3. Насосы сверхвысоких давлений

3.1. Принципиальные схемы

На базе рассмотренных цилиндровых преобразователей построен ряд насосов (мультипликаторов) сверхвысоких давлений. Принципиальная схема преобразователя давления, применяемого в качестве насоса сверхвысокого давления, показана на рис. 6. Высокое давление создается с помощью плунжера 3, связанного с поршнем 1 приводного силового цилиндра (гидродвигателя).

Рис. 6. Схема насоса сверхвысокого давления

Плунжер герметизирован в цилиндре кольцами 2. Коэффициент усиления достигает в подобных преобразователях (насосах) значений

и выше. Преобразователь (насос) снабжен питающим (всасывающим) 6 и нагнетательным 4 клапанами, причем для повышения надежности применяют по два последовательно расположенных клапана на линиях нагнетания и питания. Клапаны обычно снабжаются устройствами для автоматического отвода воздуха, присутствие которого резко ухудшает режим работы насоса.

Поскольку нагнетание жидкости одноцилиндровым насосом происходит лишь при движении плунжера в одну сторону, подача жидкости будет прерывистой, что во многих случаях нежелательно, а иногда и недопустимо. Для выравнивания подачи применяют насосы-преобразователи двойного действия (рис. 7). Преобразователь имеет силовой цилиндр (гидравлический двигатель) 14, приводящий в движение плунжеры 1З насосной части, каждый цилиндр которой снабжен дублированными нагнетательными 9 и всасывающими (питающими) 10 клапанами. При подаче жидкости от источника питания в соответствующую полость гидродвигателя 14 она одновременно поступает в смежную полость цилиндра 12 насоса, обеспечивая надежное заполнение этой полости жидкостью. Ввиду этого выражениедля вычисления коэффициента усиления будет справедливым и для данного случая. Очевидно, что насос с этой системой питания пригоден лишь для случаев, когда нагнетаемая им жидкость является рабочей средой гидродвигателя.

Рис. 7. Схема насоса сверхвысокого давления двойного действия

Реверсирование движения плунжеров осуществляется с помощью электромагнитного распределителя 11, управляемого от концевых выключателей (на схеме не показаны), на которые воздействует в конце ходов поршень 15 силового цилиндра. Применяются также схемы, в которых распределитель переключается непосредственно поршнем силового цилиндра.

Насосы такого тина применяют на давлениях до 300 МПа и выше при расходе 20-40 л/мин; число рабочих ходов обычно составляет 120-150 алойных ходов в минуту, при давлениях порядка 300 МПа диаметр d плунжера составляет 50-60 мм, а его ход 200 мм. Диаметр D приводного силового цилиндра обычно ранен 200-250 мм. При более высоких давлениях диаметр плунжера обычно не превышает 15-20 мм и ход - 100- 120 мм.

Применяются также одно- и многоцилиндровые насосы сверхвысоких давлений с приводом от электродвигателя через понижающий механический редуктор и кривошипный механизм. Принципиальная схема типового одноцилиндрового насоса с таким приводом показана на рис. 8. Насос представляет собой жесткую плунжерную конструкцию с клапанным распределением 7. Для восприятия боковых сил применяют направляющие буксы 8. Подача такого насоса происходит по синусоидальному закону. Для выравнивания и увеличения подачи применяют двухцилиндровые насосы с приводом от общего электродвигателя. Насосы с кривошипным приводом обычно применяют при давлениях до 300 МПа.

Рис. 8. Схема насоса сверхвысокого давления с электроприводом

Подача насоса регулируется изменением числа ходов его поршня (плунжера) при постоянном рабочем объеме или изменением хода плунжера при постоянном числе ходов. Последнее достигается с помощью регулирования хода поршня приводного гидравлического двигателя насоса (рис. 6) или, регулирования величины e кривошипа (рис. 8).