Патент на изобретение №2310092

(54) ПНЕВМОНАСОС

(57) Реферат:

Устройство предназначено для использования в области вспомогательного оборудования для паросиловых установок, а также в насосостроении. Пневмонасос содержит рабочий насос, состоящий из приводного пневмоцилиндра двустороннего действия, включающего поршень и две приводные камеры. При помощи приводных пневмолиний последние подключены к золотнику для попеременного соединения каждой из них с источником рабочего тела и с выходом отработанного рабочего тела, а также два оппозитно расположенных рабочих цилиндра, имеющих поршни, связанные при помощи штока с поршнем приводного пневмоцилиндра, снабженные клапанным узлом. В пневмонасос включен насос главного двигателя, содержащий разделенный на две аналогичные камеры цилиндр с двумя поршнями, соединенными между собой штоком, а также клапанный узел, аналогичный клапанному узлу рабочего насоса и подключенный пневмолиниями через вентили к соответствующим пневмолиниям рабочего насоса. Золотник содержит приводную камеру с установленным в ней приводным поршнем. Пневмолинии, соединяющие золотник с приводным пневмоцилиндром рабочего насоса, расположены с возможностью выполнения последним функции управления золотником для переключения направления хода приводного поршня. Повышение КПД паросиловой установки и обеспечение ее устойчивой работы при относительно низких температурах и давлении рабочего тела. 1 ил.

Изобретение относится к области вспомогательного оборудования для паросиловых установок и может быть также использовано в насосостроении.

Известны пневмонасосы (см. патент РФ №2088803), содержащие размещенные в корпусе две камеры с установленными в них и соединенными общим штоком двумя поршнями, разделяющими камеры на рабочую и приводную части.

Недостатком их является то, что при относительно невысоких температурах рабочего тела их работа является малоэффективной.

Известен также пневмонасос (см. А.С. СССР №1753026), содержащий корпус с приводным пневмоцилиндром двустороннего действия, включающим поршень и две приводные камеры, подключенные к золотнику для попеременного соединения каждой из них с источником рабочего тела и с выходом отработанного рабочего тела.

Недостатком известного пневмонасоса является то, что при низких температурах его работа также малоэффективна.

Технической задачей, на достижение которой направлено изобретение, является повышение КПД паросиловой установки в целом и обеспечение ее устойчивой работы при относительно низких температурах рабочего тела и при невысоком давлении.

Поставленная задача решается за счет того, что пневмонасос выполнен из двух частей: рабочего насоса и насоса главного двигателя. К известному устройству, содержащему приводной пневмоцилиндр двустороннего действия, соединенный пневмопроводами с золотником, добавлен насос главного двигателя.

Предложенное устройство позволяет использовать рабочий насос в качестве пускового устройства, используя при этом рабочее тело с относительно низкой температурой и с относительно низким давлением, а после того, как рабочий насос выходит на рабочий режим, в работу включается насос главного двигателя, осуществляющий основную работу. Кроме того, пневмолинии соединяют приводной пневмоцилиндр с золотником таким образом, что приводной пневмоцилиндр, кроме своих основных функций, выполняет еще и функцию дополнительного золотника, управляя при этом работой основного золотника.

На чертеже приведена схема пневмонасоса.

В целом пневмонасос состоит из двух частей: рабочего насоса, необходимого для запуска или вывода на рабочий режим второй части – насоса главного двигателя.

Рабочий насос состоит из корпуса 1 с приводным пневмоцилиндром 2 двустороннего действия, включающим поршень 3, выполненный в виде цилиндрического золотника, и два рабочих цилиндра 4 и 5, которые при помощи приводных пневмолинии 6 и 7 подключены к приводному пневмоцилиндру 2 и к золотнику 8 для уравновешивания давления и переключения направления хода поршня 3 посредством пневмолиний 9 и 10. Клапаны 11, 12, 13, и 14 образуют клапанный узел, переключающий поток газа от линии всасывания в рабочие цилиндры 4 и 5 и из рабочих цилиндров 4 и 5 в линию нагнетания. Рабочие поршни 15 и 16 находятся в рабочих цилиндрах 4 и 5 и соединены штоками 17 и 18 с поршнем 3. Золотник 8 содержит цилиндрический корпус 19, два поршня 20 и 21, соединенных между собой штоком 22 и другим штоком 23 с приводным поршнем 24 приводной камеры 25 золотника 8. Отводящая пневмолиния 26 выводит отработанное рабочее тело через турбокомпрессор в атмосферу.

Насос главного двигателя пневмолиниями 27 и 28 через вентили 29 и 30 соединен с пневмолиниями 6 и 7 соответственно и содержит корпус 31 с клапанным узлом, цилиндра 32 и состоящим из клапанов всасывания 33, 34 и клапанов нагнетания 35, 36. Цилиндр 32 разделен на две аналогичные камеры 37 и 38 с поршнями 39 и 40, соединенными между собой штоком 41. Клапанный узел соединен с линиями всасывания и нагнетания. Через пневмолинию 42 рабочее тело поступает в устройство.

Работает пневмонасос следующим образом. При запуске рабочего насоса вентили 29 и 30 должны быть закрыты. Пусть в исходном положении поршни 20, 21 и 24, а также поршни 15, 3 и 16 находятся в крайнем правом положении. При подаче под давлением рабочее тело через пневмопроводы 42 и 7 уравновешивает давление в рабочем цилиндре 5 и подается в приводной пневмоцилиндр 2. Под давлением поршень 16 начнет перемещаться влево, перемещая связанные с ним поршни 3 и 15. При крайнем левом (см. чертеж) положении поршней 15, 3 и 16 образуется соединение через пневмопровод 10 приводного пневмоцилиндра 2 с приводной камерой 25 золотника 8, благодаря чему поршень 24 начнет перемещаться влево, переключая тем самым поток рабочего тела от рабочего цилиндра 5 к другому рабочему цилиндру 4 по пневмопроводу 6. Возврат в исходное (крайнее правое положение поршней 15, 3 и 16) происходит в результате подачи рабочего тела по пневмопроводу 6 в рабочий цилиндр 4, где давление уравновешивается и поршень 15 начнет перемещаться вправо. Жесткое соединение поршней 15, 3 и 16 обеспечит аналогичное перемещение поршня 16 вправо, вытесняя при этом отработанное рабочее тело через пневмопроводы 7 и 26 и далее через турбокомпрессор в атмосферу. В крайнем правом положении поршня 3 открывается пневмопровод 9 и рабочее тело поступает в приводную камеру 25 золотника 8, за счет чего поршень 24 начнет движение вправо до упора и в крайнем правом положении перекроет пневмопровод 10, вытеснив при этом отработанный газ через выход 26 и турбокомпрессор в атмосферу. Таким образом полный цикл работы пневмонасоса завершен и все элементы после возвращения в исходное состояние готовы к последующим циклам.

После выхода на рабочий режим, причем этот выход может осуществляться даже при незначительном перепаде давления рабочего тела и отработанного рабочего тела, открывают вентили 29 и 30, и далее синхронно с работой рабочего насоса начинает работать насос главного двигателя, который и выполняет основную нагрузку.

Формула изобретения

Пневмонасос для паросиловой установки, содержащий рабочий насос, состоящий из приводного пневмоцилиндра двустороннего действия, включающего поршень и две приводные камеры, при помощи приводных пневмолиний подключенные к золотнику для попеременного соединения каждой из них с источником рабочего тела и с выходом отработанного рабочего тела, а также два оппозитно расположенных рабочих цилиндра, имеющих поршни, связанные при помощи штока с поршнем приводного пневмоцилиндра, снабженные клапанным узлом, отличающийся тем, что в него включен насос главного двигателя, содержащий разделенный на две аналогичные камеры цилиндр с двумя поршнями, соединенными между собой штоком, а также клапанный узел, аналогичный клапанному узлу рабочего насоса и подключенный пневмолиниями через вентили к соответствующим пневмолиниям рабочего насоса, причем золотник содержит приводную камеру с установленным в ней приводным поршнем, а пневмолинии, соединяющие золотник с приводным пневмоцилиндром рабочего насоса, расположены с возможностью выполнения последним функции управления золотником для переключения направления хода приводного поршня.

РИСУНКИ