ПЛАНЕТАРНЫЙ ТРУБКОЛОПАСТНОЙ НАСОС Российский патент 1998 года по МПК F04C2/00 F04C2/14 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства в качестве насоса.

Известна роторная роликолопастная гидромашина с цилиндрическим вкладышем, установленным в корпусе, с каналами подвода и отвода рабочей среды, выполненными в крышках корпуса (RU, патент, 2030597, кл. F 04 C 2/00, 10.03.95). Эта гидромашина имеет ограничения по быстроходности в связи с большим числом местных гидравлических сопротивлений и сложностью конструкции.

Техническая задача, решаемая изобретением, - уменьшение гидравлических сопротивлений, увеличение общего КПД и упрощение конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в планетарном трубколопастном насосе, содержащем корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, ротор с кольцевой рабочей полостью и замыкателями, установленными с возможность синхронного вращения с ротором, замыкатели расположены в гнездах ротора, а в кольцевой рабочей полости установлены диски с лопастями и зубьями, замыкатели имеют уплотнительные кольца и наклонные отверстия, причем детали с уплотнительными поверхностями установлены с возможностью компенсации зазоров и гидравлической разгрузки.

Кроме того, лопасти могут иметь накладки с участком цилиндрической поверхности, установленные с возможностью компенсации зазоров между лопастями и ротором.

Кроме того, на поверхности осей замыкателей могут быть выполнены разгрузочные канавки, сообщенные наклонными отверстиями в стенках замыкателей с кольцевыми полостями ротора.

На фиг. 1 и 2 представлен предлагаемый насос; на фиг. 3 - схема компенсации осевых зазоров ротора и дисков; на фиг. 4 - замыкатель, установленный на оси ротора.

Планетарный трубколопастной насос содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 подвода и отвода рабочей среды, ротор 4 с кольцевой рабочей полостью 5 и замыкателями 6, установленными с возможностью синхронного вращения с ротором 4. Замыкатели 6 расположены в гнездах ротора 4. В кольцевой рабочей полости 5 установлены диски 7 с лопастями 8 и зубьями 9. Замыкатели 6 имеют уплотнительные кольца 10 и наклонные отверстия 11. Детали с уплотнительными поверхностями размещены с возможностью компенсации зазоров и гидравлической разгрузки. Лопасти 8 имеют накладки 12 с участком цилиндрической поверхности, установленные с возможностью компенсации зазоров между лопастями 8 и ротором 4.

На поверхности осей 13 замыкателей 6 выполнены разгрузочные канавки 14, сообщенные наклонными отверстиями 11 в стенках замыкателей 6 с кольцевыми полостями 5 ротора 4.

В корпусе 1, в его противоположных отверстиях установлены вкладыши 15 со штырями 16, вставленными в отверстия лопастей 8. Лопасти 8 выполнены в виде выступов дисков 7, на внутреннем диаметре которых выполнены зубья 9 внутреннего зацепления. Ротор 4 установлен на подшипниках 17 крышек корпуса.

Ротор 4 состоит из основной части с валом 18, из кольца 19 и диска 20. В гнездах ротора установлены оси 13 с буртом 21, отверстиями 22 с резьбой в глубине и лыской 23. Части ротора стянуты воедино призонными болтами 24 и болтами 25 с фиксацией углового положения кольцами 26. В роторе 4 выполнена кольцевая рабочая полость 5, разделенная на два сектора двумя лопастями 8.

Замыкатели 6 установлены на осях 13 ротора 4, каждый замыкатель имеет в средней части окна и зубчатый венец и две шейки, расположенные в отверстиях колец 26 (фиг. 4). Замыкатели отделяют отсеки высокого и низкого давления в обоих секторах рабочей полости 5. Одноименные отсеки рабочих полостей соединены отверстиями 27 во вкладышах 15, карманами 28 во фланцах 29, перекрещивающимися трубами подвода 30 и отвода 31.

Работает насос следующим образом.

При вращении ротора 4 планетарно вращаются замыкатели 6, приближаясь к неподвижным лопастям 8, тем самым вытесняя жидкость из отсеков секторов кольцевой рабочей полости 5 через выемки лопасти 8, отверстия 27 во вкладышах 15 и отверстие отвода 3 напрямую из одного сектора и через трубу 31 отвода - из другого отсека рабочей полости. При симметричности конструкции на ротор не будет оказано радиальное давление.

При работе насоса все зазоры между уплотняемыми поверхностями компенсируются до минимальной величины. Наибольший периметр утечек по окружности дисков 7 и ротора 4 компенсируется раздвижением дисков 7 на величину К (фиг. 3). При этом возникший зазор К перекрыт штырем 16. Радиальный зазор между цилиндрическим участком лопасти 8 и ротором 4 компенсируется радиальным перемещением накладки 12. Зазор контакта зубьев замыкателей 6 компенсируется осевым перемещением уплотнительных колец 10.

Замыкатели разгружены от радиального давления противодавлением жидкости, поступающей в канавки 14 поверхностей осей замыкателей.

На ротор нет радиальных нагрузок при наличии равенства его нагруженных поверхностей, определяемого симметричностью конструкции.

Изобретение обладает следующими качествами: симметричностью; цилиндричностью конструкции при минимальной длине; разгрузкой деталей от динамических и гидравлических давлений; компенсацией зазоров в целях минимизации утечек; малой величиной местных сопротивлений потоков.

Эти качества позволяют иметь малогабаритные конструкции насосов с высоким объемным и механическим КПД и повышенную надежность.

Использование: в машиностроении, а также в различных отраслях народного хозяйства. В кольцевой рабочей полости установлены диски с лопастями и зубьями. Замыкатели имеют уплотнительные кольца и наклонные отверстия. Все детали с уплотнительными поверхностями установлены с возможностью компенсации зазоров и гидравлической разгрузки. Уменьшаются гидравлические сопротивления, увеличивается КПД, упрощается конструкция. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Планетарный трубколопастной насос, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, ротор с кольцевой рабочей полостью и замыкателями, установленными с возможностью синхронного вращения с ротором, отличающийся тем, что замыкатели расположены в гнездах ротора, а в кольцевой рабочей полости установлены диски с лопастями и зубьями, замыкатели имеют уплотнительные кольца и наклонные отверстия, причем детали с уплотнительными поверхностями установлены с возможностью компенсации зазоров и гидравлической разгрузки. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что лопасти имеют накладки с участком цилиндрической поверхности, установленные с возможностью компенсации зазоров между лопастями и ротором. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что на поверхности осей замыкателей выполнены разгрузочные канавки, сообщенные наклонными отверстиями в стенках замыкателей с кольцевыми полостями ротора.