Модуль гидроприводного компрессора

Модуль гидроприводного компрессора

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорном оборудовании для нагнетания газа под высоким давлением, например, для заправки им сельскохозяйственной техники или газовых накопительных емкостей.

Известен компрессор с гидроприводом, гидроприводной модуль которого состоит из оппозитно установленных и жестко соединенных между собой цилиндров (емкостей), имеющих газовые и гидравлические полости, образованные установленными в цилиндрах поршнями, закрепленными на общем штоке.

Гидравлические полости цилиндров посредством гидравлических магистралей через распределительное устройство имеют возможность сообщения с исполнительным механизмом, с насосом и с баком.

С поршнями при нахождении их в крайних положениях имеют возможность контакта концевые выключатели, выполненные в виде перемещающихся штоков с упорами, имеющими возможность взаимодействия с исполнительным механизмом распределительного устройства.

Газовые полости через всасывающие и нагнетательные клапаны соединены со всасывающей и нагнетательной газовыми магистралями.

В процессе работы модуля компрессора при включенном насосе рабочая жидкость по нагнетательной магистрали попадает в одну из гидравлических полостей, в результате чего установленный в данном гидроцилиндре поршень перемещается в крайнее (в плоскости чертежа левое) положение, перемещая и поршень, размещенный в другом гидроцилиндре. Одновременно с этим по газовой магистрали через обратный клапан газ под давлением поступает в газовую полость этого гидроцилиндра. При занятии данным поршнем крайнего (левого в плоскости чертежа) положения он контактирует с управляющим элементом своего концевого переключателя, который переключает распределитель, в результате чего рабочая жидкость насосом подается в гидравлическую полость другого гидроцилиндра и размещенный в нем поршень перемещается вправо (в плоскости чертежа), через шток перемещая поршень, размещенный в первом гидроцилиндре. При этом происходит всасывание газа в газовую полость первого гидроцилиндра и сжатие его во втором, в результате чего газ из газовой полости второго гидроцилиндра через обратный клапан поступает в нагнетательную газовую магистраль, по которой он подается в накопительную газовую емкость или на пост заправки транспортных средств, например сельскохозяйственной техники. В конце хода второй поршень контактирует с управляющим элементом своего концевого переключателя, который переключает распределительное устройство, в результате чего данный поршень совершает обратное перемещение и далее цикл повторяется (см. патент РФ №2220323, кл. F04B 35/02, 2002 г. - наиболее близкий аналог). В результате анализа выполнения известного модуля гидроприводного компрессора необходимо отметить, что при его эксплуатации из-за большого количества герметизирующих элементов возможно попадание рабочей жидкости из гидравлических полостей гидроцилиндров в газовые, а из них - в газовую арматуру, что может вызвать ее отказ.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы модуля гидроприводного компрессора за счет исключения попадания рабочей жидкости в газовые полости и повышение равномерности хода подвижных элементов модуля.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в модуле гидроприводного компрессора, содержащем расположенные оппозитно друг другу гидравлические емкости для рабочей среды и газовые емкости для перекачиваемого газа, причем гидравлические емкости посредством гидравлических магистралей имеют возможность соединения с нагнетательным насосом или со сливом, а газовые емкости имеют возможность соединения посредством газовых магистралей с источником подачи газа или с его потребителем, новым является то, что газовые емкости оппозитно друг другу размещены с возможностью перемещения в гидравлических емкостях, причем модуль снабжен плунжером, штоки которого размещены в газовых емкостях, при этом гидравлические емкости и плунжер смонтированы на общей раме, а газовые полости газовых емкостей соединены друг с другом посредством выполненного в плунжере канала, а на заднем торце каждой гидравлической емкости выполнен направленный внутрь сосуда выступ, а на заднем торце каждой газовой емкости соосно выступу выполнено углубление, имеющее возможность охвата выступа, причем подвод рабочей среды в гидравлические полости емкостей осуществляется со стороны их задних торцов по двум магистралям, одна из которых подведена к полости через выступ, а другая - непосредственно через задний торец и в ней установлен обратный клапан.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема модуля гидроприводного компрессора.

Модуль гидроприводного компрессора состоит из двух оппозитно расположенных гидравлических емкостей 1 и 2, в которых с возможностью перемещения оппозитно друг относительно друга установлены газовые емкости (соответственно 3 и 4).

В состав модуля входит плунжер 5 со штоками по торцам, который не имеет возможности перемещения и штоки которого частично размещены в газовых емкостях. Емкости 1 и 3, а также плунжер 5 размещены на общей раме 6, что позволяет сохранять им в процессе эксплуатации постоянное положение относительно газовых емкостей и тем самым повысить срок службы уплотнительных элементов.

В емкостях 1 и 2 имеются гидравлические полости «А», образованные внутренними поверхностями емкостей 1 и 2 и наружными поверхностями емкостей 3 и 4.

В емкостях 3 и 4 имеются газовые полости «Б», образованные внутренними поверхностями емкостей 3 и 4 и поверхностями штоков плунжера 5.

Полости «А» напорной и сливной гидравлическими магистралями 7, в которых установлены соответствующие клапаны (позициями не обозначены), через гидрораспределитель имеют возможность соединения с насосом или с гидробаком - сливом (не показаны).

Полости «Б» газовыми магистралями 8, в которых установлены соответствующие клапаны (позициями не обозначены), имеют возможность соединения с источником подачи газа (стационарной газовой магистралью, газогенератором и пр.), а также с накопительной емкостью или с постом заправки (не показаны) транспортных средств. Наиболее предпочтительно для функционирования модуля, когда магистрали 8 проложены через плунжер 5.

На одном из задних торцов каждой емкости 1 и 2 имеется направленный внутрь емкости выступ 9, а на обращенном к нему торце каждой емкости 3 и 4 - углубление 10, размеры которого несколько больше размера выступа 9.

Подведение гидравлических магистралей к емкостям 1 и 2 осуществляется через их задние торцы. Так одна из гидравлических магистралей проложена через выступ 9, а другая подведена через поверхность заднего торца и в ней установлен обратный клапан 11. Выступ 9, углубление 10 и магистраль с обратным клапаном 11 образуют демпфер конечного положения емкостей 3 и 4.

Конструктивное исполнение блоков и элементов модуля, не раскрытое в настоящей заявке, является известным и не составляет предмета патентной охраны.

Естественно, что в гидравлических и газовых магистралях (каждая из которых показана схематично в виде одной линии), там, где это необходимо, установлены обратные клапаны и клапаны предельного давления. Для исключения протечек рабочей жидкости (особенно попадания ее в газовые емкости) и утечек газа соединения элементов модуля (особенно подвижные) герметизированы известным образом.

Для подачи газа в накопительную емкость или непосредственно потребителям используют, как правило, несколько модулей, имеющих общий газовый выход и объединенных в систему, работающую по заданной циклограмме.

Модуль гидроприводного компрессора работает следующим образом.

При включенном насосе рабочая жидкость (среда) из гидробака через гидрораспределитель подается по напорной гидравлической магистрали в полости «А» сосудов 1 и 2, давление в которых постепенно (по мере поступления рабочей среды) возрастает. Когда давление в полостях «А» превысит давление газа в полостях «Б», начинается плавное перемещение сосудов 3 и 4 навстречу друг другу, надвигаясь на штоки плунжера 5, в результате чего их объем уменьшается, а давление газа в них постепенно возрастает. При достижении в полостях «Б» давления, на которое рассчитаны предельные клапаны, они срабатывают на открывание и газ под заданным давлением поступает в накопительную емкость или в раздаточную арматуру для заправки транспортных средств.

В конце хода газовые сосуды контактируют с управляющими элементами (например, с выдвинутыми штоками) гидрораспределителей, переключая их в положение, при котором полости «А» соединяются со сливом (с гидробаком), в результате чего под действием давления газа, оставшегося в полостях «Б», в их «мертвом» объеме газовые сосуды перемещаются в противоположные стороны, в стороны торцов своих сосудов 1 и 2. Давление в полостях «Б» падает и в них начинается поступление газа. В конце хода сосудов 3 и 4 их углубления 10 надвигаются на выступы 9 и перекрывают канал подвода рабочей среды через выступ 9, а вытесняемая рабочая среда через второй канал подвода через обратный клапан 11 поступает в полости «А», плавно замедляя ход емкостей 3 и 4 до их остановки. В конце хода газовые емкости «Б» контактируют с управляющими элементами гидрораспредитетелей, переключая их, в результате чего полости «А» отсоединяются от слива и соединяются с напорной магистралью и далее цикл повторяется.

Конструктивное выполнение модуля позволяет полностью исключить попадание рабочей среды в газовые полости, так как даже в случае повреждения герметизирующих элементов рабочая среда не имеет такой возможности, а также повысить плавность хода емкостей 3 и 4 в процессе функционирования модуля.

1. Модуль гидроприводного компрессора, содержащий расположенные оппозитно друг другу гидравлические емкости для рабочей среды и газовые емкости для перекачиваемого газа, причем гидравлические емкости посредством гидравлических магистралей имеют возможность соединения с нагнетательным насосом или со сливом, а газовые емкости имеют возможность соединения посредством газовых магистралей с источником подачи газа или с его потребителем, отличающийся тем, что газовые емкости оппозитно друг другу размещены с возможностью перемещения в гидравлических емкостях, причем модуль снабжен плунжером, штоки которого размещены в газовых емкостях, при этом гидравлические емкости и плунжер смонтированы на общей раме.

2. Модуль гидроприводного компрессора по п.1, отличающийся тем, что полости газовых емкостей соединены друг с другом посредством выполненного в плунжере канала.

3. Модуль гидроприводного компрессора по п.1, отличающийся тем, что на заднем торце каждой гидравлической емкости выполнен направленный внутрь сосуда выступ, а на заднем торце каждой газовой емкости соосно с выступом выполнено углубление, имеющее возможность охвата выступа, причем подвод рабочей среды в полости гидравлических емкостей осуществляется со стороны их задних торцов по двум магистралям, одна из которых подведена к полости через выступ, а другая непосредственно через задний торец и в ней установлен обратный клапан.