Шестеренный насос

 

Сущность изобретения: в цилиндрических расточках корпуса с торцовыми кромками размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами. Цапфы установлены в сопряженных с торцами шестерен двух подвижных втулках и в двух подпружиненных подвижных в осевом направлении втулках , образующих с крышкой полость поджатия. Каналы подвода рабочей жидкости в полость поджима выполнены в подвижных втулках диаметром d и расположены на расстоянии г от осей втулок и центральных углах а от оси насоса, определяемых из соотношения: d R(0,1-0,2) мм, г R(0,85- 0,9) мм, а A/D град, где R - радиус окружности впадин шестерен,мм; А межцентровое расстояние между осями шестерен , мм; D - диаметр шесюргн, мм. Необходимо соблюдение нерагенсл а R - -(г + d/2) 1.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 С 2/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855428/29 (22) 30.07.90 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 (71) Кировский политехнйческий институт (72) Г.И, Горячих, В.Я. Малых, А.И. Седельников и А.Л. Флаксман (56) Авторское свидетельство СССР

М 1724987, кл. Г 04 С 2/04, 1990. (54) ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС (57) Сущность изобретения: в цилиндрических расточках корпуса с торцовыми кромками размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами. Цапфы установлены в сопряженных с торцами шестерен двух подвижных втулках и в двух подпружиненИзобретение относится к машиностроению, в частности к шестеренным насосам.

Известен шестеренный насос, содержащий корпус с торцовыми крышками, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленные с образованием плоскости поджатия в двух подпружиненных подвижных в осевом направлении опорйых втулках, сопряженных с торцами шестерен, и двух неподвижных втулках, каналы входа и выхода рабочей жидкости и канал подвода рабочей жидкости в полость поджима.

Недостатком этого насоса является сложность конструкции. Опорные втулки выполнены ступенчатыми, в крышке выполнены расточки с высокой степенью точности по диаметру и ме>кцентровому расстоянию, в которые практически без зазора входят ступенчатые втулки.

Существуют варианты конструкций, вместоточных расточек в крышке использу Ы 17783оо Al ных подвижных в осевом направлении втулках, образующих с крышкой полость поджатия. Каналы подвода рабочей жидкости в полость поджима выполнены в подвижных втулках диаметром d и расположены на расстоянии r от осей втулок и центральных углах а оот т оосси и ннаассооссаа, определяемых из соотношения: d = R(0,1 — 0,2) мм, г = R(0,850,9) мм, а= А/О град, где R — радиус окружности впадин шестерен,мм; А межцентровое расстояние между о!-.ями шестерен, мм; D — диаметр шестерен, мм. Необходимо соблюдение нерагенгл а R — — (г

+ d/2) 1. 3 ил. ют резиновые уплотнения, ох -а ывающие меньшую ступень втулки и образующие с втулками полость поджима. Но это не исключает необходимости выполнения втулок ступенчатыми, к тому же появляе ся дополнител ьная деталь — упл атно иы.

Эти сложности обусловле..ы необходимостью ограничения площад, на которую действует рабочее давление создающее усилие поджима втулок к шее-ерням.

Известен также шестеренный асос, содержащий корпус с торцоиь.ми крышками, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленные с ",Ãðàзованием полости поджатия в двух подпружиненных, подвижных B осевом направлении опорных втулках, сопряженных с торцами шестерен, и двух неподвижных втулка.-:, ка алы входы и выхода рабочей жидкости и канал подвода рабочей жидкости в полость поджима, выполненный ввиде паза на внешней радиаль1778366 ной поверхности втулок под определенным центральным углом, В этой конструкции за счет подачи определенного давления в полость поджима устранены вышеуказанные недостатки. Недостатком этой конструкции является малая эффективность из-за отсутствия автоматической регулировки давления поджима, а также уменьшение механического КПД, т.к. в связи с необходимостью компенсации возможных утечек давление поджима должно быть заведомо завышено, что увеличивает усилие поджима (в 1,2 раза), а следовательно, увеличиваются потери мощности на трение торцов шестерен о втулки, Цель изобретения — повышение эффективности и механического КПД путем обеспечения автоматической регулировки давления поджима.

Цель достигается тем, что каналы в подвижных втулках выполнены диаметром d u расположены на расстоя нии г от осей втулок и центральных углах а от оси насоса, определяемых из соотношений

d = Rx(0,10...0,20) мм

r = Rx(0,85...0,90) мм а= arccos А/D град., где R — радиус окружности впадин шестерни, мм;

А- межосевое расстояние между. осями шестерни, мм;

D — диаметр шестерни, мм, При этом необходимо соблюдение неравенства

8 - (r + б!2) > 1.

Возможность повышения эффективности и механического КПД обеспечивается тем, что указанное расположение отверстия обеспечивает автоматическую регулировку величины давления поджима за счет того, что в процессе работы насоса при недостаточном давлении в камере поджатия втулка вследствие действия отжимающих усилий отходит от шестерни и открывает доступ рабочей жидкости в камеру поджатия через .указанное отверстие. Давление в этой камере повышается, и втулка вновь прижимается к шестерне, При этом телом шестерни перекрывается отверстие во втулке и доступ рабочей жидкости в камеру поджатия прекращается. Давление в камере поджатия вследствие утечек постепенно снижается и цикл повторяется.

