Поршневая машина

Поршневая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к насосостроению. Целью изобретения является уменьшение габаритов насоса, что достигается введением в насос системы принудительной циркуляционной смазки со средствами охлаждения смазочной жидкости . Насос содержит корпус и пару поршень-цилиндр , образующие рабочую камеру . Приводной элемент - ползун установлен на эксцентрике приводного вала. Насос имеет систему принудительной циркуляционной смазки, включающую накопительньп резервуар, нагнетательньп насос смазки, рециркуляционньй сборник , рециркуляционный насос, перепускной канал с управляющим органом для регулирования заполнения рециркуляционного сборника. В накопительньй резервуар в-строен теплообменник в виде системы теплообменных труб, по которым пропускается перекачиваемая насосом среда, отводящая тепло от смазочной жидкости, находящейся в накопительном резервуаре. Смазочная жидкость подводится к поршню, снижая силы трения и отводя тепло, образующееся в результате работы насоса. 11 3.п. ф-лы, 6 ил. «о (У)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3

; 13 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

И

С.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2933205/25-06 (22) 16. 06,80 (31) 5779/79-4 (32) 20.06.79 (33) СН (46) 07.03.88. Бюл. Ф 9 (71) Хайдроватт Системз Лимитед (GB) (72) Бернард Фрей (СН) (53) 621.651(088,8) (56) Заявка ФРГ М 2,554733, кл. F 15 В 15/10, 1976. (54) ПОРШНЕВАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к насосостроению, Целью изобретения является уменьшение габаритов насоса, что достигается введением в насос системы принудительной циркуляционной смазки со средствами охлаждения смазочной жидкости. Насос содержит корпус и пару поршень-цилиндр, образующие рабочую каме„„SU„„ l380 17 (51) 4 F 04 В 1/04 Р 01 M 1/1? ру, Приводной элемент — полэун установлен на эксцентрике приводного вала. Насос имеет систему принудительной циркуляционной смазки, включающую накопительный резЕрвуар, нагнетательньп насос смазки, рециркуляционньп сборник, рециркуляционный насос, перепускной канал с управляющим органом для регулирования заполнения рециркуляционного сборника. В накопительный резервуар встроен теплообменник в виде системы теплообменных труб, по которым пропускается перекачиваемая насосом среда, отводящая тепло от смазочной жидкости, находящейся в накопительном резервуаре, Смазочная жидкость подводится к поршню, снижая силы трения и отводя тепло, образующееся в результате работы насоса, 11 з п. ф лы, 6 ил.

1380617 (!зобрс тени» тн сllòñÿ к гидр машиностр >енин, в >детности к поршневым ма>яинам,>л» поре!.ачнвания жи»кос той поршневым насосам. (!е»ь изобретения — уменьшение габаритов поршне во>3 машины, На фиг, 1 изображена поршневая машина, продольный разрез; на фиг,2 ги >равлическая схема системы смазки 10 поршневой машины; на фиг, 3 — вид А на фиг ° 1 на !>ецмркуляционный насос; на фиг.4 — сечение  — В на фиг.3! на фиг. 5 — поршневая машина, снабже>гнан теп»ообь>енником в системе смазки, ва-15 риант; на фиг. 6 — сечение В-В Hà фиг.S.

По!>ип евая машина, в частности поршнево>3 насос, содержит корпус 1, по меньшей меpp o!lну пару поршень 2 — 20 нилин, Ið для (>l> p а зов алия раб>очей камеры 4 изменяемого объема, в насосе в I;A:.øållî пять раб>очих камер, располож"нных звездообразно.

Поршень 2 снабжен эластичным, деформируемьгм шлангообразным уплотнительным элементом 5 для герметизации рабочей камеры 4, Поршень 2 при помощи ротационного приводного элемента-ползуна 6, установ.(енного на экс- 30 центрике приводного вала 7, приводится в возвратно-поступательное движение, при этом цилиндр 3 на конце, обращенном к приводному элементу-ползуну 6, охвачен ведущим звеном в виде 35 стакана 8, дно которого расположено с возможностью контакта по плоскости с приводным элементом-ползуном

