Шестеренный насос

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(57) 1. Шестеренный насос, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления, верхнюю и нижнюю торцевые крышки с входным и выходным каналами, причем ведомая шестерня расположена на оси, запрессованной в отверстие нижней крышки, и поводок, смонтированный на верхней крышке, отличающийся тем, что ведущая шестерня свободно установлена на оси, жестко соединенной одним концом с нижней крышкой, и непосредственно связана с поводком, расположенным на другом конце упомянутой оси в расточке верхней крышки. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что поводок выполнен в виде стакана, установлен с возможностью вращения и осевого перемещения относительно оси и соединен с ведущей шестерней посредством выступов на его торце и впадин на торце шестерни. 3. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поводок внешней стороной дна опирается на кольцо из антифрикционного материала, установленное в расточке верхней крышки.(56) 1. Насос типа 21 НШ Каменского машиностроительного завода, ТУ 92-02.22.060-90, 1990. Фиг. 1 Изобретение откосится к области гидравлики и может найти применение в объемных насосах. Наряду с повышением долговечности насосов в химической промышленности высокие требования предъявляются к их безотказности и герметичности, а также компактности и технологичности конструкции,т.е. стоимости. Наибольший экономический эффект от удачных конструктивных решений получается при эксплуатации насосов из нержавеющих и быстрорежущих сталей, выпускаемых большими сериями. Такие 3309 1 насосы серий Ш выпускаются специализированными предприятиями химического машиностроения, например. Каменским машиностроительным заводом (КМЗ), (Украина). Известен шестеренный насос НШ-150, выпускаемый КМЗ согласно ТУ 92-02.22-075-91 Е, 1991 г. В цилиндрических расточках корпуса насоса размещены шестерни внешнего зацепления, причем ведущая жестко соединена с валом, а ведомая расположена на оси, запрессованной в отверстие нижней торцевой крышки. Приводной вал свободно размещен опорными шейками в глухом отверстии нижней торцевой крышки и в сквозном отверстии верхней торцевой крышки. Верхняя крышка имеет входное и выходное отверстия для рабочего тела. Торцевое уплотнение на валу отсутствует, что приводит к утечкам химически агрессивного рабочего тела. Кроме того, в случае воздействия осевой силы со стороны привода (вибрация деталей привода в результате их механического и химического износа) на вал насоса ведущая шестерня опирается торцем зубчатого венца на боковую поверхность нижней или верхней крышки и вырабатывает на них кольцевые канавки, по которым рабочее тело перетекает из полости высокого давления (нагнетания) в полость низкого давления (всасывания). В результате снижается производительность насоса. Более того, продукты износа попадают в подшипниковые узлы и вызывают, как правило, их неравномерный износ. В свою очередь это приводит к перекосу шестерен, появлению более крупных по размерам продуктов износа, а при попадании их в зубчатое зацепление вызывает нередко и заклинивание насоса (отказ) в технологической линии. Таким образом, рассмотренная конструкция насоса (типа Ш-150) не обладает необходимой безотказностью, высоким ресурсом и герметичностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является насос типа 21 НШ Каменского машиностроительного завода, выпускаемый согласно ТУ 92-02.22-060-90, 1990 г. Насос содержит нижнюю и верхнюю торцевые крышки, последняя из которых имеет каналы для подвода и отвода рабочего тела, корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления, причем ведущая жестко соединена с валом, расположенным в расточках в верхней и нижней торцевых крышках, а ведомая размещена на оси, запрессованной в отверстие нижней торцевой крышки, корпус торцевого уплотнения в виде полого цилиндра, жестко закрепленного на внешней стороне верхней торцевой крышки осесимметрично линии вала насоса, крышку корпуса торцевого уплотнения и поводок, сопряженный с валом и размещенный в корпусе торцевого уплотнения. В результате применения поводка, который передает крутящий момент от привода к валу насоса и одновременно служит подвижной деталью торцевого уплотнения, повысилась безотказность и герметичность насоса. Однако при работе насоса в результате износа деталей торцевого уплотнения первоначальные микронные зазоры увеличиваются настолько, что утечки рабочего тела становятся существенными. Это снижает производительность насосов (особенно это ощутимо в подающих насосах с высокими требованиями к стабильности подачи) и приводит к загрязнению промышленного оборудования и ухудшению экологической обстановки в целом. Кроме того, торцевое уплотнение значительно по размерам и выступает за габариты насоса, что ухудшает его компактность. Технологичность рассматриваемой конструкции также невысока в связи с отсутствием должной унификации однотипные детали (ведущая и ведомая шестерни, верхняя и нижняя торцевые крышки, вал и ось) на сходных поверхностях (посадочные