close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY17489

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 17489
(13) C1
(19)
(46) 2013.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 15B 15/18
F 15B 11/00
(2006.01)
(2006.01)
НАСОСНАЯ УСТАНОВКА
(21) Номер заявки: a 20080530
(22) 2008.04.22
(31) A 631/2007 (32) 2007.04.23 (33) AT
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: ХЕРБИГЕР АУТОМАТИЗИРУНГСТЕХНИК ХОЛДИНГ ГМБХ
(DE)
(72) Автор: КРИСТ, Конрад (DE)
(73) Патентообладатель: ХЕРБИГЕР АУТОМАТИЗИРУНГСТЕХНИК ХОЛДИНГ
ГМБХ (DE)
(56) EP 1093994 A2, 2001.
EP 0959217 A2, 1999.
DE 4233994, 1993.
DE 4418776 A1, 1994.
EP 1161929 A2, 2001.
BY 17489 C1 2013.08.30
(57)
1. Насосная установка, содержащая два насоса (2, 3), одно всасывающее присоединение
(S), всасывающую линию, два нагнетательных присоединения (А, В) и две нагнетательные
линии (6, 7), причем каждое из двух нагнетательных присоединений (А, В) соединено посредством нагнетательной линии с рабочим пространством (44) одного из насосов (2, 3) и нагнетательные линии (6, 7) соединены друг с другом посредством логического клапана "И" (10),
причем каждое нагнетательное присоединение (А, В) соединено с всасывающим присоединением (S) посредством логического клапана "И", отличающаяся тем, что содержит
Фиг. 1
BY 17489 C1 2013.08.30
два управляемых обратных клапана (4, 5), которые установлены каждый для одного из насосов (2, 3), причем каждый управляемый обратный клапан (4, 5) своей стороной (46) запирания соединен с нагнетательным присоединением (А, В) соответственно другого насоса
(2, 3) и своей стороной (45) открытия соединен с всасывающим присоединением (S), при
этом для отпирания каждого управляемого обратного клапана (4, 5) предусмотрено исполнительное устройство (12, 13), выполненное с возможностью активации посредством
соответствующего насоса (2, 3).
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждый насос (2, 3) выполнен в виде
поршневого насоса, предпочтительно в виде насоса с ручным приводом.
3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что каждое исполнительное устройство (12, 13)
выполнено с возможностью активации посредством поршня (42) поршневого насоса (2, 3).
4. Установка по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что каждое исполнительное устройство (12, 13) содержит активирующее средство (61), взаимодействующее с насосом (2, 3),
и отпирающее средство (62), взаимодействующее с уплотнительным элементом (51) обратного клапана (4, 5).
5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что активирующее средство (61) выполнено
в виде толкателя (50), входящего в рабочее пространство (44) поршневого насоса (2, 3) и
установленного с возможностью перемещения и возможностью его увлечения поршнем
(42) поршневого насоса (2, 3).
6. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что активирующее средство (61) выполнено
в виде датчика или электрического выключателя.
7. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что отпирающее средство (62) выполнено в
виде толкателя с возможностью вхождения в рабочее пространство (44) поршневого насоса (2, 3) и установленного с возможностью перемещения и возможностью его увлечения
поршнем (42) поршневого насоса (2, 3).
8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что активирующее средство (61) и отпирающее средство (62) выполнены в виде одного и того же толкателя (50).
9. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что отпирающее средство (62) для отпирания
уплотнительного элемента (51) обратного клапана (4, 5) выполнено электромеханическим.
10. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что отпирающее средство (62) выполнено в
виде гидравлического или пневматического цилиндра.
11. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит корпус (40), в котором расположены насос (2, 3) и соответствующий обратный клапан (4, 5).
12. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит корпус (40), в котором расположены все ее компоненты.
Настоящее изобретение касается насосной установки, содержащей два насоса, одно
всасывающее присоединение и два нагнетательных присоединения, причем каждое из
двух нагнетательных присоединений соединено с рабочим пространством одного из насосов посредством нагнетательной линии, а нагнетательные линии соединены посредством
логического клапана "И", причем посредством логического клапана "И" нагнетательное
присоединение связано каждое с всасывающим присоединением.
