PL212018B1 - Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej, wykorzystywany w urządzeniu do mikroobróbki zawiesinową strugą wodno-ścierną. Urządzenie to przeznaczone jest do stosowania zwłaszcza w przemyśle maszynowym, jubilerskim, precyzyjnym i rzemiośle.

Znany jest multiplikator będący napędzaną hydraulicznie pompą nurnikową dwustronnego działania. Zespół taki zbudowany jest z niskociśnieniowego cylindra dwustronnego działania, do którego bocznych pokryw przymocowane są współosiowo dwa cylindry wysokociśnieniowej pompy nurnikowej. Wewnątrz niskociśnieniowego cylindra znajduje się tłok z współosiowo zamocowanymi po jego obu stronach dwoma nurnikami, które współpracują z cylindrami pompy nurnikowej. Medium napędowym jest olej hydrauliczny naprzemiennie doprowadzany do dwóch komór niskociśnieniowego cylindra dwustronnego działania, którego ciśnienie wymusza ruchy posuwisto-zwrotne zespołu złożonego z tł oka i dwu nurników wewną trz niskociś nieniowego cylindra i cylindrów wysokociś nieniowej pompy nurnikowej.

Znana jest, opisana w międzynarodowym patencie WO 99/14015 pt. Fluid abrasive jets for machining, pompa ze wzmacniaczem. Zbudowana jest ona z pierwszego cylindra, pierwszego tłoka, drugiego cylindra tłokowego połączonego z tłokiem pierwszym, korpusu pompy i z nurnika pompy przymocowanego do zamkniętego końca cylindra tłokowego. Zespół złożony z pierwszego tłoka, cylindra tłokowego i nurnika pompy wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne, względem nieruchomego pierwszego cylindra i korpusu pompy, pod wpływem ciśnienia medium napędowego naprzemiennie doprowadzanego do komory pierwszego cylindra lub drugiego cylindra tłokowego. Różnica czynnego pola powierzchni pierwszego tłoka i nurnika pompy powoduje, że przetłaczany przez nurnik czynnik ma zwielokrotnione ciśnienie w stosunku do medium napędowego.

Istota wynalazku polega na tym, że w zespole wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej, złożonej z dwóch wzmacniaczy pneumatyczno-hydraulicznych, tłok pneumatyczny każdego wzmacniacza wyposażony jest we wkład magnetyczny, znajdujący się na jego obwodzie w sąsiedztwie uszczelnienia, korzystnie pod pierścieniem ślizgowym, współpracujący z kontaktronowymi czujnikami położenia tłoka znajdującymi się na cylindrze, połączonymi ze sterownikiem kontrolującym pracę elektrozaworów pneumatycznych.

W korzystnym rozwią zaniu wedł ug wynalazku elektrozawory pneumatyczne wyposaż one są w zawory dławiąco-zwrotne, zawory dławiące z tłumikiem hałasu, tłumiki hałasu, umożliwiające regulację natężenia przepływu powietrza doprowadzanego i odprowadzanego z pneumatycznych komór wzmacniacza.

W innym korzystnym rozwiązaniu pokrywy cylindra wyposażone są w tłumiki uderzeń tłoka.

W innym korzystnym rozwiązaniu połączona z tłokiem pneumatycznym tuleja wodząca wyposażona jest w „fasolkowe otwory, a dławiki w otwory, umożliwiające regulację docisku uszczelnień bez demontażu wzmacniacza, przy czym otwory umożliwiają odprowadzenie na zewnątrz pompy przecieków płynu roboczego z uszczelnień.

W innym korzystnym rozwiązaniu pakiet uszczelnień złoż ony jest z dwóch tulejek prowadzących i zlokalizowanych pomiędzy nimi czterech pierścieni uszczelniających o poprzecznym przekroju „V.

W jeszcze innym korzystnym rozwiązaniu wzmacniacze pneumatyczno-hydrauliczne zamontowane sana stelażu, który jest wyposażony w tłumiki drgań.

Zespół wysokociśnieniowej pompy wodnej zbudowany jest z dwóch niezależnych, przeciwsobnie zsynchronizowanych, wzmacniaczy pneumatyczno-hydraulicznych i instalacji sterującej. W skład instalacji sterującej wchodzą: magnetyczne wkłady zamontowane na tłoku, kontaktronowe czujniki położenia tłoka zamontowane na obudowie siłownika, sterownik PLC, pneumatyczne zawory rozdzielające sterowane elektromagnetycznie oraz przewody.

W celu minimalizacji pulsacji ciś nienia tł oczonego pł ynu wzmacniacze pneumatyczno-hydrauliczne zsynchronizowano przeciwsobnie z częściowym, wzajemnym nałożeniem suwów tłoczenia. W tym celu koniecznym było zróżnicowanie prędkości suwów ssania i tłoczenia. Suw ssania ma w przybliżeniu dwukrotnie większą prędkość od suwu tłoczenia. Właściwą synchronizację pracy pompy uzyskano dzięki wykorzystaniu cylindra dwustronnego działania wraz z regulatorami natężenia przepływu powietrza doprowadzanego i odprowadzanego od komór wzmacniacza oraz odpowiedniego rozmieszczenia kontaktronowych czujników położenia tłoka.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest możliwość zminimalizowania pulsacji ciśnienia tłoczonego medium do wartości mniejszej od 1% ciśnienia roboczego.

PL 212 018 B1

Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia widok zespołu pompy hydraulicznej, natomiast fig. 2 - przekrój pojedynczego wzmacniacza pneumatyczno-hydraulicznego.

Dwa jednakowo zbudowane wzmacniacze pneumatyczno-hydrauliczne zamontowano na stalowym stelażu 28 wyposażonym w metalowo-gumowe tłumiki drgań 29. Cylinder 1 ma średnicę wewnętrzną 125 mm a skok tłoka 5 wynosi 50 mm. Do pokrywy 2 zamontowano z wykorzystaniem nakrętki 11 korpus 4 hydraulicznej pompy nurnikowej. Korpus 4 ma zewnętrzną średnicę 42 mm i wyposażony jest w gniazdo pod mocowany dławikiem 9 pakiet 8 uszczelniający oraz wzdłużny, osiowy otwór, w którym porusza się nurnik 7 o średnicy 8 mm. Drugi koniec korpusu 4 wyposażony jest w podzespół kulowych zaworów 26, 27 jednokierunkowego przepływu. Zawór 26 jest otwarty podczas suwu ssania i zamknięty podczas suwu tłoczenia, natomiast zawór 27 jest zamknięty podczas suwu ssania i otwarty podczas suwu tłoczenia.

Tłok 5 pneumatyczny połączono z tuleją 6 wodzącą o zewnętrznej średnicy 50 mm oraz nurnikiem 7 z wykorzystaniem śruby 10. Na obwodzie tłoka 5 znajduje się wkład 17 magnetyczny, pierścień ślizgowy 18 i uszczelnienie 19. Tuleja 6 wodząca podparta jest na pierścieniach ślizgowych 12, 13, 15 i uszczelniona pierścieniami 14, 16. Pokrywy 2, 3 wyposażone są w gwintowane otwory 22, 23 umożliwiające doprowadzenie sprężonego powietrza do komór wzmacniacza oraz tłumiki 20, 21 uderzeń tłoka 5. Pneumatyczny rozdzielacz 30 jest pięciodrogowym, dwupołożeniowym, sterowanym impulsowo elektrozaworem wyposażonym w zawór dławiąco-zwrotny 31, zawór dławiący 32 z tłumikiem hałasu i tłumik 33 hałasu. Cylinder 1 wyposażono w normalnie otwarte, współpracujące z magnetycznym wkładem 17 kontaktronowe czujniki 34, 35 położenia tłoka. Pompa pracuje pod kontrolą sterownika PLC.

Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej będącej przedmiotem wynalazku wykorzystywany jest w procesie mikroobróbki zawiesinową strugą wodno-ścierną jako źródło płynu roboczego pod wysokim ciśnieniem. Do pompy należy doprowadzić płyn roboczy pod wstępnym ciśnieniem około 0,6 MPa. Pompa wytwarza od 3 do 8 dm³/h strugi o ciśnieniu w płynnie regulowanym zakresie od 20 do 100 MPa i pulsacji mniejszej od 1% wartości roboczej.

Poprawność pracy takiej pompy zapewnia odpowiednio zaprogramowany elektroniczny układ kontrolno-sterujący. Kontaktronowe czujniki 34, 35 dostarczają sygnały wejściowe do sterownika, określające położenie tłoka. Sterownik generuje sygnały wyjściowe, które za pośrednictwem cewek sterują pracą elektrozaworów 30 uruchamiając dopływ sprężonego powietrza do odpowiedniej komory wzmacniacza. Po włączeniu zasilania i uruchomieniu sterownika rozpoczyna się realizacja programu sterującego.

Pierwszą czynnością jest pozycjonowanie układu, które polega na ustawieniu pierwszego tłoka wraz z nurnikiem w pozycji początku suwu tłoczenia a drugiego tłoka wraz z nurnikiem w pozycji końca suwu tłoczenia. Następnie wzmacniacz „pierwszy w odpowiedzi na sygnał sterownika wykonuje suw tłoczenia. Po przebyciu kilku milimetrów tłok „pierwszego wzmacniacza znajduje się na wysokości „pierwszego czujnika. Czujnik ten generuje sygnał do sterownika, który odpowiednim sygnałem rozpoczyna suw ssania „drugiego wzmacniacza. Gdy tłok „pierwszego wzmacniacza pod koniec suwu tłoczenia znajduje się na wysokości „drugiego czujnika, czujnik ten generuje sygnał do sterownika, który odpowiednim sygnałem rozpoczyna suw tłoczenia „drugiego wzmacniacza. Po przebyciu kilku milimetrów tłok „drugiego wzmacniacza znajduje się na wysokości „trzeciego czujnika. Czujnik ten generuje sygnał do sterownika, który odpowiednim sygnałem rozpoczyna suw ssania „pierwszego wzmacniacza. Gdy tłok „drugiego wzmacniacza pod koniec suwu tłoczenia znajduje się na wysokości „czwartego czujnika, czujnik ten generuje sygnał do sterownika, który odpowiednim sygnałem rozpoczyna suw tłoczenia „pierwszego wzmacniacza. Praca układu polega na ciągłym powtarzaniu opisanej pętli, aż do wyłączenia programu.

Claims (6)

1. Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej, złożonej z dwóch wzmacniaczy pneumatyczno-hydraulicznych, znamienny tym, że tłok pneumatyczny (5) każdego wzmacniacza wyposażony jest we wkład magnetyczny (17), znajdujący się na jego obwodzie w sąsiedztwie uszczelnienia (19), korzystnie pod pierścieniem (18) ślizgowym, współpracujący z kontaktronowymi czujnikami (34, 35) położenia tłoka znajdującymi się na cylindrze (1), połączonymi ze sterownikiem kontrolującym pracę elektrozaworów (30) pneumatycznych.

PL 212 018 B1

2. Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej według zastrz. 1, znamienny tym, że elektrozawory pneumatyczne (30) wyposażone są w zawory dławiąco-zwrotne (31), zawory dławiące (32) z tłumikiem hałasu, tłumiki (33) hałasu, umożliwiające regulację natężenia przepływu powietrza doprowadzanego i odprowadzanego z pneumatycznych komór wzmacniacza.

3. Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej według zastrz. 1, znamienny tym, że pokrywy (2, 3) cylindra (1) wyposażone są w tłumiki (20, 21) uderzeń tłoka.

4. Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej według zastrz. 1, znamienny tym, że połączona z tłokiem pneumatycznym (5) tuleja wodząca (6) wyposażona jest w „fasolkowe otwory (24), a dławiki (9) w otwory (25), umożliwiające regulację docisku uszczelnień (8) bez demontażu wzmacniacza, przy czym otwory (24) umożliwiają odprowadzenie na zewnątrz pompy przecieków płynu roboczego z uszczelnień (8).

5. Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej według zastrz. 4, znamienny tym, że pakiet uszczelnień (8) złożony jest z dwóch tulejek prowadzących i zlokalizowanych pomiędzy nimi czterech pierścieni uszczelniających o poprzecznym przekroju „V.

6. Zespół wysokociśnieniowej pompy hydraulicznej według zastrz. 1, znamienny tym, że wzmacniacze pneumatyczno-hydrauliczne zamontowane są na stelażu (28), który jest wyposażony w tłumiki drgań (29).