6, его наружные стенки контактируют с корпусом 1, торец стенок стакана 4р

8 в совокупности с цилиндром 3 и корпусом 1 образуют дополнительную камеру 9 переменного объема, à его внутренние стенки н совокупности с концом цилиндра 3 — вспомогательную 45 камеру 10, причем дополнительная 9 и всгомогательная 10 камеры сообщены между собой дроссельным каналом 11, который может быть образован кольцевым зазором между внутренней поверхностью стенок стакана 8 и внешней поверхностью цилиндра 3. Дополнительная камера 9 IlpH помощи выравнивающего канала 12 сообщена с накопительным резервуаром !3, выполненным в виде кольцевой камеры в корпусе 1, расположенной концентрично оси вращения привс диого вала 7. Накопительный резервуар 13 заполнен смазочной жидкостью. Поршень 2 при помощи пружины

14 поджат к дну стакана, а каждая рабочая камера 4 снабжена всасывающим

15 и нагнетательным 16 клапанами для попеременного ее сообщения с всасывающим 17 н нагнетательным 18 коллектовами.

Г!оршневая машина снабжена устройством для смазки, выполненным в виде системы с принудительной циркуляцией, включающей накопительный резервуар

13, нагнетательный насос 19 смазки, рециркуляционный сборник 20, рециркуляционный насос 21 и перепускной канал 22 с управляющим органом 23, имеющим поплавок 24, размещенный B рециркуляционном сборнике 20. Управляющий орган 23 служит для регулирования заполнения рециркуляционного сборника 20. Смазочная жидкость из накопительного резервуара 13 по каналу 25 поступает во всасываюшуlo гидролинию насоса 19 смазки, откуда по каналу 26 подается через фильтр 27 в кольцеобразный коллектор 28, из которого смазка под давлением по напорным каналам 29 и 30 с встроенными дросселями 31 и 32 соответственно поступает к отдельным цилиндрам 3, По каналу 29 смазочная жидкость под давлением подается для смазки зоны контакта уплотнительного элемента 5 с цилиндром 3 и отводится из этой зоны во вспомогательную камеру 10 откуда через дроссельный канал 11 поступает в дополнительную камеру 9.

Поскольку дополнительная камера 9 при помощи выравниваемого канала 12> имеющего большое сечение, сообщена с накопительным резервуаром 13, давление в дополнительной камере 9 всег— да ниже, чем давление во вспомогательной камере 10, что обеспечивает направленный отвод смазочной жидкости из зоны контакта уплотнительного элемента 5 со стенкой цилиндра 3, По каналу 30 смазочная жидкость под давлением подается для смазки зоны трения стакана 8 с корпусом 1, откуда по каналам 33 попадает в зону контакта дна стакана 8 с полэуном 6 и отводится из этой эоны в рециркуляционный сборник 20. Рециркуляционный насос 21 отсасывает жидкость из рециркуляционного сборника 20 и по каналу 34 возвращает ее в накопительный реэерву13.

1 380617

Для предотвращения пенообраэовачия в системе принудительной циркуляционной смазки ротор 35 рециркуляционного насоса 21 имеет несколько подпорных

5 прорезей 36, расположенных аналогично лопаткам радиального центробежного насоса. При вращении ротора 35, находящаяся в подпорных прорезях 36, смазочная жидкость из-за значительных центробежных сил подвергается сепарации на смазку с большим или меньшим содержанием жидкой фазы или, наоборот, с меньшим или большим содержанием газа или пены. 15

В зоне отводного окна 37, имеющего угловую протяженность менее 180, иэ подпорных прорезей 36 ротора 35 в радиальном направлении выбрасывается при соответствующем замедлении только20 та часть смазки, которая содержит очень мало газа или пены. После прохождения окна 37 подпорные прорези сообщаются с отводным окном 38, в которое попадает та часть смазки, 25 которая содержит большое количество газа или пены, и эта часть смазки через канал 39 (фиг.3) возвращается в рециркуляционный сборник 20 по каналу 34. Между окнами 37 и 38 расположены перемычки 40 и 41, при прохождении которых концы подпорных прорезей 36 закрыты, причем перемычка 41, имеющая значительно большую угловую протяженность, служит для разделения

3 фаз смазочной жидкости с различной плотностью. Смазочная жидкость из рециркуляционного сборника 20 поступает на рециркуляционный насос 21 по каналу 42.

