PL217820B1

PL217820B1 - Hydraulic pump control valve

Info

Publication number: PL217820B1
Application number: PL392937A
Authority: PL
Inventors: Robert Antas; Adam Fikus
Original assignee: Mtp Met Plast Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2014-08-29
Also published as: PL392937A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest pneumatyczny zawór sterowniczy pompy hydraulicznej przeponowej sterujący cyklami pracy pompy.The present invention relates to a pneumatic control valve of a diaphragm hydraulic pump which controls the pump operation cycles.

Znane i powszechnie stosowane są zawory sterujące pracą pompy hydraulicznej przeponowej, a zwłaszcza pompy przepływowej do cieczy technicznych lub wody. Znane zawory sterowane są układami mechanicznymi, hydraulicznymi lub pneumatycznymi. Najbardziej rozpowszechnione są układy sterowania pracą pompy zawierające mimośrodowe wały połączone z nurnikami tłoczysk zasysających ciecz i sprężających ją do układu wylewowego. Znane z polskiego opisu patentowego nr 175335 rozwiązanie wysokociśnieniowej pompy wyporowej posiada poziome nurniki rozmieszczone parami symetrycznie względem napędowego, wału mimośrodowego. Nurniki każdej pary są kinematycznie związane z trzema mimośrodami, z których środkowy mimośród związany jest z jednym nurnikiem a dwa pozostałe związane są z drugim nurnikiem, zaś między zaworowe komory każdej pary nurników są z sobą połączone. Inne znane z polskiego opisu patentowego nr 187225 rozwiązanie pompy membranowej posiada stałą cewkę elektromagnesu osadzoną na rdzeniu w korpusie przetwornika, który umieszcza się w korpusie membrany pompy i łączy się z ruchomą zworą magnetyczną podpartą sprężystym amortyzatorem zwrotnym. Rozwiązanie to posiada prostą i zwartą konstrukcję z możliwością małogabarytowych wykonań pomp dużej mocy. Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr 194082 rozwiązanie pompy hydraulicznej o napędzie pneumatycznym, która posiada zespół napędowo pulsacyjny z pulsatorem powietrza i tłoczyskiem w tulei prowadzącej. Pulsator powietrza umieszczony na korpusie pompy zasila zawór rozdzielający, sterujący membraną pompującą ciecz w zespole ssąco tłoczącym. Powietrze doprowadzone do cylindra pulsatora przesuwa tłok w kierunku komory hydraulicznej, co w konsekwencji powoduje przesunięcie membrany wymuszając otwarcie zaworu i wykonanie ruchu roboczego pompy po którym sprężyna powrotna przesuwa tłok pulsatora, który powoduje zassanie cieczy. Wcześniej znane było rozwiązanie opisane w amerykańskim opisie patentowym nr 5,032,063, gdzie zespół hydrauliczny zawiera w korpusie między innymi zawory tłoczące i ssące, membranę i tłoczek ruchu powrotnego membrany wsparty na sprężynie powrotnej. Niedogodnością tego rozwiązania było, ze zespół cylindra pneumatycznego sterującego pompą umieszczony był na zewnątrz pompy.Valves that control the operation of a hydraulic diaphragm pump, in particular a flow pump for technical liquids or water, are known and commonly used. Known valves are controlled by mechanical, hydraulic or pneumatic systems. The most widespread are pump control systems containing eccentric shafts connected with plungers of piston rods sucking the liquid and compressing it to the discharge system. The solution of the high-pressure positive displacement pump known from the Polish patent specification No. 175335 has horizontal plungers arranged in pairs symmetrically with respect to the drive, eccentric shaft. The plungers of each pair are kinematically related to three eccentricities, the middle eccentric of which is associated with one plunger and the other two are associated with the other plunger, and between the valve chambers of each plunger pair are connected to each other. Another diaphragm pump solution known from the Polish patent specification No. 187225 has a fixed electromagnet coil mounted on the core in the transducer body, which is placed in the pump diaphragm body and connects to a movable magnetic armature supported by an elastic return shock absorber. This solution has a simple and compact structure with the possibility of small-sized versions of high-power pumps. Also known from the Polish patent specification No. 194082 is a solution of a pneumatic driven hydraulic pump, which has a pulsating drive unit with an air pulsator and a piston rod in a guide sleeve. The air pulsator located on the pump body supplies the separating valve which controls the liquid pumping diaphragm in the suction and pressure unit. The air supplied to the pulsator cylinder moves the piston towards the hydraulic chamber, which in turn causes the diaphragm to move, forcing the valve to open and the pump to perform a working movement, after which the return spring moves the pulsator piston, which sucks in the liquid. Previously, the solution described in US Patent No. 5,032,063 was known, where the hydraulic unit in the body includes, among others, pressure and suction valves, a diaphragm and a diaphragm return piston supported on a return spring. The disadvantage of this solution was that the unit of the pneumatic cylinder controlling the pump was placed outside the pump.