отверстия, шейки) при одинаковых номиналах размеров имеют разные допуски. Недостаточно высокая технологичность и некомпактность насоса обусловливает его значительную стоимость при изготовлении. Задачей настоящего изобретения является повышение герметичности, технологичности и компактности конструкции насоса при сохранении его безотказности в работе. Поставленная задача решена в насосе, содержащем корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления, верхнюю и нижнюю торцевые крышки с входным и выходным каналами, причем ведомая шестерня расположена на оси, запрессованной в отверстие нижней крышки, и поводок, смонтированный на верхней крышке, в котором ведущая шестерня свободно установлена на оси,жестко соединенной одним концом с нижней крышкой, и непосредственно связана с поводком, расположенным на другом конце упомянутой оси в расточке верхней крышки. При этом поводок выполнен в виде стакана, установлен с возможностью вращения и осевого перемещения относительно оси и соединен с ведущей шестерней посредством выступов на его торце и впадин на торце шестерни. Кроме этого, поводок внешней стороной дна опирается на кольцо из антифрикционного материала, установленное в расточке верхней крышки. 3309 1 На фиг. 1 показан шестеренный насос в продольном разрезе на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1 на фиг. 3 - вид Б фиг.1. Шестеренный насос состоит из нижней торцевой крышки 1, корпуса 2 и верхней торцевой крышки 3. В цилиндрических расточках корпуса 2 размещены ведущая шестерня 4 и ведомая 5. Ведущая шестерня 4 имеет два эквидистантных центральному отверстию углубления 6 прямоугольного профиля, выполненных на торце, обращенном к верхней крышке 3 (фиг.1, 2). Обе шестерни 4 и 5 расположены соответственно на осях 7 и 8, цапфы которых запрессованы в отверстия нижней крышки 1. Вторые цапфы осей 7 и 8 размещены в расточках в верхней крышке 3, причем у цапфы 8 - с минимальным гарантированным зазором (выполняет роль штифта). На свободной цапфе оси 7 и в расточке с соответствующими размерами в верхней крышке 3 расположен поводок 9 в виде стакана, на внешней стороне дна которого выполнен центральный выступ по форме срезанного цилиндра (видно на фиг. 3), а на другом торце поводка 9 имеются два дугообразных выступа 10,сопряженные с соответствующими углублениями 6 на торце ведущей шестерни 4 (фиг. 1). Внешняя сторона дна поводка 9 опирается на кольцо 11 из антифрикционного материала, жестко соединенное с верхней крышкой 3, в которой выполнены каналы 12 и 13 соответственно для входа и выхода рабочего тела. Размерные цепи вдоль оси детали 7 для верхней крышки 3, ведущей шестерни 4, поводка 9, кольца 11 и самой оси 7 построены таким образом, что поводок 9 имеет возможность свободно перемещаться вдоль оси 7. При движении внутрь поводок 9 дном упирается в торец оси 7, при этом торцевые поверхности поводка 9,обращенные к ведущей шестерне 4, не воздействуют на ее соответствующие поверхности (остается гарантированный зазор). При движении поводка 9 в направлении из насоса внешняя поверхность его дна упирается в кольцо 11, жестко соединенное с нижней плитой 3. При работе насоса обе шестерни 4 и 5 согласованно вращаются на осях 7 и 8 и переносят рабочее тело во впадинах зубьев из полости всасывания в полость нагнетания, которые сообщены соответственно с каналами 12 и 13 для входа и выхода рабочего тела. В полости нагнетания рабочее тело вытесняется из впадин зубьев шестерен 4 и 5 зубьями сопряженной шестерни. Часть сжатого рабочего тела по каналам (на фиг. 1, 2, 3 не показаны), выполненным на поверхностях верхней крышки 3 и оси 7, поступает в зазор между торцем свободной цапфы оси 7 и внутренней поверхностью дна поводка 9 и поджимает внешнюю поверхность поводка 9 к кольцу 11 из антифрикционного материала. Таким образом, образуется торцевое уплотнение приводной детали насоса (поводка 9). По мере износа поводок 9 постоянно подается сжатым рабочим телом в направлении кольца 11. Таким образом, предлагаемая конструкция насоса обладает большей герметичностью в силу постоянной компенсации величины износа поводка и кольца перемещением поводка в направлении износа. Поскольку детали, образующие торцевое уплотнение (поводок и кольцо), размещены в расточке в верхней крышке, то предлагаемая конструкция насоса более компактна. В целом предлагаемая конструкция более технологична, поскольку однотипные детали на сходных поверхностях имеют одинаковые номиналы и допуски. Некоторое усложнение конструкции поводка и связанное с этим увеличение стоимости его изготовления компенсируется отсутствием в предлагаемой конструкции насоса корпуса торцевого уплотнения. Таким образом, предложенная конструкция насоса обладает более высокой герметичностью, технологичностью и компактностью. При этом сохранено конструктивное совершенство насоса-прототипа, обеспечивающее высокую безотказность его работы (привод через поводок, который не имеет возможности воздействовать в осевом и радиальном направлениях на ведущую шестерню). Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.