Шестеренный насос

(51)5 ТЕН БР варианты конструкции точек в крышке использу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Кировский политехнйческий институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1724987, кл. Г 04 С 2/04, 1990,(57) Сущность изобретения: в цилиндрических расточках корпуса с торцовыми кромками размещены шестерни внешнегозацепления с цапфами. Цапфы установленыв сопряженных с торцами шестерен двухподвижных 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 мекцентровому расстоянию, в которые практически без зазора входят ступенчатые втулки.Существуютвместо точных рас ных подвижных в осевом направлении втулках, образующих с крышкой полость поджатия, Каналы подоода рабочей жидкости в полость поджима выполнены в подвижных втулках диаметром ( и расположены на расстоянии г от осей втулок и центральных углах а от оси насоса, определяемых из соотношения: с = В(0,1 - 0,2) мм, г = В(0,85 - 0,9) мм, а= А/О с рад, где Я - радиус окружности впадин шестерен,мм; А межцентровое расстояние между осями шестерен, мм; О - диаметр шестерен, мм. Необходимо соблюдение нераоенс 1. а Б -- (г + с 3/2) 1. 3 ил,ют резинооые уплотнения, охватывающие меньшую ступень втулки и образующие с втулками полость поджима. Но это не исключает необходимости выполнения втулок ступенчатыми, к тому же пояодяеся дополнител ьная деталь - уплотна иы.Эти сложности обусловлены необходи мостью ограничения ппощадь на которую действует рабочее давление создающее усилие поджима втулок к шесернял 1.Известен также шестереннцй насос, со- (, держащий корпус с торцооцми крышками, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацегления с цапфами, установленные с образованием полости поджатия в двух подпружиненных, подвижных в осевом направлении опорных втулках, сопряженных с торцами шестерен, и двух неподвижных втулка;:, ка алы оходы и выхода рабочей жидкости и канал подвода рабочей жидкости в полость поджима, выполненный ввиде паза на внешней радиаль 1778366ной 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 иэ-эа 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 б и расположены на расстоя нии г от осей втулок и центральных углах а от оси насоса, определяемых из соотношенийб = Вх(0,100,20) ммг = Вх(0,850,90) мма= агссоз А/О град.,где В - радиус окружности впадин шестерни, мм;А- межосевое расстояние между. осями шестерни, мм;О - диаметр шестерни, мм,При этом необходимо соблюдение неравенстваВ - (г+ 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 отверстиерасполагается наиболее близко к полостинагнетания, где имеется наибольшее давление. В противном случае увеличение зазора5 ведет к дополнительным потерям производительности насоса.Таким образом автоматическая регулировка величины давления поджима обеспечивает повышение эффективности работы10 насоса и увеличивает механический КПД эасчет уменьшения трения между втулками иторцами шестерен, т.к, усилие поджима непревышает необходимое, а также за счетпринудительной смазки трущейся пары ше 15 стерня-втулка в связи с поджатием в образовавшийся зазор рабочей жидкости,На фиг,1 показан продольный разрезшестеренного насоса; на фиг.2 - разрез А-Ана фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2.20 Насос содержит корпус 1 с торцовымикрышками 2 и 3, в цилиндрических расточках которого размещены ведомая 4 и ведущая 5 шестерни внешнего зацепления сцапфами, установленные с образованием25 полости поджатия 6 в двух подпружиненныхпружинами 7 подвижных в осевом направлении опорных втулках 8 и 9, сопряженныхс торцами шестерен, и двух неподвижныхвтулках 10 и 11. В подвижных втулках 8 и 930 выполнены отверстия 12 диаметром б, расположенные на расстояниях г от осей втулоки центральных углах а от оси 15 насоса,определяемых из соотношенийб = Вх(0,10,2) мм35 г = Вх(0,85.0,9) мма = агссоз А/О (град)Причем необходимо соблюдение неравенстваВ - (г+ б/2)1,40 Например, при диаметре расточек, а следовательно, наружном диаметре шестерен ивтулок О = 60 мм, межосевом расстоянии А= 52 мм, и модуле е - 4 мм, положениеотверстий определяется следующим обра 45 эом,Радиус окружности впадин В определится какВ = (О - 4,5 в)/2 = (60- 18)/2 = 21 (мм),тогда расстояние от центра отверстия до50 оси втулокг = 2 1 к(0,850,9) = 17,8518,9 (мм),диаметр отверстия б = 2 Ь(0,10.2) = 2,14,2Неравенство выполняется.Центральный угол от оси насоса до оси отверстияа = агссоз А/О = агссоз 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 по 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 510 Н 5 (0,51 кгс).Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность и механический КПД шестеренного насоса.10Формула изобретенияШестеренный насос, содержащий корпус с торцевыми крышками, в цилиндрических расточках которого размещены15 шестерни внешнего зацепления с цапфами,установленными,в сопряженных с торцамишестерен двух неподвижных втулках и вдвух подпружиненных подвижных в осевомнаправлении втулках, образующих с торце 20 вой крышкой полость поджатия, каналы входа, выхода рабочей жидкости и каналыподвода рабочей жидкости в полость поджима, выполненные в подвижных втулках,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью25 повышения механического КПД и эффективности путем обеспечения автоматическойрегулировки давления поджима, каналы вподвижных втулках выполнены диаметромб и расположены на расстоянии г от осей30 втулок и центральных углах аот оси насоса,определяемых из соотношенийб = йх 0,100,20), мм,г = Кх(0,850,9), мм,а= агссоз А/О, град,35 где В - радиус окружности впадин шестерни, мм;А - межцентровое расстояние междуосями шестерни, мм;О - диаметр шестерен, мм,40 при этом необходимо соблюдение неравенстваЯ-г+ б/2) 1.1778366 Составитель А. ФлаксманТехред М.Моргентал Корректор Н. Гуньк Редакто каз 4174 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина.