ЗАХВАТЫВАЮЩИЙ НАСОС ДЛЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 1995 года по МПК F04D7/04 F04D5/00 

Изобретение относится к захватывающему насосу для вязких жидкостей, который в результате тянущего действия вращающегося элемента ротора, погружающегося в жидкость и являющегося компонентом устройства, в котором должен действовать насос, обеспечивает эффективное и надежное закачивание с помощью простого неподвижного элемента статора при низких затратах и минимальных общих размерах.

Известен способ накачивания таких вязких жидкостей, которые используются для смазки коленчатых рычагов поворотных ремизоподъемных кареток и ткацких станков, причем обычно применяют шестеренные или лопастные насосы, в которых два вращающихся элемента выталкивают жидкость, закачиваемую между ними.

Однако известные захватывающие насосы имеют ряд недостатков, которые делают их дорогими, затрудняют их сборку и делают особенно громоздкими, причем последний недостаток имеет очень важное значение особенно для ремизоподъемных кареток, в которых имеющиеся промежутки минимальны. В этой связи для таких механических насосов требуется привод, который по существу удален от точек смазки так, что эти точки должны соединяться между собой по очень сложным путям с помощью длинных и неудобных соединительных трубок. Помимо точного изготовления для них также требуются громоздкие сцепления для подсоединения насоса к приводу, что еще больше увеличивает затраты.

Наиболее близким к изобретению является захватывающий насос для вязких жидкостей, содержащий погружаемый в жидкость ротор с плоской торцевой стенкой, и статор, расположенный с зазором относительно торцевой стенки ротора и имеющий улавливающую полость, ограниченную выступающим в зазор между ротором и статором направляющим ребром, и выпускное отверстие, выполненное в статоре внутри улавливающей полости.

Недостатком известного насоса является низкий объемный КПД, что связано с тем, что большая часть захваченной ротором жидкости не задерживается в улавливающей полости и возвращается на вход насоса.

Цель изобретения уменьшение утечек из улавливающей полости в виде обратного потока без существенного усложнения конструкции насоса.

Это достигается за счет того, что улавливающая полость вытянута в направлении вращения ротора и открыта с переднего конца по направлению вращения ротора, выпускное отверстие выполнено в противоположном конце полости, а торцы направляющего ребра снабжены уплотнениями, внутри улавливающей полости выполнены разделительные стенки с образованием последовательно расположенных вихревых камер, разделительными стенками с торцевой стенкой ротора образованы промежутки, последовательно уменьшающиеся в направлении вращения ротора и имеющие размеры того же порядка, что и толщина слоя жидкости, захватываемой ротором.

Разделительная стенка каждой вихревой камеры может быть выполнена в виде зубца, изогнутого в направлении вращения ротора, а каждая камера может иметь цилиндрическую форму с уменьшающейся глубиной в направлении зубца последующей камеры по направлению вращения ротора.

Элементы насоса могут быть выполнены из пластмассы, а уплотнения направляющего ребра лабиринтными.

Таким образом, поскольку ротором насоса, который погружается в жидкость, может быть любой вращающийся элемент устройства, в котором применяется насос, его можно применять в любом узком пространстве, и в частности, для смазки ремизоподъемных кареток и ткацких станков. Например, в конкретном случае с поворотной ремизоподъемной кареткой, если модулятор используется как погружаемый ротор, насос можно применять в непосредственной близости от смазываемых коленчатых рычагов при явном упрощении соединения и установки. И кроме того, поскольку нет контакта со скольжением, такой насос практически не подвержен износу и поэтому его можно изготавливать из пластмассы, что также ведет к снижению стоимости. Кроме того, поскольку конкретные промежутки и вихревые камеры предотвращают возможность возвращения жидкости, втянутой плоской стенкой ротора, они обеспечивают эффективное преобразование кинетической энергии жидкости в давление, как это показали проведенные опыты.

На фиг. 1 изображено частичное перспективное изображение поворотной каретки с использованием захватывающего насоса для вязких жидкостей в положении для смазки; на фиг.2 часть насоса в увеличенном масштабе, частичный вид спереди; на фиг.3 сечение по улавливающей полости, вид сверху.

На чертежах позицией 1 обозначен корпус поворотной каретки, позицией 2 основные непосредственно смазываемые коленчатые рычаги (цифры показывают только главный рычаг) и позицией 3 модулятор, который при вращении в напpавлении стрелки 4 погружается в жидкость и вытягивается со смазывающей жидкостью 5, т.е. является ротором 3 насоса.

Плоская торцевая стенка 3' (см. фиг.3) модулятора-ротора 3 выполнена для взаимодействия без контакта, но с очень небольшим зазором 6 с направляющим ребром 7, прикрепленным к стенке 1' корпуса 1 каретки и по существу образует захватывающий насос.

Направляющее ребро 7 ограничивает улавливающую полость, вытянутую в направлении вращения ротора 3 и, следовательно, в данном случае имеет криволинейную форму с центром на оси 8 вращения модулятора-ротора 3 для того, чтобы не нарушать прохождение слоев 5' жидкости, втягиваемых двигающейся плоской стенкой 3' в улавливающую полость, через открытый ее передний конец 7'. Выпускное отверстие 9 выполнено в противоположном конце полости. Направляющее ребро 7 также имеет по торцам 7'', 7''' и 7^IV лабиринтные уплотнения 10, расположенные так, чтобы взаимодействовать с плоской стенкой 3'. Внутри улавливающей полости выполнены разделительные стенки с образованием последовательно расположенных вихревых камер 11 15 соответственно. Разделительные стенки выполнены в виде зубцов, изогнутых в направлении вращения ротора 3, которые с плоской стенкой 3' образуют промежутки 11' 15' соответственно, последовательно уменьшающиеся в направлении вращения 4 ротора 3 и имеют такой же порядок величины, что и конкретная толщина слоя втянутой жидкости 5'. Толщина слоя жидкости зависит от типа используемой жидкости и действующей температуры. Каждый зубец 16 изогнут в направлении вращения 4' (см. фиг.3) для того, чтобы не препятствовать потоку жидкости 5', а от зубца 16 отходит по существу цилиндрическая камера 17, глубина которой уменьшается в направлении зубца 16 последующей камеры в направлении движения 4, причем ее целью является создание вихревого движения 18, которое препятствует обратному потоку жидкости.

Жидкость, качаемая таким образом к отверстию 9, перемещается через соответствующее отверстие 19 в стенке 1' в проход 20, который также выполняет роль разделителя и опоры для стенок каретки и в который вставлен фильтр 21. Через последний жидкость перемещается через проход 22 в центральное отверстие 23 в приводном валу 24 каретки, от которого она выталкивается центробежной силой через соответствующие отверстия для смазки коленчатых рычагов 2.

Использование: в насосах для вязких жидкостей, устанавливаемых в узких пространствах, в частности для смазки ремизоподъемных кареток и ткацких станков. Сущность изобретения: улавливающая полость (УП) статора вытянута в направлении вращения ротора (Р) и открыта с переднего конца по направлению вращения Р. Выпускное отверстие выполнено внутри УП в ее противоположном конце. Направляющее ребро ограничивает УП, выступает в зазор между Р и статором и по торцам снабжено уплотнениями. Внутри УП выполнены разделительные стенки (РС). Посредством РС внутри УП образованы последовательно расположенные вихревые камеры. РС с торцевой стенкой Р образованы промежутки. Промежутки выполнены последовательно уменьшающимися в направлении вращения Р и имеют размеры того же порядка, что и толщина слоя жидкости, захватываемой Р. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ЗАХВАТЫВАЮЩИЙ НАСОС ДЛЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий погружаемый в жидкость ротор с плоской торцевой стенкой и статор, расположенный с зазором относительно торцевой стенки ротора и имеющий улавливающую полость, ограниченную выступающим в зазор между ротором и статором направляющим ребром, и выпускное отверстие, выполненное в статоре внутри улавливающей полости, отличающийся тем, что улавливающая полость вытянута в направлении вращения ротора и открыта с переднего конца по направлению вращения ротора, выпускное отверстие выполнено в противоположном конце полости, а торцы направляющего ребра снабжены уплотнениями, внутри улавливающей полости выполнены разделительные стенки с образованием последовательно расположенных вихревых камер, разделительными стенками с торцевой стенкой ротора образованы промежутки, последовательно уменьшающиеся в направлении вращения ротора и имеющие размеры того же порядка, что и толщина слоя жидкости, захватываемой ротором. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что разделительная стенка каждой вихревой камеры выполнена в виде зубца, изогнутого в направлении вращения ротора, а каждая камера имеет цилиндрическую форму с уменьшающейся глубиной в направлении зубца последующей камеры по направлению вращения ротора. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что элементы выполнены из пластмассы. 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что уплотнения направляющего ребра выполнены лабиринтными.