводной жидкости 5 (фиг.2) при соответственно отводе и подводе приводной жидкости, сопровождающихся циклическим изменением положения эластичной диафрагмы 2.Liquid pumping includes alternating communication between the pumped liquid chamber 6 and the source of pumped liquid 18 (Fig. 1) and the discharge of pumped liquid through the drain hole 19 (Fig. 2) through the channels of the drain line 20 (Fig. 1) through the shutoff valve 21 to the next process cycle , due to the cyclical change in pressure in the chamber of the drive fluid 5 (Fig.2) with respectively the removal and supply of drive fluid, accompanied by a cyclic change in the position of the elastic diaphragm 2.

В камеру перекачиваемой жидкости 6 через впускное отверстие 15 по каналам напорной магистрали 16 (фиг.1) через запорный клапан 17 с помощью гидравлической помпы 24 из источника перекачиваемой жидкости 18 с постоянным избыточным давлением 10 бар подается перекачиваемая жидкость, отжимая эластичную диафрагму 3 (фиг.2) на столько, на сколько позволит эластичная диафрагма 2, которая в свою очередь, благодаря упругодеформируемому поршню, отжимается до полного касания с мембраной 22, отводя при этом приводную жидкость через впускное - отливное отверстие 9 по каналам сливной магистрали 13 (фиг.1) через электромагнитный клапан 11 в источник приводной жидкости 12.The pumped liquid 6 through the inlet 15 through the channels of the pressure line 16 (Fig. 1) through the shut-off valve 17 using the hydraulic pump 24 from the source of the pumped liquid 18 with a constant overpressure of 10 bar pumped liquid, squeezing the elastic diaphragm 3 (Fig. 2) as much as the elastic diaphragm 2 allows, which, in turn, thanks to the elastically deformable piston, is wrung out until it completely touches the membrane 22, while diverting the drive fluid through the inlet - ejection hole 9 through the channels of the drain line 13 (figure 1) through an electromagnetic valve 11 into the source of the drive fluid 12.

В камеру приводной жидкости 5 (фиг.2) через впускное - отливное отверстие 9 по каналам напорной магистрали 10 (фиг.1) через электромагнитный клапан 11 с помощью гидравлической помпы 25 из источника приводной жидкости 12 с заданным давлением подается несжимаемая жидкость с низкой вязкостью, отжимая эластичную диафрагму 2 (фиг.2) до полного касания с мембраной 23.In the chamber of the drive fluid 5 (figure 2) through the inlet - cast hole 9 through the channels of the pressure line 10 (figure 1) through the electromagnetic valve 11 using a hydraulic pump 25 from the source of the drive fluid 12 with a given pressure is supplied incompressible fluid with a low viscosity, squeezing the elastic diaphragm 2 (figure 2) until it is in full contact with the membrane 23.

Одновременно с эластичной диафрагмой 2 на точно такую же величину отжимается диафрагма 3, вытесняя из насоса перекачиваемую жидкость через сливное отверстие 19 по каналам сливной магистрали 20 (фиг.1) через запорный клапан 21 на следующий технологический цикл.Simultaneously with the elastic diaphragm 2, the diaphragm 3 is squeezed out by exactly the same amount, displacing the pumped liquid from the pump through the drain hole 19 through the channels of the drain line 20 (Fig. 1) through the shut-off valve 21 for the next process cycle.

Объем перекачиваемой жидкости за один цикл точно равен объему между мембранами 22 и 23 (фиг.2).The volume of pumped fluid in one cycle is exactly equal to the volume between the membranes 22 and 23 (figure 2).

Насосная установка начинает следующий цикл перекачивания жидкости.The pump unit begins the next fluid pumping cycle.

Давление перекачиваемой жидкости, получаемое на выходе, зависит от давления приводной жидкости и ограничено только возможностями устройства, которое подает приводную жидкость.The pressure of the pumped liquid obtained at the outlet depends on the pressure of the drive fluid and is limited only by the capabilities of the device that delivers the drive fluid.

Применение данной установки позволяет:The use of this installation allows you to:

- повысить точность циклического дозирования при перекачивании химически агрессивной жидкости высокой вязкости;- to increase the accuracy of cyclic dosing when pumping a chemically aggressive liquid of high viscosity;

- упростить конструкцию собственно насоса за счет исключения клапанов внутри его корпуса;- to simplify the design of the pump itself by eliminating the valves inside its body;

- повысить надежность устройства;- increase the reliability of the device;

- совместить в одном устройстве свойства машин высокого и низкого давления и достичь на выходе давление, определяемое прочностью корпуса и рабочим давлением приводной жидкости, т.е. до 2000-7000 бар.- combine in one device the properties of high and low pressure machines and achieve an outlet pressure determined by the strength of the housing and the working pressure of the drive fluid, i.e. up to 2000-7000 bar.

Claims

A pump installation including a hydraulic pump, pressure and drain lines equipped with control equipment, characterized in that the hydraulic pump is made in the form of a cylindrical body, in the cavity of which there is an elastically deformable piston formed by two elastic diaphragms and a side surface of the cylindrical body, in the upper part of which there is a filling hole with a stopper, designed to fill the piston cavity with a drive (transmitting) incompressible fluid with low viscosity, and separating a cylindrical cavity into two chambers, a drive fluid chamber and a pumped fluid chamber, the drive fluid chamber is formed by the end cap of the cylindrical body connected to the side surface of the cylinder by a flange connection with bolts and with the peripheral part of the elastic diaphragm clamped between them in a circle, while in the end the cover has an inlet - cast hole through which the chamber is connected by channels of the pressure line through an electromagnetic valve with a source of drive fluid and a channel and a drain line through an electromagnetic valve with a source of drive fluid, the pumped fluid chamber is formed by the end cap of the cylindrical body, connected to the side surface of the cylinder by a flange connection using bolts with the peripheral part of the elastic diaphragm clamped between them, and an inlet is made in the end cap, through which the chamber is communicated by the channels of the pressure line through a shut-off valve with a source of pumped liquid, and a drain hole, through which the pumped liquid through the drain line channels through the shut-off valve is fed to the next technological cycle, moreover, on both sides, symmetrical with respect to the elastic diaphragm, on the side of the drive chamber, there are mirror-like solid porous membranes with a given permeability, one of them is installed in the seat, located on the inner surface of the end cap, and the other is installed in a seat located on the inner surface of the cylindrical body, each of membranes has a rectangular shape in cross section and the distance between the inner sides of the membranes is determined by a given volume of the drive fluid chamber, determined by the volume of the pumped fluid in one cycle.