Насос шестеренный

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Калужский двигатель(72) Авторы Маркин Владимир Иванович Скляров Николай Федорович Быковский Александр Алексеевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Калужский двигатель(57) Насос шестеренный, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, торцовые компенсаторы с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен с образованием профилированных пазов, полости всасывания и нагнетания,уплотнение входного вала, отличающийся тем, что профилированные пазы выполнены на наружной поверхности цапфы и на торцевой поверхности шестерни со стороны уплотнения входного вала и образуют с ответными поверхностями подшипника скольжения и компенсатора осевой и радиальный импеллеры. 34572007.04.30 Полезная модель относится к области гидромашиностроения, в частности к шестеренным насосам. Известен шестеренный насос, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, торцовые компенсаторы с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен. С целью повышения надежности и долговечности за счет уменьшения материалоемкости насоса между торцовыми поверхностями компенсаторов и шестерен выполнены выборки 1. Расположение выборок в зоне высокого давления уменьшает соприкосновение торцовых поверхностей компенсаторов и шестерен, но увеличивает утечки жидкости через компенсаторы и по валу насоса, что приводит к увеличению давления на входе в насос и к преждевременному выходу из строя уплотнения входного вала. Кроме того, вследствие беззазорного зацепления, при котором происходит плотное запирание жидкости входящим в нее зубом, а также вследствие одновременного зацепления двух пар зубьев во впадинах между зубьями шестерен может возникнуть компрессия жидкости. В результате компрессии жидкости возникают большие нагрузки на шестерни, приводящие к износу зуба и перегрузке вала и подшипников. Известен также шестеренный насос, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления, имеющие радиальные каналы в зубьях и осевые каналы вала, полости всасывания и нагнетания, уплотнение входного вала 2. Так как компрессия жидкости во впадинах шестерен ухудшает работу насоса, то прибегают к разгрузке защемленного объема. Устранить компрессию можно путем отвода жидкости через радиальные сверления зубьев шестерни и осевые сверления вала, что трудоемко и не технологично. При недостаточном сечении таких сверлений во впадине в период выхода зубьев из зацепления образуется вакуум, который отрицательно сказывается на работе насоса, поскольку в этом случае происходит выделение из жидкости паров и растворенного в ней воздуха, т.е. возникает кавитация. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является шестеренный насос, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения,торцовые компенсаторы с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен с образованием профилированных пазов, полости всасывания и нагнетания, уплотнение входного вала 3. Образование клинового зазора между торцами шестерен и рабочей поверхностью торцовых компенсаторов развивает гидродинамическое давление и уменьшает соприкосновение торцовых поверхностей компенсаторов и шестерен, но увеличивает утечки через компенсаторы и по валам насоса, что приводит к увеличению давления на входе в насос и к преждевременному выходу из строя уплотнения входного вала. А, согласно 4, давление на входе в насос не должно превышать 0,25 МПа. Создание дополнительных каналов на элементах статора насоса не используется для создания противодавления, не позволяющего рабочей жидкости вытекать через зазор между валом и корпусом. Одним из путей устранения компрессии и кавитации жидкости во впадинах шестерен, а также уменьшения давления на входе в насос является создание активного гидравлического сопротивления во вспомогательном тракте насоса, например с помощью динамических уплотнений. В динамических уплотнениях часть энергии вала или вращающейся торцевой поверхности используется для создания противодавления, не позволяющего рабочей жидкости вытекать через зазор между валом и корпусом, для чего используется осевой или радиальный импеллеры. Полезная модель повышает надежность и долговечность насоса за счет продления срока службы уплотнения входного вала, устранения компрессии и кавитации жидкости во впадинах шестерен. 2 34572007.04.30 Достигается это тем, что в насосе шестеренном, содержащим корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, торцовые компенсаторы с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен, полости всасывания и нагнетания, уплотнение входного вала, профилированные пазы выполнены на наружной поверхности цапфы и на торцевой поверхности шестерни со стороны уплотнения входного вала и образуют с ответными поверхностями подшипника скольжения и компенсатора осевой и радиальный импеллеры. Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен предлагаемый шестеренный насос, продольный разрез на фиг. 2 - место А на фиг. 1 с осевым и радиальным импеллером по впадине зуба на фиг. 3 - место А на фиг. 1 с радиальным импеллером по вершине зуба на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1 с радиальными пазами по впадинам и вершинам зубьев ведущей шестерни. Насос шестеренный (фиг. 1-4) содержит корпус 1, в цилиндрических расточках 2 которого размещены шестерни 3 и 4 внешнего зацепления с цапфами 5, 6, 7 и 8, установленными в подшипниках скольжения 9, 10, 11 и 12, торцовые компенсаторы 13, 14, 15 и 16 с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен 3 и 4, уплотнение входного вала 17, полости всасывания 18 и нагнетания 19 (фиг. 4). Винтовые пазы 20 выполнены на наружной поверхности цапфы 5, а радиальные пазы 21 - на торцевой поверхности шестерни 3 со стороны уплотнения входного вала 17 и образуют с ответными поверхностями подшипника скольжения 9 и компенсатора 13 осевой и радиальный импеллеры. Насос работает следующим образом. При вращении шестерен 3 и 4 рабочая жидкость захватывается зубьями шестерен 3 и 4 и переносится из полости 18 всасывания в полость 19 нагнетания. Одновременно рабочая жидкость поступает в полости прижима и поджимает торцовые компенсаторы 13-16 к торцам шестерен 3 и 4. Винтовые и радиальные пазы 20, 21, т.е. импеллеры, представляющие собой встроенные в узел уплотнения простейшие насосы, создают противодавление, устраняющего кавитацию, и не допускающего компрессии во впадинах шестерен 3 и 4, а также снижающего утечки через компенсатор 13 и по цапфе 5 насоса, что ведет к снижению давления на входе в насос и к продлению срока службы уплотнения входного вала. Кроме того, выполнение на торцевой поверхности шестерни 3 со стороны уплотнения входного вала 17 радиальных пазов 21 обеспечивает уменьшение поверхности трения на стороне всасывания и теплообразования в связи с уменьшением поверхности соприкосновения торцевого компенсатора 13 и шестерни 3. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4