"Таким образом, устанавливается такой торцовый зазор между втулкой и шестерней, что проникающей через него жидкости достаточно для пополнения камеры поджатия. Указанное расположение отверстия во втулке позволяет обеспечить этот зазор минимальным, так как в этом случае отверстие располагается наиболее близко к полости нагнетания, где имеется наибольшее давление. B противном случае увеличение зазора

5 ведет к дополнительным потерям производительности насоса.

Таким образом автоматическая регулировка величины давления поджима обеспечивает повышение эффективности работы

10 насоса и увеличивает механический КПД эа счет уменьшения трения между втулками и торцами шестерен, т.к. усилие поджима не превышает необходимое, а также за счет принудительной смазки трущейся пары ше15 стерня-втулка в связи с поджатием в образовавшийся зазор рабочей жидкости, На фиг,1 показан продольный разрез шестеренного насоса; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2.

20 Насос содержит корпус 1 с торцовыми крышками 2 и 3, в цилиндрических расточках которого размещены ведомая 4 и ведущая 5 шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленные с образованием

25 полости поджатия 6 в двух подпружиненных пружинами 7 подвижных в осевом направлении опорных втулках 8 и 9, сопряженных с торцами шестерен, и двух неподвижных втулках 10 и 11. В подвижных втулках 8 и 9

30 выполнены отверстия 12 диаметром б, расположенные на расстояниях r от осей втулок и центральных углах а от оси 15 насоса, определяемых из соотношений

d = Rx(0,1...0,2) мм

35 r = Rx(0,85...0,9) мм а= arccas А/D (град)

Причем необходимо соблюдение неравенства

К - (r + d/2) 1.

40 Например, при диаметре расточек, а следовательно, наружном диаметре шестерен и втулок О = 60 мм, межосевом расстоянии А

= 52 мм, и модуле m - 4 мм, положение отверстий определяется следующим обра45 эом.

Радиус окружности впадин R определится как

R = (О - 4,5m)/2 = (60- 18)/2 = 21 (мм), тогда расстояние от центра отверстия до

50 оси втулок

r = 21к(0,85...0,9) = 17,85...18,9 (мм), диаметр отверстия d = 2 Ь(0,1...0.2) = 2,1...4,2 (мм)

Принимаем г = 18 мм

55 0=3 мм

Тогда неравенство

Н - (r + б/2) а 1 примет вид 21 - (18 + 3/2) 1 или 1,5 1.

1778366

Неравенство выполняется.

Центральный угол от оси насоса до оси отверстия а = arccos А/D = arccos 52/60 = 30

Шестеренный насос работает следующим образом.

При вращении шестерен 4 и 5 обеспечивается процесс всасывания, переноса и нагнетания рабочей жидкости, При этом подвижные втулки 8 и 9 за счет автоматической регулировки давления в камере поджатия 6 прижимаются к торцовым поверхностям шестерен с усилием, необходимым и достаточным для компенсации отжимающих усилий со стороны шестерен и нормальной работы насоса.

Автоматическая регулировка давления в камере поджатия осуществляется следующим образом.

В случае, когда давление в камере поджатия, недостаточное для компенсации отжимающих усилий, втулки 8 и 9 отходят от торцов шестерен, тем самым открывается доступ рабочей жидкости в камеру поджатия через отверстие 12 во втулках. При этом давление в камере поджатия поднимается и втулки, преодолевая усилие отжима, подходят к торцовым поверхностям шестерен и прижимаются к ним. При этом отверстия во втулках перекрываются телом шестерен и доступ рабочей жидкости в камеру поджатия прекращается.

Вследствие утечек рабочей жидкости из камеры поджатия в камеру всасывания flo зазорам в соединениях давление в камере поджатия постепенно падает до тех пор, пока усилиями отжатия вновь не отодвинет втулки от торцовых поверхностей шестерен.

Далее цикл повторяется. В результате втулки самоустанавливаются на таком минимальном расстоянии от торцов шестерен, что проникающей в этот зазор рабочей жидкости достаточно для компенсации утечек из камеры поджатия в камеру всасывания.

Пружины 7 обеспечивают работу насоса при нулевом давлении на выходе и запуск насоса. Усилие пружины не превышает 5...10Н

5 (0,5...1 кгс).

Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность и механический КПД шестеренного

Н8сОСВ.

Формула изобретения

Шестеренный насос, содержащий корпус с торцевыми крышками, в цилиндрических расточках которого размещены

15 шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными.в сопряженных с торцами шестерен двух неподвижных втулках и в двух подпружиненных подвижных в осевом направлении втулках, образующих с торце20 вой крышкой полость поджатия, каналы входа, выхода рабочей жидкости и каналы подвода рабочей жидкости в полость поджима, выполненные в подвижных втулках, отличающийся тем, что, с целью

25 повышения механического КПД и эффективности путем обеспечения автоматической регулировки давления поджима, каналы в подвижных втулках выполнены диаметром б и расположены на расстоянии г от осей

30 втулок и центральных углах йот оси насоса, определяемых из соотношений

d = Rx(0,10...0,20), мм, r = Rx(0,85...0,9), мм, а= arccos А/0, град, 35 где R — радиус окружности впадин шестерни, мм;

А — межцентровое расстояние между осями шестерни, мм;

D — диаметр шестерен, мм, 40 при этом необходимо соблюдение неравенства

В-(г+ б/2) >1.

1778366

1778366

Составитель А. Флаксман

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Гунько

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. ИМ

Заказ 4174 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5