Znane rozwiązania posiadały szereg niedogodności i wad, które powodował znaczną komplikacje budowy pompy, wysoki koszt jej wytworzenia a także niedogodności w eksploatacji.The known solutions had a number of disadvantages and disadvantages, which resulted in significant complications in the construction of the pump, high cost of its production and inconvenience in operation.

Dla wyeliminowania tych niedogodności opracowano zawór sterowniczy pompy hydraulicznej według wynalazku.In order to overcome these drawbacks, a hydraulic pump control valve according to the invention has been developed.

Zawór sterowniczy pompy hydraulicznej składający się z wałka sterującego membranami i tulei osadzonej centralnie w korpusie pompy napędzany jest sprężonym powietrzem zasilającym zawór z zewnątrz pompy. Wałek zaworu, który posiada centralnie umieszczone dwa zgrubienia rozdzielone od siebie odcinkiem wklęsłym o mniejszej średnicy, środek której jest osią symetrii wałka, przechodzącej w zgrubienie z fazowaniem o kąt 140° do 170°, a końcówki wałka o średnicy mniejszej niż środkowa część wałka wykonane są fazując pogrubioną część wałka o kąt 145° do 170° zaś całość umieszczona jest w tulei osadzonej w korpusie dwoma zatyczkami, zaś w przestrzeni o powiększonej średnicy osiowego otworu zatyczki wykonany jest przelotowy kanał prostopadle do osi zatyczki, które umieszczone są pomiędzy membranami pompy w bloku pompy, a do korpusu zaworu doprowadzone jest sprężone powietrze z zewnętrznego pulsatora. Tuleja zaworu posiada na zewnętrznej powierzchni symetrycznie umieszczone oprawy ślizgów pomiędzy którymi wykonane są dwa otwory przelotowe we wspólnej osi, a wewnątrz tulei są dwie komory połączone z sobą otworem o średnicy większej niż zgrubienie wałka oraz dwa gniazda uszczelnienia. Korpus zaworu jest w kształcie tulei posiadającej na obwodzie cztery rowki do zamocowania uszczelnienia tworząc pięć warg na których wykonane są fasolowe otwory, przy czym na wargach zewnętrznych wykonanych jest po cztery otwory w rzędzie, na wargach środkowych wykonanych jest po pięć otworów w rzędzie przeciwległe do warg zewnętrznych, a na wardze środkowej wykonane są dwa otwory, których oś umieszczona jest pod kątem prostym do osi otworów na pozostałych wargach. Impuls powietrza poprzez środkowy podłużny otwór w korpusie zaworu i przez kanał w tulei przedostaje się do zwężenia wałka i przepycha wałek w skrajne położenia odchylając jedną z membran, a pozwalając na skurczenie drugiej membrany. Po przesterowaniu sprężystość membrany powoduje przesunięcie się wałka w stronę przeciwną, otwarcie poprzez kanał w zatyczce i rozprężenia powietrza po jednej stronie zaworu, a w tym czasie impulsThe hydraulic pump control valve, consisting of a diaphragm control shaft and a sleeve centrally located in the pump housing, is driven by compressed air supplying the valve from outside the pump. The valve shaft, which has centrally located two beads separated from each other by a concave section of a smaller diameter, the center of which is the shaft symmetry axis, passing into the bead with chamfering by an angle of 140 ° to 170 °, and the ends of the shaft with a diameter smaller than the central part of the shaft are made by chamfering the thickened part of the shaft by an angle of 145 ° to 170 ° and the whole is placed in a sleeve embedded in the body with two plugs, and in the space with an enlarged diameter of the axial hole of the plug, a through channel is made perpendicular to the axis of the plug, which are placed between the pump membranes in the pump block and compressed air from an external pulsator is supplied to the valve body. On its outer surface, the valve sleeve has symmetrically placed slide housings between which two through holes are made in the same axis, and inside the sleeve there are two chambers connected with each other by a hole with a diameter greater than the shaft bead and two seal seats. The valve body is shaped like a sleeve with four grooves around the perimeter for mounting the seal, forming five lips with bean-shaped holes, with four holes in a row on the outer lips, five holes in a row opposite the lips on the middle lips. and two holes are made on the middle lip, the axis of which is placed at right angles to the axis of the holes on the other lips. The impulse of air through the central oblong hole in the valve body and through a channel in the sleeve enters the narrowing of the shaft and pushes the shaft into extreme positions, deflecting one of the diaphragms, and allowing the other diaphragm to contract. After overriding, the elasticity of the diaphragm causes the shaft to move in the opposite direction, opening through a channel in the plug and air expansion on one side of the valve, and at the same time an impulse

PL 217 820 B1 powietrza przesuwa wałek w drugą stronę i powoduje odchylenie się drugiej membrany, pozwalając na skurczenie się pierwszej membrany i tak naprzemiennie.The air moves the shaft to the other side and causes the second diaphragm to deflect, allowing the first diaphragm to contract, and so on.

Rozwiązanie, zaworu sterowniczego pompy hydraulicznej według wynalazku jest proste w konstrukcji i wykonaniu, łatwe w montażu i skuteczne w eksploatacji, nie powoduje rozbudowy pompy o element pulsatora powietrza, co pozwala na wszechstronne stosowanie w różnego rodzaju pompach hydraulicznych.The solution of the hydraulic pump control valve according to the invention is simple in design and manufacture, easy to install and effective in operation, it does not involve the expansion of the pump with an air pulsator element, which allows for versatile use in various types of hydraulic pumps.

Zawór sterowniczy pompy hydraulicznej według wynalazku ukazano na rysunku w przykładowym wykonaniu, gdzie fig. 1 pokazuje przekrój wzdłużny zaworu osadzonego w korpusie pompy.The control valve of the hydraulic pump according to the invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment, where Fig. 1 shows a longitudinal section of the valve seated in the pump housing.

Zawór sterowniczy pompy hydraulicznej składający się z wałka 1 sterującego membranami 2 pompy napędzany jest sprężonym powietrzem zasilającym zawór z zewnątrz pompy. Wałek 1 zaworu umieszczony jest pomiędzy membranami 2 pompy i suwliwie umocowany w tulei 3, w której zamknięty jest dwoma zatyczkami 4 wspierającymi się o korpus zaworu umocowany w korpusie 6 pompy. Wałek 1 zaworu posiada centralnie umieszczone dwa zgrubienia 7 rozdzielone od siebie odcinkiem o mniejszej średnicy. Przejście centralnej części wałka do zgrubienia jest sfazowane o kąt 165°, a końcówki wałka o średnicy mniejszej niż średnica jego centralnej części utworzone są sfazowaniem części pogrubionej o kąt 162°. Wałek 1 umieszczony jest i uszczelniony w tulei 3 osadzonej w korpusie 5 poprzez dwie zatyczki 4. Tuleja 3 zaworu posiada na zewnętrznej powierzchni sym etrycznie umieszczone oprawy ślizgów 8, pomiędzy którymi przelotowo we wspólnej osi wykonane są dwa otwory. Wewnątrz tuleja posiada dwie komory połączone z sobą otworem o średnicy większej niż zgrubienie wałka oraz gniazda do osadzenia pierścieni uszczelnienia. W komorach, po obu stronach tulei 1, osadzone i uszczelnione są zatyczki 4 mocowane gwintem do korpusu pompy 6 i opierające się o uszczelnienie korpusu 5 zaworu. W osiowych komorach zatyczek umieszczone są suwliwie i uszczelnione końcówki wałka, zaś w przestrzeni o powiększonej średnicy osiowego otworu zatyczki wykonany jest przelotowy kanał 9 usytuowany prostopadle do osi zatyczki 4. Korpus zaworu 5 jest w kształcie tulei posiadającej na obwodzie cztery rowki do zamocowania uszczelnienia 10, tworząc pięć warg na których wykonane są fasolowe podłużne otwory, przy czym na wargach zewnętrznych wykonane są po cztery otwory w rzędzie, na wargach środkowych wykonanych jest po pięć otworów w rzędzie przeciwległe do usytuowania otworów na wargach zewnętrznych, a na wardze środkowej wykonane są dwa otwory w rzędzie, których oś umieszczona jest pod kątem prostym do otworów wykonanych na pozostałych wargach.The hydraulic pump control valve consisting of a shaft 1 controlling the diaphragms 2 of the pump is driven by compressed air supplying the valve from outside the pump. The valve shaft 1 is placed between the diaphragms 2 of the pump and slidably fastened in the sleeve 3, in which it is closed with two plugs 4 supporting the valve body fixed in the pump body 6. The valve shaft 1 has two centrally located beads 7 separated from each other by a segment of a smaller diameter. The transition of the central part of the roller to the bead is chamfered by an angle of 165 °, and the ends of the roller with a diameter smaller than the diameter of its central part are formed by a chamfer of the thickened part by an angle of 162 °. The shaft 1 is placed and sealed in the sleeve 3 seated in the body 5 through two plugs 4. The valve sleeve 3 has, on its outer surface, symmetrically arranged slide housings 8, between which two holes are made through the common axis. Inside, the sleeve has two chambers connected with each other by a hole with a diameter larger than the shaft's bead and seats for the sealing rings. In the chambers, on both sides of the sleeve 1, plugs 4 are mounted and sealed with a thread to the pump body 6 and rest against the sealing of the valve body 5. Shaft ends are slidably sealed in the axial chambers of the stoppers, and in the space with an enlarged diameter of the axial hole of the stopper, a through channel 9 is made perpendicular to the stopper axis 4. The valve body 5 is shaped like a sleeve with four grooves around its circumference for mounting the seal 10, by forming five lips on which oblong bean-shaped holes are made, with four holes in a row on the outer lips, five holes in a row on the middle lips opposite to the location of the holes on the outer lips, and two holes on the middle lip in a row whose axis is at right angles to the holes made on the other lips.

Claims

1. Hydraulic pump control valve consisting of a shaft controlling diaphragms and sleeves embedded in the valve body, characterized in that the shaft (1) has two central beads (1) separated from each other by a concave section with a smaller diameter, the center of which is the axis of shaft symmetry , passing into the bead (7) with chamfering by an angle of 140 ° to 170 °, and the ends of the shaft with a diameter smaller than the central part of the shaft are made by chamfering the thickened part of the shaft by an angle of 145 ° to 170 ° and the whole is placed in the sleeve (3) seated in the body (5) with two plugs (4), and in the space with an enlarged axial diameter of the plug's axial opening, there is a passage (9) perpendicular to the axis of the plug (4), which are placed between the diaphragms of the pump (2) in the pump block (6), and compressed air is supplied to the body (5) from an external pulsator.

2. The control valve according to claim The sleeve (3) has, on its outer surface, symmetrically placed slide mountings (8), between which there are two through holes in the common axis, and inside the sleeve there are two chambers connected with each other by a hole with a diameter greater than the shaft bead (7). ) and two seal seats.

3. The control valve according to claim 1 The valve body according to claim 1, characterized in that the valve body (5) is in the form of a sleeve having four grooves on the periphery for mounting the seal (10), forming five lips with bean-shaped openings, with four holes in a row on the outer lips, on the periphery. on the middle lips, five holes in a row opposite to the outer lips are made, and two holes are made on the middle lip, the axis of which is at right angles to the axis of the holes on the other lips.