Кроме того, для отделения газа и пены в рециркуляционном насосе 21 предусмотрена щелевая полость 43, расположенная в радиальном направлении около ротора 35, в которой при 45 вращении последнего -создается радиальный, циркулирующий по траектории поток (фиг.4), которыч способствует сбору смазочной жидкости с малым содержанием газа во внешней по радиусу области, подпорных прорезей 36 и при необходимости вызывает частичный возврат пены, собранной во внутренней по радиусу области подпорной прорези

36, в направлении по всасывающей каиере насоса, Поршневой насос снабжен также насосом 44 подкачки перекачиваемой среды, представляющим собой, напри° ер, осевой лопастной насос, ротор которого размещен в расточкг 45 корпуса 1, и установлен на конце 46 приводного вала 7 (на фиг.1 и 5 ро1ор насоса не показан) °

Перекачиваемая среда подводится к насосу 44 подкачки в его всасываю— щую полость 47 через отверстие 48 в крышке 49, а отводится из полости 50 при помощи радиальных каналов 51 в кольцевой всасывающич коллектор 17> от которого перекачиваемая среда па аксиальным каналам 52 (на фиг.5 показан только один такой канал), число которых равно числу рабочих цилиндров,поступает к всасывающему клапану

15 соответствующей рабочей камеры 4.

Таким образом, перекачиваемая среда на входе поршневой машичы находится под избыточным давлением, что обеспечивает надежное заполнение рабочей камеры 4 на такте всасывания.

Поршневая машина снабжена устройством для охлаждения смазочной жидкости, включающим теплообменник, через который протекает перекачиваемая насосом среда, поток которой создается насосом 44 подкачки. Теплообменник расположен в накопительном резервуаре 13 для смазочной жидкости и включает систему каналов, по которым протекает перекачиваемая насосом среда.

Система каналов теплообменника включает каналы 53, выполненные соосно каналам 52 и сообщенные с всасывающим коллектором 17. Каждый из каналов

53 входит в кольцеобраэный коллекторный канал 54, выполненный в крышке

49. С каналом 54 при помощи радиального канала 55 с регулируемым дросселем 56 сообщен присоединительный узел-распределитеЛь 57, расположенный в накопительном резервуаре 13 ° Диаметрально противоположно распределителю 57 в накопительном резервуаре

13 расположен другой присоединительный узел-коллектор 58, который при помощи радиального канала 59 сообщен с всасывающей полостью 47 насоса 44 подкачки. Распределитель 57 и коллектор 58 закреплены в торцовой стенке корпуса 1 и связаны между собой системой теплообменных труб 60, расположенных кольцеобраэно в накопительном резервуаре 13.

Поршневая машина, в частности насос, работает следующим образом.

1380617

При вращении приводного вала 7 поршень 2 со стаканом 8 при помощи ротационного привсдного элемента-ползуна 6 приводятся в возвратно-посту5 пательное движение, что приводит к периодическому увеличению и уменьшению об ьема рабочей камеры 4. Одновременно с приводным валом 7 приводятся во вращение насос 44 подкачки, нагие- 10 тательный насос 19 смазки и рециркуляционный насос 2 1. При увеличении объема рабс чей камеры 4 перекачиваеательном движении контакта чплотните,пь- 25 во звратно-поступ поршня 2 в зоны ного элемента 5 на 8 с корпусом жидкость под да с цилиндром и стака1 подается смазочная влением, что способсил трения и отводу ствует снижению тепла иэ зон трения. 30

Устройство для охлаждения смазочной жидкости работает следующим образом.

Перекачиваемая насосом среда иэ всасывающего коллектора 17 по каналу

53 поступает в кольцеобраэный коллекторный канал 54 и далее по радиальному каналу 55 с регулируемым дросселем

56 в распределитель 57, откуда по теплообменным трубам 60 поступает в 40 коллектор 58, из которого перекачиваемая среда по радиальному каналу 59 возвращается во всасывающую полость

47 насоса 44 подкачки, чем обеспечивается направленный поток в системе 45 каналов теплообменника, Поскольку теплообменные трубы 60 расположены внутри накопительного резервуара 13 со oìàço÷íoé жидкостью происходит теплообмен и тем самым охлаждение смазочной жидкости.

Учитывая, то отводной канал 34 от рециркуляционного насоса 21 входит в верхнюю область накопительного резервуара 13, а засасывание смазочной жидкости «aIнетательным насосом 19 смазки происходит иэ накoпительнoãо резервуара 13 по каналу 25, вход в

50 мая среда из всасывающего коллектора

17, в котором поддерживается избыточ-15 ное давление, развиваемое насосом 44 подкачки, по каналу 52 и далее через всасывающий клапан 15 поступает в рабочую камеру 4. При уменьшении объема рабочей камеры 4 перекачиваемая среда 20 из IIee»epe IIaIнетательный клапан 16 вытесняется в нагнетательный коллектор 18 и далее к потребителю, !1ри который расположен в нижней его области, где образуется направленный поток смазочной жидкости, который является противоположным по направлению потоку перекачиваемой насосом среды в каналах теплообменника между расположенным внизу распределителем

57 и расположенным вверху коллектором 58, 11ротивоток охлаждающей и охлаждаемой сред улучшает качество теплообмена и способствует более интенсивному охлаждению смазочной жидкости.

