RU2083874C1

RU2083874C1 - High-pressure two-stage metering pump

Info

Publication number: RU2083874C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Горностаев; А.Г. Кучкин; А.В. Одинец
Original assignee: Сибирская аэрокосмическая академия
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: manufacture of pumps. SUBSTANCE: each stage of pump is connected in series and is made in form of plunger connected with eccentric and mounted in housing forming the working chamber. Tank is connected with inlet line of housing. Dividers are mounted in working chambers are connected with inlet line. Adjustable stop is mounted in housing on side of first stage for engagement with end surface of divider. Tank is connected with compressed gas source. Plungers are mounted coaxially on both sides from eccentric providing for operation of stage in counter-phase. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к поршневым дозировочным насосам. The invention relates to a pump engineering industry, in particular to piston metering pumps.

Известен поршневой дозировочный насос (US, патент N 4715791, кл. F 04 B 49/00, 1988 г.), содержащий корпус, в котором с образованием рабочей камеры размещен поршень, связанный с приводом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение поршня, например эксцентрик, имеющий связь через вал с электродвигателем, а также разделитель в рабочей камере, позволяющий изменять объем рабочей камеры. Known piston metering pump (US patent N 4715791, class F 04 B 49/00, 1988), comprising a housing in which, with the formation of a working chamber, a piston is placed connected to a drive providing reciprocating movement of the piston, for example an eccentric having communication through a shaft with an electric motor, as well as a separator in the working chamber, which allows changing the volume of the working chamber.

Недостатком такого насоса является существенная зависимость его объемной подачи от величины рабочего давления, что обусловлено сжатием жидкости в мертвом объеме рабочей камеры, деформацией кинематических связей привода. The disadvantage of this pump is the significant dependence of its volumetric supply on the magnitude of the working pressure, which is due to compression of the liquid in the dead volume of the working chamber, deformation of the kinematic connections of the drive.

Известна двухступенчатая насосная установка, содержащая два насоса, соединенных последовательно так, что нагнетательное окно входного насоса соединено с входным окном выходного насоса и нагнетательное окно выходного насоса действует как нагнетательное окно всей установки, а всасывающее окно входного насоса как всасывающее окно всей установки, причем плунжеры имеют связь через кулачки с регулируемыми электродвигателями, которые позволяют регулирование по сигналам от датчика давления через декодер, скоростей рабочих органов электродвигателей и угла поворота кулачков. Входная линия двухступенчатого насоса соединена с баком [1]
Недостатком данной установки является сложная активная связь от датчика давления на выходной линии до электродвигателей, необходимая для обеспечения согласованной работы выходного насоса и входного насоса, который предварительно повышает давление в своей рабочей камере до давления в камере выходного насоса, а также для точного объемного дозирования выходного насоса, и невозможность использования установки для дозированной подачи низкокипящих компонентов, например фреоносодержащих.A known two-stage pump installation containing two pumps connected in series so that the discharge window of the inlet pump is connected to the inlet window of the outlet pump and the discharge window of the outlet pump acts as the discharge window of the entire installation, and the suction window of the inlet pump as the suction window of the entire installation, and the plungers have communication through cams with adjustable electric motors, which allow regulation by the signals from the pressure sensor through a decoder, the speeds of the working bodies of the electric vigateley and the rotation angle of the cams. The input line of the two-stage pump is connected to the tank [1]
The disadvantage of this installation is the complex active connection from the pressure sensor on the output line to the electric motors, necessary to ensure the coordinated operation of the outlet pump and the inlet pump, which previously increases the pressure in its working chamber to the pressure in the chamber of the outlet pump, as well as for accurate volumetric dosing of the outlet pump , and the inability to use the installation for the dosed supply of low-boiling components, for example, freon-containing.

Технической задачей изобретения является повышение точности дозирования при широком изменении рабочих давлений и расхода. An object of the invention is to increase the accuracy of dosing with a wide change in operating pressures and flow rates.

Поставленная техническая задача решается тем, что дозировочный двухступенчатый насос высокого давления, содержащий корпус с входной и выходной линиями, эксцентриковый привод, две последовательно соединенные ступени насоса, каждая из которых выполнена в виде плунжера, связанного с эксцентриком и установленного в корпусе с образованием рабочей камеры, бак, соединенный с входной линией, дополнительно снабжен источником сжатого газа, регулируемым упором, разделителями, последние из которых установлены в рабочих камерах первой и второй ступеней с образованием полостей между корпусом и их торцевыми поверхностями и соединенных с входной линией, причем регулируемый упор установлен в корпусе со стороны первой ступени с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью разделителя, бак соединен с источником сжатого газа, а плунжеры установлены соосно по обе стороны от эксцентрика, обеспечивающего работу ступеней в противофазе. The stated technical problem is solved in that a two-stage high-pressure metering pump comprising a housing with input and output lines, an eccentric drive, two pump stages connected in series, each of which is made in the form of a plunger connected to an eccentric and installed in the housing with the formation of a working chamber, the tank connected to the inlet line is additionally equipped with a compressed gas source, adjustable stop, dividers, the last of which are installed in the working chambers of the first and second stages up with the formation of cavities between the housing and their end surfaces and connected to the input line, with an adjustable stop installed in the housing from the side of the first stage with the possibility of interaction with the end surface of the separator, the tank is connected to a source of compressed gas, and the plungers are mounted coaxially on both sides of the eccentric , ensuring the operation of the steps in antiphase.

Благодаря разделению функций (первая ступень задает расход при низком давлении, а вторая ступень создает высокое давление) существенно уменьшено влияние сжимаемости жидкости и деформации конструкции на работу насоса. Due to the separation of functions (the first stage sets the flow rate at low pressure, and the second stage creates high pressure), the influence of fluid compressibility and deformation of the structure on the pump operation is significantly reduced.

На чертеже изображен предлагаемый насос. The drawing shows the proposed pump.

Насос содержит две последовательно соединенные ступени: первая 1 задает расход, вторая 2 создает высокое давление. Первая ступень содержит рабочую камеру 3, плунжер 4, разделитель 5, всасывающий клапан 6, нагнетательный клапан 7. Вторая ступень содержит рабочую камеру 8, плунжер 9, разделитель 10, всасывающий клапан 11, нагнетательный клапан 12, к которому подключена выходная линия 13. Полости 14 за разделителями сообщены с входной линией 15, соединяющей всасывающий клапан 6 первой ступени с баком 16. Бак надувается от источника сжатого газа 17. Эксцентриковый привод содержит корпус 18, эксцентрик 19, жестко посаженный на валу 20, который соединен с электродвигателем 21. Величина хода разделителя 5 может быть ограничена по его торцевой поверхности 22 упором 23. The pump contains two stages connected in series: the first 1 sets the flow rate, the second 2 creates high pressure. The first stage contains a working chamber 3, a plunger 4, a separator 5, a suction valve 6, a discharge valve 7. The second stage contains a working chamber 8, a plunger 9, a separator 10, a suction valve 11, a discharge valve 12 to which the output line 13 is connected. Cavities 14 behind the separators are connected with the input line 15 connecting the suction valve 6 of the first stage with the tank 16. The tank is inflated from the source of compressed gas 17. The eccentric drive includes a housing 18, an eccentric 19, rigidly mounted on the shaft 20, which is connected to the electric motor 21. The stroke of the separator 5 may be limited by its end surface 22 by the emphasis 23.

Двухступенчатый насос работает следующим образом. The two-stage pump operates as follows.

При вращении эксцентрика 19 начинается рабочий ход первой ступени 1. Ее разделитель 5 движется, поэтому нагнетания нет. Во второй ступени 2 сначала расширяется сжатая в мертвом объеме жидкость и ее разделитель 10 неподвижен, плунжер 9 движется. Затем плунжер с разделителем движутся вместе. Когда разделитель 5 первой ступени доходит до упора 23, начинается нагнетание, во второй ступени разделитель 10 останавливается (или незначительно движется) и происходит всасывание. На обратном ходе плунжера 4 первой ступени вначале движутся все плунжеры и разделитель, затем разделители 5 и 10 доходят до своих упоров 24 и 25 и в первой ступени начинается всасывание, а во второй - нагнетание. When the eccentric 19 rotates, the working stroke of the first stage 1 begins. Its separator 5 moves, so there is no discharge. In the second stage 2, the liquid compressed in the dead volume first expands and its separator 10 is stationary, the plunger 9 moves. Then the plunger with the separator move together. When the separator 5 of the first stage reaches the stop 23, injection begins, in the second stage, the separator 10 stops (or moves slightly) and suction occurs. On the reverse stroke of the plunger 4 of the first stage, at first all the plungers and the separator move, then the dividers 5 and 10 reach their stops 24 and 25 and in the first stage the suction starts, and in the second - the injection.

Плунжеры 4 и 9 разделителя 10 на фазах всасывания движутся за счет наддува бака. Перемещение разделителя 5 по этой фазе происходит за счет перепада давления на клапане 6, который в это время закрыт. The plungers 4 and 9 of the separator 10 at the suction phases move due to the boost of the tank. The movement of the separator 5 in this phase is due to the pressure drop across the valve 6, which is closed at this time.

Рабочий объем камеры 8 второй ступени устанавливается автоматически и складывается из объема жидкости, подаваемой первой ступенью, и из объема, на который расширяется жидкость в мертвом пространстве рабочей камеры второй ступени после фазы нагнетания и в результате деформации кинематических связей. Независимо от сжимаемости жидкости и деформации конструкции вторая ступень перекачивает всю жидкость, которую подала ей первая ступень, за исключением утечки. The working volume of the chamber 8 of the second stage is automatically set and is made up of the volume of liquid supplied by the first stage and the volume to which the liquid expands in the dead space of the working chamber of the second stage after the injection phase and as a result of deformation of kinematic bonds. Regardless of the compressibility of the fluid and the deformation of the structure, the second stage pumps all the fluid that the first stage supplied to it, with the exception of leakage.

Claims

A two-stage high-pressure metering pump, comprising a housing with input and output lines, an eccentric drive, two pump stages connected in series, each of which is made in the form of a plunger connected to an eccentric and installed in the housing to form a working chamber, a tank connected to the input line, characterized in that the pump is equipped with a compressed gas source, adjustable stop, dividers, the last of which are installed in the working chambers of the first and second stages with the formation of cavities between the casing and their end surfaces and connected to the input line, while the adjustable stop is installed in the casing from the side of the first stage with the possibility of interaction with the end surface of the separator, the tank is connected to a source of compressed gas, and the plungers are installed coaxially on both sides of the eccentric, which provides steps in antiphase.