В гидравлических контурах часто используются поршневые насосы с ручным приводом, чтобы независимо от внешнего источника энергии, например электрического тока,
создавать гидравлические объемные потоки. Это осуществляется большей частью для получения первичной энергии, но также в качестве аварийного управления приводимых посредством электричества насосов при отказе тока. Обычное применение односекционного
насоса требует по меньшей мере одного клапана, чтобы потребители гидравлических систем приводились в действие в обоих направлениях движения. Выполнение ручного при-
2
BY 17489 C1 2013.08.30
вода этого клапана часто является, однако, очень накладным, так как он, как правило, расположен под обшивкой и поэтому не является свободно доступным.
Известное приведение в действие потребителей гидравлических систем в реверсных
агрегатах решает проблему рециркуляции объемного потока между обеими линиями потребителя посредством логического клапана "И". В частности, в характеризующихся малыми утечками масла мини-гидравлических установках в случае такого отпирания
гидравлической системы часто возникает все же проблема за счет того, что запертое давление в линиях спадает лишь медленно и, таким образом, логический клапан "И" фактически не переключается моментально, как это желательно при реверсировании нагрузки.
Поэтому при приведении в действие противоположной стороны происходит гидравлическое короткое замыкание через логический канал "И". Лишь в том случае, если давление
на первичной стороне упало, вторичная сторона готова к работе. Пример такого гидравлического контура приведен в EP 1093994 A2, в котором рабочие пространства рабочего цилиндра посредством линий для рабочей среды и обратных клапанов соединены с
реверсируемым насосом, благодаря чему поршень рабочего цилиндра в зависимости от
направления вращения насоса может перемещаться в обоих направлениях. Обратные клапаны посредством линий рециркуляции и логического клапана "И" могут гидравлически
отпираться - в этом случае отпирание осуществляется, таким образом, непосредственно
посредством действующих давлений в гидравлической системе.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание насосной установки и
способа работы такой насосной установки, которая позволяет простое, надежное и быстрое срабатывание в обоих направлениях.
Эта задача, согласно изобретению, решается благодаря тому, что насосная установка
содержит два управляемых обратных клапана, которые установлены каждый для одного
из насосов, причем каждый управляемый обратный клапан своей стороной запирания соединен с нагнетательным присоединением соответственно другого насоса и своей стороной открытия соединен с всасывающим присоединением, при этом для отпирания каждого
управляемого обратного клапана предусмотрено исполнительное устройство, выполненное с возможностью активации посредством соответствующего насоса. Благодаря тому
что управляемый обратный клапан (и тем самым снижение давления) приводится в действие посредством насоса, можно надежно избежать гидравлического короткого замыкания при реверсировании, благодаря чему становится возможным простое, надежное и
быстрое срабатывание в обоих направлениях.
Более предпочтительно, если в качестве насосов используют поршневые насосы и, в
частности, поршневые насосы с ручным управлением. При этом исполнительное устройство активируется предпочтительно посредством поршня поршневого насоса.
Предпочтительно исполнительное устройство содержит активирующее средство, которое взаимодействует с насосом, и отпирающее средство, которое взаимодействует с
уплотнительным элементом обратного клапана, причем более предпочтительным образом
в качестве активирующего средства предусмотрен толкатель, который входит в рабочее
пространство поршневого насоса и установлен подвижно и с возможностью его увлечения
поршнем поршневого насоса. Такая система является конструктивно особенно простой и
компактной. Альтернативно в качестве активирующего средства может быть предусмотрен также чувствительный элемент или электрический выключатель.
Особенно простой и компактный вариант выполнения получается, если в качестве активирующего средства и в качестве отпирающего средства предусмотрен один и тот же
толкатель.
Альтернативно в качестве отпирающего средства может быть предусмотрено также
электромеханическое отпирание обратного клапана или гидравлический или пневматический цилиндр.
3
BY 17489 C1 2013.08.30
Дальнейшее конструктивное упрощение и совершенно компактная система получаются, если поршневой насос и относящийся к нему обратный клапан расположены в общем
корпусе.
Ниже дается описание настоящего изобретения на основе фиг. 1-4, показывающих
схематически предпочтительные примеры выполнения, где
на фиг. 1 показана гидравлическая схема настоящего изобретения,
на фиг. 2 и 3 показаны предпочтительный вариант выполнения исполнительного
устройства и его детали и
на фиг. 4 схематично и в общем показано исполнительное устройство.
На фиг. 1 рабочий цилиндр 30 с поршнем 31 и двумя рабочими пространствами 35, 36
управляется посредством насосной установки 1, в данном случае двухпоршневым насосом, приводимым в действие вручную. Для этого рабочие пространства 35, 36 посредством линий 37 соединены каждая с нагнетательным присоединением А, В насосной
установки 1. В линиях 37 установлено по регулируемому обратному клапану 33, 34, которые регулируются посредством управляющих линий 38, 39 соответственно другого нагнетательного присоединения А, В. Таким образом, становится возможным, что поршень 31
рабочего цилиндра 30, управляемый посредством подачи в рабочее пространство 35, 36
рабочего давления, может перемещаться в обоих направлениях. Насосная установка 1 всасывает для этого рабочую среду через всасывающее присоединение S и всасывающую линию 11 из резервуара 32 с рабочей средой.
Насосная установка 1 может быть выполнена в виде двухпоршневого насоса с двумя в
данном случае поршневыми насосами 2, 3 с ручным управлением. Разумеется, речь может
идти также о любом другом пригодном насосе, в частности также о реверсируемом односекционном насосе. Чтобы управлять рабочим цилиндром 30 в представленном примере
приводится в действие соответственно один из двух поршневых насосов 2,3, пока поршень 31 не достигнет желательной позиции. Такая насосная установка 1 поэтому особенно пригодна в качестве аварийного управления, например, для гидравлических систем
операционных столов.
Рабочие пространства 44 обоих поршневых насосов 2, 3 соединены посредством
напорных линий 6, 7 с соответственно одним из двух нагнетательных присоединений А,
В. В нагнетательных линиях 6, 7 между соответствующим нагнетательным присоединением А, В и рабочим пространством 44 соответствующего поршневого насоса 2, 3 может
быть расположен в каждом случае обратный клапан 16, 17. Обе нагнетательные линии 6, 7
соединены посредством логического клапана "И" 10, например переключающего клапана
или двухступенчатого клапана давления, который в данном случае расположен между
нагнетательными присоединениями А, В и обратными клапанами 16, 17. Посредством данного логического клапана "И" 10 через линию 18 рециркуляции осуществляется известным
способом реверс объемных потоков соответственно из одного из рабочих пространств 35,
36 рабочего цилиндра 30 к резервуару 32 с рабочей средой, в данном случае через всасывающую линию 11 и всасывающее присоединение S, причем, конечно, можно было бы
предусмотреть также отдельную реверсную линию.
Рабочие пространства 44 поршневых насосов 2,3 всасывают при этом рабочую среду,
например гидравлическую жидкость, через всасывающее присоединение S и всасывающие
линии 11". Как правило, во всасывающих линиях 11" перед рабочими пространствами 44
поршневых насосов 2, 3 установлены также обратные клапаны 23, 24. В показанном примере
выполнения предусмотрено только одно всасывающее присоединение S, и всасывающие линии 11 и линии 18 рециркуляции все соединены в этом всасывающем присоединении S.
Само собой разумеется, однако, могут быть предусмотрены также отдельные всасывающие линии 11, линии 18 рециркуляции и/или несколько всасывающих присоединений.
На стороне нагнетания поршневых насосов 2, 3 может быть расположено также
устройство ограничения давления. Оно содержит в показанном примере выполнения со4
BY 17489 C1 2013.08.30
единительную линию между двумя нагнетательными линиями 6, 7, в которой могут быть
расположены два обратных клапана 21, 22, направленные против друг друга. Между обоими обратными клапанами 21, 22 к всасывающему присоединению S ответвляется одна
линия, в которой расположен клапан 20 ограничения давления. Посредством него рабочее
давление насосной установки 1 может быть ограничено в сторону повышения. Разумеется,
может быть предусмотрено также любое другое пригодное устройство ограничения давления, например также регулируемое.
Чтобы воспрепятствовать возникновению гидравлического короткого замыкания через
логический клапан "И" 10 из-за заблокированного давления в одном из нагнетательных
линий 6, 7 при реверсировании поршня 31 рабочего цилиндра 30, согласно изобретению,
предусмотрено механическое разблокирование посредством исполнительного устройства
12, 13. Каждая нагнетательная линия 6, 7 при этом соединена посредством линий 8, 9
снижения давления с всасывающим присоединением S. В каждой из двух линий 8, 9 снижения давления расположен управляемый обратный клапан 4, 5, который установлен соответственно для одного из двух поршневых насосов 2, 3. Каждый управляемый обратный
клапан 4, 5 может отпираться посредством исполнительного устройства 12, 13, которое
активируется соответствующим поршневым насосом 2, 3. Сторона 45 открытия обратных
клапанов 4, 5 соединена посредством всасывающей линии 11' соответственно с всасывающим присоединением S, а сторона 46 запирания связана посредством линий 8, 9 снижения давления соответственно с нагнетательной линией 6, 7 другого поршневого насоса 2,
3 так, что осуществляется взаимное отпирание. Исполнительное устройство 12, 13 активируется благодаря движению поршневого насоса, предпочтительно поршня 42 поршневого насоса 2, 3, как показано на фиг. 1 и описывается далее подробно.
Ниже кратко описывается со ссылкой на фиг. 1 принцип работы насосной установки 1
согласно изобретению. Когда поршневой насос 2 приводится в действие, например, в виде
насоса с ножным приводом вручную посредством ноги, обратный клапан 16 в нагнетательной линии 6 и управляемый обратный клапан 34 в линии 37 открываются в направлении рабочего цилиндра 30. Одновременно нагнетательная линия 7 второго поршневого
насоса 3 соединяется посредством логического клапана "И" с всасывающим присоединением для возврата объемного потока из рабочего пространства 35 рабочего цилиндра 30, а
управляемый обратный клапан 33 второй линии 37 посредством высокого давления отпирается в первой линии 37. Поршень 31 перемещается тем самым из расширившегося рабочего пространства 36 в направлении ставшего меньшим рабочего пространства 35. Если
теперь приводится в действие другой поршневой насос 3, то направление меняется на обратное, причем оба поршневых наоса 2, 3, разумеется, могут приводиться в действие
неодновременно. Из-за еще запертого высокого давления в нагнетательной линии 6 логический клапан "И" 10 остается, однако, в прежнем положении так, что второй поршневой
насос 3 посредством логического клапана "И" 10 остается соединенным с всасывающим
присоединением S и, следовательно, качал бы вхолостую (гидравлическое короткое замыкание через логический клапан "И" 10). Реверсирование движения было бы поэтому возможным в том случае, если бы давление в нагнетательной линии (медленно) снижалось.
Чтобы это предотвратить, управляемый обратный клапан 5 второго поршневого насоса 3
отпирается при холостом ходе посредством исполнительного устройства 13, которое активируется поршнем 42, в данном случае в конце хода, благодаря чему нагнетательная
линия 6 соединяется с всасывающим присоединением S посредством обратного клапана 5,
и запертое высокое давление в нагнетательной линии 6 тотчас же снижается. При следующем ходе поршневого насоса 3 логический клапан "И" 10 посредством теперь высокого
давления переключается в нагнетательной линии 7, и поршень 31 может теперь двигаться
в другом направлении.
Как показано на фиг. 2, насосная установка 1 предпочтительно расположена в общем
корпусе 40, причем, естественно, также возможно раздельное расположение в различных
5
BY 17489 C1 2013.08.30
корпусах или частях корпусов. В корпусе 40, таким образом, предусмотрены оба поршневых насоса 2, 3, логический клапан "И" 10, при необходимости обратные клапаны 16, 17 и
23, 24, управляемые обратные клапаны 4, 5, при необходимости устройство ограничения
давления, линии 6, 7, 8, 9, 18, 11 и исполнительные устройства 12, 13. На корпусе, кроме
того, расположены нагнетательные присоединения A, B и всасывающее присоединение S.
Отдельные компоненты насосной установки 1 соединены между собой в корпусе в соответствии с гидравлической схемой из фиг. 1. Рабочие пространства 44 поршневых насосов
2, 3 в данном случае закрываются резьбовой заглушкой 49, через которую проведены
поршни 42. Поршни 42 могут направляться в направляющей втулке 47. Разумеется, следует предусмотреть соответствующие уплотнения, например, на резьбовой заглушке 49.
Поршни 42 после каждого хода могут автоматически возвращаться обратно посредством
возвратной пружины 48. Оба поршневых насоса 2,3 могут при этом располагаться рядом
друг с другом, как на фиг. 2.
