ГЕРМЕТИЧНЫЙ РОТОРНЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04C2/00 F04C2/344 F04C18/356 

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, в частности к устройствам для перекачивания жидкостей различной вязкости и плотности при малых подачах и высоких противодавлениях.

Известно использование для этих целей гидравлических машин необъемного вытеснения, в частности вихревых насосов, имеющих высокие технические характеристики, но низкий коэффициент полезного действия и большую материалоемкость (Спасский К. Н. Шаумян В. А. Новые насосы для малых подач и высоких напоров. Москва. Машиностроение, 1974). Указанных недостатков лишены пластинчатые насосы объемного вытеснения. Примером такого насоса является устройство для перекачивания жидкостей (авт. св. N 1707241, кл. F 04 C 2/00, 1989), содержащее корпус с всасывающим и нагнетательным каналами и полостью объемного вытеснения, ротор, размещенный в этой полости и снабженный роликовыми замыкателями, установленными подвижно в радиальных пазах ротора с возможностью обкатывания по внутренней поверхности объемного вытеснения, электропривод и муфту соединения электропривода с ротором. Это известное устройство является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако и оно имеет достаточно сложную и материалоемкую конструкцию из-за необходимости герметизации проходного вала от привода. Даже небольшие утечки, от которых известна конструкция не может быть избавлена в принципе, приводят к значительным потерям агрегата в экономичности, а наличие уплотнений ведет к возрастанию его габаритных размеров и материалоемкости, которые в свою очередь еще больше ухудшают экономичность вследствие увеличенных механических потерь.

Техническим результатом изобретения является повышение экономичности насоса в эксплуатации и снижение материалоемкости при его изготовлении. Данный результат достигается тем, что в устройстве для перекачивания жидкостей, содержащем корпус с всасывающим и нагнетательным каналами и полостью объемного вытеснения, ротор, размещенный в этой полости и снабженный роликовыми замыкателями, установленными подвижно в радиальных пазах ротора с возможностью обкатывания по внутренней поверхности полости объемного вытеснения, электропривод и муфту соединения электропривода с ротором, муфта выполнена в виде концентрично расположенных внутреннего ведущего и наружного ведомого магнитных колец, разделенных магнитопроницаемой герметизирующей гильзой, а ведомое кольцо муфты состоит из отдельных магнитов, размещенных в роторе на его внутреннем диаметре между соседними радиальными пазами. При этом роликовые замыкатели выполнены из магнитомягкого материала.

На фиг. 1 показан поперечный разрез насоса через всасывающий и нагнетательный патрубки; на фиг. 2 продольный разрез насоса.

Насос содержит корпус 1 с всасывающим каналом 2 и нагнетательным каналом 3. В корпусе 1 выполнена полость 4 объемного вытеснения. В полости 4 размещен ротор 5, снабженный роликовыми замыкателями 6. Роликовые замыкатели 6 установлены подвижно в радиальных пазах 7 ротора 5 с возможностью обкатывания по внутренней поверхности полости 4 объемного вытеснения. Насос содержит также электропривод 8 и муфту 9 соединения электропривода 8 с ротором 5. Муфта 9 выполнена в виде концентрично расположенных внутреннего ведущего и наружного ведомого магнитных колец 10 и 11, разделенных магнитопроницаемой герметизирующей гильзой 12. При этом ведомое кольцо 11 муфты состоит из отдельных магнитов 13, размещенных в роторе 5 на его внутреннем диаметре между соседними радиальными пазами 7. Роликовые замыкатели 6 выполнены из магнитомягкого материала.

Всасывающий канал 2 состоит из входного патрубка 14 и соединенных с ним рабочей камеры 15 и распределительных камер 16. Камеры 16 выполнены в боковых крышках 17, установленных по обеим сторонам корпуса 1. При такой конструкции канала соединение распределительных камер 16 с полостью 4 объемного вытеснения позволяет осуществлять работу насоса в режиме двойного всасывания. В другой половине корпуса 1 расположен нагнетательный канал 3, выходной патрубок 18 которого соединен с камерой 19 нагнетания, отделенной перемычками 20 от рабочей камеры 15 всасывающего канала. Герметизирующая гильза 12 прикреплена (приварена) к боковым крышкам 17. Ротор 5 установлен в опорах 21 скольжения, размещенных в крышках 17 и смазываемых перекачиваемой жидкостью. Вяжущее кольцо 10 выполнено в виде втулки, жестко соединенной с торсионным валом 22 электропривода 8 и опирающейся своими шейками на подшипники качения 23 и 24. Подшипник 23 установлен в корпусе 25, размещенном в одной из боковых крышек 17, а подшипник 24 в фонаре 26, прикрепленном к другой боковой крышке 17. Такое расположение опор позволяет повысить жесткость всей конструкции и таким образом снизить деформативность колец и ротора и повысить надежность насоса в работе.

Работа насоса осуществляется следующим образом. При вращении электроприводом 8 через торсионный вал 22 ведущего магнитного кольца 10, оно своим магнитным полем через магнитопроницаемую гильзу 12 взаимодействует с магнитами 13 ведомого кольца 11. Под действием вращающегося магнитного поля кольца 10, магнитное кольцо 11 тоже начинает вращаться и увлекает ротор 5, в котором размещены магниты 13. Вращающийся ротор 5 своими роликовыми замыкателями 6 перемещает жидкость от всасывающего канала 2 к нагнетательному каналу 3, осуществляя насосное действие.

Выполнение муфты соединения электропривода с ротором в виде концентрично расположенных внутреннего ведущего и наружного ведомого магнитных колец, разделенных магнитопроницаемой герметизирующей гильзой, а ведомого кольца муфты из отдельных магнитов, размещенных в роторе на его внутреннем диаметре между соседними радиальными пазами, позволяет избавиться от сложных и громоздких уплотнений. Благодаря этому упрощается конструкция и уменьшаются ее габариты, вследствие чего снижаются механические потери. При этом выполнение ведомого кольца муфты из отдельных магнитов, размещенных в роторе на его внутреннем диаметре между соседними радиальными пазами, позволяет получить максимальный передаваемый момент на муфте при минимальных габаритах, наиболее рационально используя объем ротора. Кроме того, вращающееся магнитное поле ведущего кольца максимально приближенного к роликовым замыкателям ротора благодаря размещению магнитов ведомого кольца между его пазами и выполнению роликовых замыкателей из магнитомягкого материала создает дополнительное прижатие роликовых замыкателей к пазам ротора, уменьшая перетечки жидкости между всасывающей и нагнетательной полостями и таким образом еще более усиливает эффект снижения объемных потерь и повышения экономичности насоса.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить экономичность насоса в эксплуатации и снизить материалоемкость при его изготовлении.

Использование: для перекачивания жидкостей различной вязкости и плотности при малых подачах и высоких противодавлениях. Сущность: в корпусе с всасывающим и нагнетальным каналами и полостью объемного вытеснения размещен ротор с радиальными пазами. В пазах подвижно и с возможностью обкатывания по внутренней поверхности корпуса размещены роликовые замыкатели. Муфта соединения электропривода с ротором выполнена в виде концентрично расположенных внутреннего ведущего и наружного ведомого магнитных колец, разделенных магнитопроницаемой герметизирующей гильзой. Ведомое кольцо выполнено из отдельных магнитов, размещенных в роторе на его внутреннем диаметре между соседними пазами. Замыкатели выполнены из магнитомягкого материала. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ГЕРМЕТИЧНЫЙ РОТОРНЫЙ НАСОС, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным каналамии полостью объемного вытеснения, размещенный в ней ротор с радиальными пазами, в которых подвижно и с возможностью обкатывания по внутренней поверхности корпуса размещены роликовые замыкатели, электропривод и муфту соединения электропривода с ротором, отличающийся тем, что муфта выполнена в виде концентрично расположенных внутреннего ведущего и наружного ведомого магнитных колец, разделенных магнитопроницаемой герметизирующей гильзой, при этом ведомое кольцо муфты выполнено из отдельных магнитов, размещенных в роторе на его внутреннем диаметре между соседними радиальными пазами. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что роликовые замыкатели выполнены из магнитомягкого материала.