Устройство для ступенчатого регулирования режима работы многоцилиндрового поршневого насоса с приводом от ветряного двигателя

Устройство для ступенчатого регулирования режима работы многоцилиндрового поршневого насоса с приводом от ветряного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С ИЮ...

"Ф

Класс 59а, 19

Ма 93882

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕЖИМА РАБОТЫ МНОГОЦИЛИНДРОВОГО

ПОРШНЕВОГО НАСОСА С ПРИВОДОМ ОТ ВЕТРЯНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Заявлено 4 апреля 1949 г. за M 8196/394703 в Гостехнику СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М 6 за 1952 г.

Изобретение относится к глубоководным насосным установкам для шахтных колодцев с насосами, приводимыми вертикальными валами, вращаемыми надземными двигателями.

Широко известны и обычно применяются кривошипно-шатунные поршневые насосы с регулированием режима работы путем изменения хода поршня посредством изменения радиуса кривошипа.

Также известны бескривошипные насосы с переменным ходом поршней, что достигается изменением угла наклона косой шайбы к рабочему валу насоса.

Однако оба эти вида регулирования имеют два основных недостатка: ограниченность диапазона регулирования и невозможность осуществить регулирование работы насоса на ходу, без временного прекращения его действия.

Отмеченные недостатки ограничивают масштаб регулирования работы насоса и устраняют возможность оптимального использования насосом мощности двигателя.

Особенно существенное значение эти недостатки регулирования приобретают при частых колебаниях величины мощности, передаваемой к насосу от двигателя, и при значительном диапазоне изменения величиныны этой мощности.

Так, например, в ветронасосных установках, состоящих из ветродвигателя и насоса, при диапазоне рабочих скоростей 3 12 м/сек передаваемая насосу мощность мез няется в з ) = 4 = 64 раза, причем такие значительные изменения мощности ветр онасосной установки могут повторяться несколько десятков раз даже в течение суток.

Кроме того, в ветронасосных установках, особенно при быстроходных ветродвигателях, большое лимитирующее значение имеют начальные моменты трогания с места, которые. в быстроходных ветродвигателях составляют 0,3 — 0,4 от рабочего момента двигателя. Поэтому для создания потребного начального момента трогания с места ветродвигателя требуется увеличивать его разPi > 93882 меры, вес и стоимость. Однако это положение обусловливает, при развитии оооротов ветроколеса, наличие избыточной мощности ветродвигателя, не используемой насосом.

Устраняется всякая возможность применения в этих условиях работы способа регулирования насоса путем изменения хода поршня.

Бескривошипный насос с предлагаемым устройством для многоступенчатого ручного регулирования режима работы отвечает условиям рн ииального использования мощности двигателя даже при весьма чйс1ь1х и значительных по амплитуде колебания изменениях приводйбй мощности.

» i оптимальное использование мощности двигателя в таком насосе обеспечивается на ходу, без оста.ювки насоса, путем последовательного ручного включения на нагнетение или, наоборот, выключения из работы на перепуск жидкости либо отдельных одиночных цилиндров, либо симметрично расположенных групп цилиндров.

Наличие большого количества цилиндров в насосе обусловливает многоступенчатость его регулирования и, следовательно, приспособленность его к полному использованию приводной мощности при весьма большом диапазоне колебания ее.

Возможность переключения на перепуск большинства, а при надобности и всех цилиндров насоса перед луском его.в ход обеопечивает начало движения ветроустановки при минимальных мощностях, численно равных механическим потерям в насосе.

На фиг. 1 изображен в продольном разрезе бескривошипный насос с устройством ступенчатого регулирования режима работы; на фиг. 2 — тот же насос в поперечном разрезе: на фиг. 3 — совмещенные рабочие характеристики быстроходного ветряного двигателя и бескривошипного девятицилиндрового насоса.

Бескривошипный насос (фиг. 1) состоит из двух частей: приводной 1, заключенной в кожухе 2, и гидравлической 8 — в кожухе 4, разделенных одна от другой средней крышкой 5.

Приводная часть включает в себя рабочий вал 6 насоса с муфтой 7 сцепления и с косоносаженной шайбой 8.

Шайба 8, воспринимающая аксиальные и тангенциальные усилия, совершает колеоательные движения, преобразующиеся посредством шарнирных сопряжений шайбы 8 со штоками 9 в аксиальные возвратнопоступательные движения последних.

Гидравлическая часть насоса состоит из цилиндрового блока с цилиндрами 10 (например I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII и !Х), расположенными равномерно по кольцу аксиальио и концентрично с валом насоса.

Цилиндры 10 снабжены порцгнями 11 с отверстиями 12 для прохода жидкости через всаськающие эластичные клапаны 18 и неподвижными перегородками 14, имеющими отверстия 15 для пропуска нагнетаемой жидкости через э,частичные клапаны 16 в нагнетательную камеру 18, образованную перегородками 14 и крышкой 17.

Нагнетательная камера при помощи специального патрубка, не указанного на чертеже, соединяется с напорным трубопроводом.

Рабочие полости цилиндров насоса отводами 19 и 20 соединены со специальными кольцевыми коллекторами 21 и 22, расположенными с внешней стороны насоса и плотно обнимающими цилиндровый блок.

Кольцевые коллекторы 21 и 22 (фиг. 2) посред."твом патрубков 28 и 24 с вентилями 25 и 26 сообщаются с всасывающей камерой насоса.

Каждый коллектор обобщает собой рабочие полости группы симметрично расположенных цилиндров, которые при помощи вентилей 25 и 26 на патрубках 28 и 24 могут быть сообщены с всасывающей камерой и, таким ооразом, переведены на перепуск жидкости.

Наоборот, путем ручного закрытия тех же вентилей осуществляется переключение группы цилиндров, обобщенных коллектором, с перепуска на нагнетание в напорный трубопровод. № 93882

Так, например, коллектор 21 обеспечивает переключение на перепуск или, наоборот, с перепуска на нагнетание группы цилиндров О, V, Ъ !11 (фиг. 2). Аналогичным образом коллектор 22 обобщает собой группу цилиндров 111, VI, 1Х.

При большем, чем это указано на фиг. 2, количестве цилиндров в насосе, можно расположить еще несколько коллекторов, объединяющих собой группы симметрично расположенных цилиндров.

Таким образом, путем последовательного переключения на перепуск или, наоборот, с перепуска на нагнетание отдельных групп цилиндров, объединенных в кольцевые коллекторы, осуществляется ступенчатость регулирования режима работы насоса.

Число ступеней регулирования определяется числом коллекторов.

Ступенчатость регулирования позволяет обеспечить совпадение рабочих характеристик двигателя и насоса и, следовательно, оптимальное использование мощности двигателя.

Так, на фиг. 3 в качестве примера представлены совмещенные рабочие характеристики быстроходного ветродвигателя и бескривошипного девятицилиндрового насоса с трехступенчатым ручным регулированием. Здесь Π— 1 характеристика насоса, остальные кривые характеризуют ветродвигатель при различных скоростях ветра.

В интервале Л вЂ” Б (фиг. 3) скоростей ветра 4 — 7 л/сек насос нагнетает одной группой симметрично расположенных цилиндров, остальные же две группы переключены на перепуск жидкости.

По мере возрастания скорости ветра, а с нею и мощности ветродвигателя, последовательно переключаются с перепуска на нагнетание и две другие группы цилиндров.

Так, при интервале Б — В скоростей ветра 7 — 9 м/сек переключается с перепуска на нагнетание вторая группа цилиндров и, наконец, при действии скоростей ветра в пределах 9 — 11 м/сек (см. участок  — Г) переключается на рабочее нагнетание и последняя — третья — группа цилиндров.

Предмет изобретения

Устройство для ступенчатого регулирования режима работы многоцилиндрового поршневого насоса с приводом от ветряного двигателя. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью регулирования режима работы наcîñà при изменяющейся мощности двигателя, цилиндры насоса разделены на группы, а нагнетательные камеры каждой группы снабжены общей трубой — коллектором с вентилем, с помощью которого нагнетаемая жидкость может быть перепущена во всасывающую камеру насоса.