В качестве исполнительного устройства 12, 13 для механического отпирания в представленном предпочтительном примере выполнения на основании рабочего пространства
44 поршневого насоса подвижно установлен толкатель 50 в качестве активирующего
средства 61, как можно увидеть из детального изображения на фиг. 3. Толкатель 50 для
этого в данном случае расположен в отверстии 52 корпуса с плотной посадкой, чтобы достичь эффекта уплотнения. Толкатель 50 одним концом, предпочтительно несколькими
миллиметрами, входит в рабочее пространство 44 поршневого насоса 2, 3. Другой конец
толкателя 50 обращен к стороне 45 отверстия обратного клапана 2, 3 и к уплотнительному
элементу 51, в данном случае шару, управляемого обратного клапана 4, 5 и расположен на
расстоянии от уплотнительного элемента 51. На противоположной рабочему пространству
44 стороне толкателя 50 и между толкателем 50 и уплотнительным элементом 51 в данном
случае через всасывающее присоединение S и всасывающую линию 11 действует давление резервуара 32 с рабочей средой. Во время нормальной работы поршневого насоса 2, 3
толкатель 50 (в зависимости от выбора размеров) посредством действующего на толкатель
50 высокого давления в рабочем пространстве 44 может отжиматься в направлении
уплотнительного элемента 51 и механически открывает обратный клапан 4, 5 так, что рядом с линией 18 рециркуляции имеет место также другая рециркуляция объемного потока
посредством регулируемого клапана 4, 5 и всасывающей линии 11 к всасывающему присоединению S и, соответственно, к резервуару 32 с рабочей средой, что, конечно же, не
оказывает негативного влияния на работу насосной установки 1.
При реверсировании толкатель 50, в данном случае в конце первого холостого хода
(см. выше) поршня 42, увлекается поршнем 2 и, сдвигаясь механически в направлении к
уплотнительному элементу 51, отпирает, таким образом, обратный клапан 4, 5, благодаря
чему запертое высокое давление в нагнетательной линии 6, 7 может надежно снизиться
посредством обратного клапана 4, 5. Толкатель 50 в этом примере выполнения, таким образом, является также одновременно отпирающим средством 62.
Разумеется, можно, однако, выполнить исполнительное устройство 12, 13 с другим
пригодным активирующим средством 61 и/или отпирающим средством 62, как, в общем,
показано на фиг. 4. Так, например, в качестве активирующего средства можно было бы
приводить в действие посредством поршня 42 электрический выключатель. Можно было
бы также в качестве активирующего средства предусмотреть любое индуктивное, емкостное или другое пригодное сенсорное устройство, которое подает активирующий сигнал.
Например, можно было бы на поршне 42 или другой соответствующей детали расположить постоянный магнит, который взаимодействует с установленным неподвижно чувствительным элементом Холла и таким образом активирует исполнительное устройство 12, 13.
Активирующее средство 61 приводится в действие посредством перемещения соответствующего поршневого насоса (2, 3). В качестве отпирающего средства 62 может рассматриваться
любой
соответствующий
активатор,
например
механический
6
BY 17489 C1 2013.08.30
исполнительный элемент, исполнительный орган линейного двигателя или гидравлический или пневматический цилиндр. Также возможно электромеханическое отпирание обратного клапана 4, 5. Так, например, уплотнительный элемент 51 обратного клапана 4, 5
мог бы перемещаться также посредством электромагнита. Отпирающее средство 62 при
этом активируется активирующим средством 61 и отпирает обратный клапан 4, 5. Активирование при этом может, конечно, осуществляться в любой позиции хода поршня 42,
например в начале хода (например, чтобы избежать холостого хода в начале реверсирования). Точно так же исполнительное устройство 12, 13 вместо поршня 42 можно бы активировать посредством другого компонента поршневого насоса 2, 3, например посредством
штока 43 поршня.
Также можно предусмотреть управляющее устройство 60, например микропроцессор
или управляющее устройство с программируемой памятью, которое принимает активирующий сигнал от активирующего средства 61 и управляет отпиранием обратного клапана 4, 5 посредством средства отпирания, как показано на фиг. 4 штриховой линией.
Другие компоненты насосной установки 1, такие как логический клапан "И" 10, при
необходимости обратные клапаны 16, 17 и 23, 24, при необходимости устройство ограничения давления и линии 6, 7, 8, 9, 18, 11, являются стандартными компонентами гидравлических систем, поэтому не приводится детального описания их реализации. Точно так
же расчет параметров и размеров этих компонентов и воздействующих давлений является
стандартной задачей для специалиста в этой области, поэтому к этому также не приводятся другие варианты выполнения.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
409 Кб
Теги
by17489, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа