Шестеренный насос

 

Сущность изобретения: насос содержит корпус с патрубками всасывания и нагнетания насосную камеру с нагнетательными шестернями, укрепленными на установленных в подшипниках скольжения ведомом и приводном валах, привод содержащий двигатель, внутреннюю магнитную полумуфту и установленную снаружи нее наружную магнитную полумуфту , разделенные немагнитным экраном, герметично соединенным с корпусом. Внутренняя магнитная полумуфта установлена на подшипнике качения , закрепленном на корпусе, при этом приводной вал со стороны внутренней полумуфты имеет продольный паз. в котором с зазором расположен поводок, жестко закрепленный во внутренней полумуфте и выполненный в виде двухлопастной турбины Зия

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4944092/29 (22) 10.0691 (46) 30,1293 Бюл. NII 47-48 (71) Научно-производственное объедине».ие "Геофизика" (72) Калинин С.В„. Архипов В.Н„Урюпин Б.Ф. (73) Научно-производственное обьединение Теофизика". (54) ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС (57) Сущность изобретения: насос содержит корпус с патрубками всасывания и нагнетания, насосную камеру с нагнетательными шестернями, укрепленными на установленных в подшипниках скольжения (191 КЦ (1ц 2005212 Cl (5Ц 5 F04 C2 0 ведомом и приводном валак привод, содержащий двигатель, внутреннюю магнитную полумуфту и установленную снаружи нее наружную магнитную полумуфту, разделенные немагнитным экраном, герметично соединенным с корпусом. Внутренняя магнитная полумуфта установлена на подшипнике качения, закрепленном на корпусе, при этом приводной вал со стороны внутренней полумуфты имеет продольный паз, в котором с зазором расположен поводок жестко зокрепленный во внутренней полумуфте и выполненный в виде двухлопастной турбины 3 ил.

2005212

Изобретение относится к гидравлике, конкретно к гидромашинам для перекачивания жидкости.

Сложным вопросом при разработке шестеренных насосов является об.:спечение их надежности и долговечности, особенно в случаях перекачивания агрессивных и коррозионно-активных жидкостей, т,к. диапазон применяемых материалов при этом достаточно ограничен.

Особую сложность представляет собой разработка насосов для медицинских целей, в частности насосов для перемещения диализирующего раствора в аппарате "Искусственная почка". Вследствие того, что диалиэирующий раствор является коррозионно-активным раствором типа "морская вода" и обладает очень слабыми смазывающими свойствами, а область применения накладывает на конструкцию и применяемые материалы ряд дополнительных требований полная герметичность агрегата, невозможность применения посторонних смазывающих веществ, стойкость к химической и тепловой дезинфекции и т.д.), подбор материалов и выбор конструктивных решений в этом случае является весьма трудной задачей.

Нередко шестеренные насосы конструктивно выполняют таким образом, что в качестве смазки их трущихся частей используется перекачиваемая жидкость. Известен, например, шестеренный насос, применяемый для перекачивания сахарного сиропа при производстве сахара. Для обеспечения смазки в деталях насоса выполнены специальные каналы, обеспечивающие подачу перекачиваемой жидкости под давлением иэ зоны нагнетания через рабочие зазоры трущихся частей в зону всасывания (1), Недостатком конструкции укаэанного насоса являетея наличие сальникового. уплотнителя приводного вала, что значительно снижает его надежность, особенно при использовании в качестве источника разрежения.

Известны шестеренные насосы для перекачивания жидкости, в которых в качестве опорных подшипников вращающихся частей (валов или втулок) используются подшипники скольжения, смазка которых обеспечивается перекачиваемой жидкостью, при этом для обеспечения герметичности рабочей части насоса передача вращения от привода на рабочий (приводной) вал осуществляется с помощью магнит- . ной муфты через тонкий колпак из немагнитного материала.

Наиболее близким по принципу действия к заявляемому техническому решению является шестеренный насос с магнитным приводом, состоящий из корпуса, с одного конца которого размещена насосная камера с нагнетательными шестернями: ведомой и ведущей, жестко закрепленными на своих валах, а с другого — внутренняя магнитная полумуфта, насаженная на выступающий из корпуса хвостовик приводного вала и отделенная от внешнего пространства немаг10 нитным. экраном, выполненным в виде тонкого колпака. Внутренняя магнитная полумуфта взаимодействует посредством магнитного поля с охватывающей колпак наружной магнитной полумуфтой, закреп15 ленной на валу электродвигателя, причем оси симметрии магнитных полей смещены относительно друг друга таким образом, что образуется дополнительное осевое усилие, отжимающее рабочую шестерню от корпуса и прижимающее ее к крышке, выполненной иэ антифрикционного материала.

Для размещения валов нагнетательных шестерен в корпусе выполнены сквозные каналы, в которые вставлены втулки опорных подшипников скольжения, выполненные из антифрикционного материала, В корпусе имеются также дополнительные каналы, соединяющие насосную камеру с полостью под колпаком, обеспечивающие возможность перемещения перекачиваемой жидкости из насосной камеры через зазоры подшипников в полость под колпаком и смазки, таким образом, трущихся частей насоса (2).

Недостатком такого шестеренного насоса является закрепление внутренней магнитной полумуфты непосредственно на консольно выступающем из опорного подшипника скольжения приводном валу, т.к. при вращении привода неизбежно возникает динамическая нагрузка от дисбаланса внутренней полумуфты, в результате чего увеличивается скорость износа подшипни-,. ков рабочего вала, уменьшается срок служ45 бы, Целью изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы насоса.

Достигается это за счет того, что внутренняя магнитная полумуфта установлена на подшипник качения, закрепленный в корпусе, и динамическая нагрузка, возникающая при ее вращении, полностью воспринимается-этим подшипником.

Поводок, передающий вращение от внутренней магнитной полумуфты на приводной вал и выполненный B виде цвухлопастной турбины, создает направленный поток жидкости через сепаратор подшипни2005212

15

25

40

45 динамическая радиальная нагрузка, неиз50 бежно возникающая при вращении внутренней магнитной полумуфты l8 от

55 частиц. ка, обеспечивая его промывку от механических частиц.

Сущность изобретения заключается в том, что в шестеренном насосе, содержащем корпус, нагнетательные шестерни, закрепленные на валах, установленных в подшипниках скольжения, выполненных из антифрикционного материала, привод с двигателем и внешней магнитной полумуфтой, внутренняя магнитная полумуфта, отделенная от внешней герметичным немагнитным экраном, установлена на подшипнике качения, закрепленном в корпусе, при этом передача вращения от нее на приводной вал осуществляется жестко закрепленным в ней поводком, размещенным с зазором в пазу хвостовика рабочего вала и выполненным в виде двухлопастной турбины (пропеллера).

На фиг. 1 показан насос, продольный разрез в плоскости валов; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.

1.

Конструкция насоса включает.в себя корпус 1 и крышку 2, между которыми установлена обойма 3 с насосной камерой 4, в которой размещены нагнетательные шестерни: ведущая 5 и ведомая 6.

Корпус 1 и крышка 2 имеют сквозные каналы с размещенными в них втулками подшипников скольжения 7, 8, 9 и 10 приводного вала 11 и ведомого вала 12. Ведущая шестерня 5 жестко закреплена на приводном валу l1, а на ведомом валу 12 жестко закреплена ведомая шестерня 6. 3

Крышка 2 имеет в передней части расточку

13, закрываемую крышкой 14 с уплотнением

15 и гидравлически соединяющую каналы подшипников скольжения 8 и 10.

На корпусе 1 соосно с каналам подшипников 7 и 8 приводного вала 11 выполнен цилиндрический выступ 16, на котором через подшипник качения 17 установлена внутренняя магнитная полумуфта 18, герметично закрытая тонкостенным колпаком 19, выполненным в виде немагнитного экрана, при этом торцы подшипников скольжения 7 и 9 гидравлически соединены между собой внутренней полостью колпака 19. Обойма 3 имеет сквозные каналы 20 и 21 для нагнетания и всасывания жидкости.

В корпусе 1 и крышке 2 выполнены каналы 22 и 23, соединяющие через канал 20 обоймы З.расточку 13 и внутреннюю полость колпака 19, который герметично соединен с корпусом 1.

Канал 22 корпуса 1 соединен с патрубками всасывания 24. а канал 25 соединен с каналом 21 обоймы 3 и патрубком нагнетания 26.

Приводной вал 11 имеет в выступающей хвостовой части продольный паэ 27, в котором свободно размещен поводок 28, выполненный в виде двухлопастной турбины и жестко зафиксированный на внутренней магнитной полумуфте 18, при этом в ней выполнен сквозной цилиндрический канал

31, с одной стороны которого размещены лопасти турбины поводка 28, а с другой в него установлен подшипник 17.

Внутренняя магнитная полумуфта 18 сцеплена магнитным полем через герметичный колпак 19 с наружной магнитной полумуфтОй 29, закрепленной на валу 30 электродвигателя.

Работает насос следующим образом.

При вращении вала 30 электродвигателя внутренняя магнитная полумуфта 18, сцепленная через герметичный колпак 19 магнитным полем магнитов с наружной полумуфтой 29, обеспечивает через поводок

28 вращение приводного вала 11. Вращение приводного вала 11 передается через шестерни 5 и 6 на ведомый вал 12, при этом вращающиеся шестерни 5 и 6 захватывают жидкость из канала 20, соединенного с патрубком всасывания 24, и переносят ее во впадинах между зубьями по периферии насосной камеры 4 обоймы 3 в канал 21, соединенный с патрубком нагнетания 26

Жидкость, сжимаемая в пространстве между зубьями шестерен 5 и 6 в точке их зацепления, выдавливается в торцовые зазоры между шестернями и корпусом 1 и между шестернями и крышкой 2, откуда проходит через зазоры между втулками подшипников скольжения 7, 8, 9 и 10 и валами 11 и 12, обеспечивая смазку последних. Эта жидкость поступает в полость расточки 13 и внутреннюю полость колпака 19, откуда через каналы 22 и 23 возвращается в канал 20 патрубка всасывания 24. Так как внутренняя магнитная полумуфта 18 установлена на подшипнике качения 17, закрепленном на корпусе 1, а вращение от внутренней магнитной полумуфты 18 передается на приводной вал 11 через свободно размещенный в пазу его хвостовой части поводок 28, до смещения ее центра масс(дисбаланса), полностью воспринимается подшипником качения 17 и не воздействует на подшипник скольжения 7 приводного вала 11, При вращении внутренней магнитной полумуфты 18 лопасти поводка 28 создают поток жидкости в канале 31, промывающий сепаратор подшипника 17 от механических

2005212 (56) 1, Патент США М 2276107, кл, 418-79, опублик, 1940.

Формула изобретения

ШЕСТЕРЕННЫИ НАСОС, содержащий корпус с патрубками всасывания и нагнетания, насосную камеру с нагнетательными шестернями, укрепленными на установленных в подшипниках скольжения ведомом и приводном валах, привод содержащий двигатель, внутреннюю магнитную полумуфту и установленную снаружи нее наружную магйитную полумуфту, разделенные немагнитным экраном, герметично соединены с корпусом, 2, Патент США М 3238883, кл. 4172-299, опублик. 1966, отличающийся тем, что, с целью увеличе-. ния срока службы и надежности насоса, внутренняя магнитная полумуфта снабжена сквозным цилиндрическим каналом, в

10 котором размещен подшипник качения, закрепленный на корпусе. при этом приводной вал со стороны внутренней полумуфты имеет продольный паз, в котором с зазором расположен поводок, жестко закреп"5 ленный во внутренней полумуфте и выполненный в виде двулопастной турбины, размещенной в ее цилиндрическом канале.

Корректор. М.Петрова

Редактор Н.Цалихина

Заказ 3427

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ю

Ã7

2005212

4-4

Составитель С.Калин

Техред М.Моргентал

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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