Таким образом, при реализации изобретения становится возможным за счет введения системы смазки и теплообмена существенно lloRElcHtb рабочие параметры машины, не увеличивая существенно ее габаритных размеров.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Поршневая машина, в частности поршневой насос, содержащая корпус, по меньшей мере одну пару поршень цилиндр, образующую рабочую камеру изменяемого объема, и устройство для смазки, причем поршень имеет эластично-деформируемый шлангообраэный уплотнительный элемент для герметизации рабочей камеры и установлен с возможностью возвратно-поступательного движения при взаимодействии с ротационным приводным элементом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, цилиндр снабжен ведущим звеном, расположенным на конце, обращенном к приводному элементу и выполненном в виде охватывакщего цилиндр стакана, дно которого расположено с возможностью контакта с приводным элементом, его наружные с те нки сопряжены с корпусом, торец в совокупности с цилиндром и корпусом образуют дополнительную камеру переменного объема, а его внутренние стенки в совокупности с концом цилиндра вспомогательную камеру, причем дополнительная и вспомогательная камеры сообщены между собой дроссельным каналом, а дополнительная камера при помощи выравнивающего канала сообщена с накопительным резервуаром, выполненным и ниде кольцевой камеры в корпусе, расположенной концентрично оси вращения приводного элемента, и заполненным смазочной жидкостью.

1 38061 7

2. Маьцииа ио и.1, о т л и и аю щ а я с я тем, что дроссельный ка Hàë образован ко IüöåRûì зазором между внутренней поверхностью ведушего зве—

HB и внешней поверхностью цилиндр».

3. Машина ио ип,1 и 2, о т л и ч а ю ш а я с я TE ì, что устрочство для смазки выполнено в виде системы с принудительноч циркуляцией, включа- 10 ющей накопительный резервуар, нагнетательный насос смазки, рециркуляционный сборник, рециркуляционный насос и перепускной канал с управляющим органом для регулирования уровня запил- 15 нения рециркуляционного сборника, 4. Машина по и.3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что управляющий орган снабжен поплавком, размещенным в рециркуляционном сборнике, 20

5. Машина по ип, 1-4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена теплообменником, расположенным в накопительном резервуаре.

6, Машина ио п.5, и т л и ч а — 25 ю щ а я с я тем, что теплообменник выполнен н виде системы каналов, по которым ирс текает рабочая среда.

7. Машина по и,6, о т л и ч а — 30 ю щ а я с я тем, что система каналов теплообменника выполнена в виде расположенных кольцеобразно теплообменных труб, внешняя поверхность которых по меньшей мере частично контактирует

35 со смазочной жидкостью в накопительном резервуаре.

8. Машина по п.7, о т л и ч а ю ц а я с я тем, что система каналов теилообменника имеет по меньшей мере ива диаметрально расположенных в накопительном резервуаре присоединительных учла лля теплообменных труб, ири этом соедин: нные параллельно теплообмениые трубы проходят в обоих направлениях по окружности от одного ирисоединительного узла к другому.

9. Машина по п.8, о т л и ч а ю iq а я с я тем, что проходящие дугообраэно по окружности в накопительном ре3pрвуаре теплообменные трубы образуют кольцевую цилиндрическую конструкцию иэ расположенных рядом влоль образующей цилиндра труб.

10. Машина по пп.7-9, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена насосом подкачки, сообщенным с ирисоединительными узлами гидролиниями подвода и отвода охлаждающей жидкости.

11. Машина по п.10, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что гидролиния подвода охлаждающей жидкости снабжена и< меньшей мере одним регулируемым лросселем.

12, Машина по п.5, о т л и ч а— ю ц а я с я тем, что накопительный резервуар расположен коаксиально относительно насоса подкачки, выполненного предпочтительно в виде осевой лопаточкой. машины, и имеет осевую длину большую осевой длины насоса подкачки °

1 38i>61 i

1у Z5 вша л

Z7 ZE

Фиг. Ф

ФЗ

4Ъг 6

Составители В. Чашкин

Тепрел Л.Олийнык

Редактор П.Рогулич

Корректор H Êîðîëë

Заказ 995/59 Тир аж 574 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Пргнзводственно-по нграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная