АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ НАСОС Российский патент 1999 года по МПК F04B1/26 

Изобретение относится к объемным гидромашинам, в частности к аксиально-поршневым насосам.

Известен аксиально-поршневой насос, содержащий корпус, вращающийся блок цилиндров с поршнями, опирающимися на наклонную шайбу, поджатую возвратной пружиной к сервопоршню, распределительный диск с окнами всасывания и нагнетания, разделенными перемычками, и устройство плитки рабочих камер в виде емкости, сообщенной через дроссели с окном подпитки, расположенным на перемычке и предназначенным для поочередного подключения рабочих камер поршней к емкости, и с окном нагнетания (см. патент СССР N 1469976 кл. F 04 B 1/26).

Поочередное подключение рабочих камер к емкости обеспечивает перетекание рабочей жидкости из емкости в рабочую камеру до выравнивания в них давлений, и тем самым снижение пульсации давления нагнетания.

Недостатком такой конструкции является то, что подпитка рабочей камеры из емкости ведет к увеличению момента на наклонной шайбе от поршня, что приводит к пульсации момента на наклонной шайбе и, тем самым, к снижению долговечности работы насоса. Кроме того, в известных насосах такого типа требуется возвратная пружина сервопоршня большого усилия и значительного объема емкость для подпитки, что ведет к увеличению габаритов и веса насоса в целом.

Технический результат, который может быть достигнут от использования предложенного технического решения, заключается в снижении пульсации момента на наклонной шайбе и, тем самым, в повышении долговечности насоса, а также в снижении веса и габаритов насоса за счет уменьшения объема емкости и необходимого усилия возвратной пружины.

Указанный результат достигается за счет того, что предлагаемый насос, имеющий емкость, сообщенную с окном подпитки, обеспечивающим поочередное подключение рабочих камер к емкости, снабжен компенсатором момента пульсации на наклонной шайбе, выполненным в виде установленного в корпусе поршня, взаимодействующего с наклонной шайбой и образующего в нем камеру, которая сообщена с емкостью.

Благодаря предложенному техническому решению вместе с падением давления в емкости уменьшается давление в камере, образованной подпружиненным поршнем в корпусе, и тем самым уменьшается момент от поршня компенсатора момента пульсации на наклонной шайбе, что компенсирует увеличение момента на наклонной шайбе от установленного в блоке цилиндров поршня. Это обеспечивает неизменность суммарного момента на наклонной шайбе от поршня компенсатора момента пульсации и поршня, установленного в блоке цилиндров, и тем самым снижение пульсации момента на наклонной шайбе. В то же время обеспечивается уменьшение объема емкости за счет подсоединения в ней камеры, образованной в корпусе поршнем компенсатора момента пульсации, а также уменьшение усилия возвратной пружины, что позволило снизить габариты и вес насоса.

На чертеже изображен продольный разрез аксиально-поршневого насоса с компенсатором пульсации момента на наклонной шайбе.

Аксиально-поршневой насос содержит корпус 1, вращающийся блок цилиндров 2 с поршнями 3, опирающимися на наклонную шайбу 4 и образующими в блоке цилиндров 2 рабочие камеры 5 с рабочими окнами 6, распределительный диск 7 с окнами 8, 9 всасывания и нагнетания, на перемычках между которыми выполнено окно 10 подпитки для поперечного сообщения рабочих камер 5 с емкостью 11, и компенсатор момента пульсации, включающий полый поршень 12, поджатый возвратной пружиной 13 к наклонной шайбе 4. Возвратная пружина 13 через поршень 12 поджимает наклонную шайбу 4 к сервопоршню 14. Камера 15, образованная поршнем 12 в корпусе 1, и окно 10 подпитки сообщены с емкостью 11 через дроссели 16, 17 соответственно.

Возможны и другие варианты реализации обеспечения взаимодействия поршня 12 с наклонной шайбой 4, например посредством шарнирного или другого аналогичного соединения. В этом случае поджим наклонной шайбы 4 к сервопоршню 14 осуществляется возвратной пружиной 13 так же, как в известных аксиально-поршневых насосах такого типа.

Насос работает следующим образом.

Поршни 3, вращаясь вместе с блоком цилиндров 2, совершают возвратно-поступательное движение, изменяя объем рабочих камер 5; каждая камера 5 после разобщения со всасывающим окном 8 сообщается через рабочие окна 6 с окном 10 подпитки и через него - с емкостью 11 и сообщенной с ней камерой 15. В этот момент жидкость из емкости 11 перетекает в рабочую камеру 5 до выравнивания давлений, что обеспечивает плавный без ударов переход рабочей камеры 5 в зону окна 9 нагнетания. Вследствие того, что при этом емкость 11, а вместе с ней и камера 15 разряжаются, т.е. давление в них падает, происходит снижение момента на наклонной шайбе 4 от поршня 12 и тем самым компенсация увеличения момента от поршня 3. Это обеспечивает сохранение неизменным суммарного момента от действия поршней 12 и 3 на наклонной шайбе 4 и тем самым снижение на ней пульсации. После соединения рабочего окна 6 с окном 9 нагнетания осуществляется подпитка через окно 10 подпитки высоким давлением емкости 11 и камеры 15 из нагнетающей магистрали.

Таким образом, с введением компенсатора момента пульсации на наклонной шайбе 4 обеспечивается компенсация увеличения момента от поршня 3, что сохраняет неизменным суммарный момент на наклонной шайбе 4 от поршней 3 и 12, и тем самым снижается пульсация момента на наклонной шайбе 4. Кроме того, подпружиненный к наклонной шайбе 4 полый поршень 12 и образованная им в корпусе 1 камера 15 позволяют существенно снизить величину возвратной пружины 13 и уменьшить объем емкости 11, тем самым уменьшив габариты и вес насоса.

Устройство предназначено для использования в объемных гидромашинах. Насос содержит блок цилиндров с поршнями 3, опирающимися на наклонную шайбу 4, распределительный диск 7 с окнами 8, 9 всасывания и нагнетания и компенсатор момента пульсации, включающий полый поршень 12, подпружиненный возвратной пружиной 13 к наклонной шайбе 4. На перемычке между окнами 8 и 9 выполнено окно 10 подпитки для попеременного сообщения рабочих камер 5 с емкостью 11. Камера 15, образованная поршнем 12 в корпусе 1, и окно 10 подпитки сообщены с емкостью 11. В момент сообщения рабочей камеры 5 через окно 10 подпитки с емкостью 11 давление в последней падает, вследствие чего снижается момент на наклонной шайбе 4 от поршня 12 и тем самым обеспечивается компенсация увеличения момента на наклонной шайбе 4 от поршня 3. В итоге обеспечивается сохранение неизменным суммарного момента от действия поршней 12 и 3 на наклонной шайбе 4. Установка в корпусе 1 поршня 12 и сообщение образованной им в корпусе 1 камеры 15 с емкостью 11 позволило компенсировать увеличение момента на наклонной шайбе 4 от установленного в блоке цилиндров 2 поршня 3 и тем самым снизить пульсацию момента на наклонной шайбе 4. Кроме того, изобретение позволяет снизить объем емкости 11 и необходимое усилие возвратной пружины 13, что обеспечивает снижение веса и габаритов насоса. 1 ил.

Аксиально-поршневой насос, содержащий корпус, блок цилиндров с поршнями, опирающимися на наклонную шайбу, поджатую возвратной пружиной к сервопоршню, распределительный диск с окнами всасывания и нагнетания, разделенными перемычками, и емкость, сообщенную с окном подпитки, расположенным на перемычке и предназначенным для поочередного подключения рабочих камер поршней к емкости, отличающийся тем, что насос снабжен компенсатором момента пульсации на наклонной шайбе, выполненным в виде установленного в корпусе поршня, взаимодействующего с наклонной шайбой и образующего в корпусе камеру, которая сообщена с емкостью.