ГИДРОПУЛЬСАТОР Российский патент 1999 года по МПК F15B21/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве основного узла гидропульсационно-вибрационных машин, в частности в гидропульсационных прессах и гидропульсационных вибраторах.

Известен гидропульсатор, включающий вытеснительный гидромеханизм, выполненный в виде корпуса с рабочей полостью, ротора с лопастью и замыкателя в виде ролика с выемкой, механизма синхронизации вращения ротора и замыкателя (Патент РФ N 2035630, F 15 B 21/12, 1991 г.).

Его ротор и замыкатели не имеют элементов уплотнения, что требует повышенной точности изготовления и по мере износа поверхностей обусловит низкий объемный КПД. Конструкция усложнена отдельным механизмом синхронизации вращения.

Техническая задача, решаемая изобретением, - обеспечение надежности, увеличение объемного КПД, упрощение конструкции. Эта задача решается тем, что ротор выполнен из вала с зубьями в средней части и надетой на вал лопасти, составленной из полулопастей с внутренними и наружными зубьями, а замыкатель имеет в средней части профильную выемку и наружные зубья.

Предлагается два варианта выполнения гидропульсатора, направленных на решение одной и той же задачи.

В первом варианте лопасть имеет внутренние зубья, посередине наружные зубья многократно большего модуля, пружинные боковые щеки и штифт между полулопастями, а замыкатель имеет контактирующий с наружным зубом лопасти профильный паз и боковые выемки. Механизм синхронизации вращения ротора и замыкателей состоит из зубчатого венца ротора, наружных зубьев полулопастей и зубчатого венца замыкателей.

Во втором варианте полулопасти установлены на радиальном штифте, закрепленном в вале ротора, и связаны с ним поперечным пружинным штифтом, а механизм синхронизации вращения выполнен из двух шестерен, установленных на роторе, и зубчатого венца замыкателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - продольный разрез первого варианта по А-А.

Фиг. 2 - поперечный разрез первого варианта по Б-Б.

Фиг. 3 - полулопасть 1-го варианта в виде сбоку.

Фиг. 4 - полулопасть 1-го варианта в виде сверху.

Фиг. 5 - продольный разрез второго варианта по А-А.

Фиг. 6 - поперечный разрез второго варианта по Б-Б.

Корпус вытеснительного гидромеханизма - гидропульсатора состоит из среднего диска 1, боковых дисков 2 и 3, стянутых болтами 4. В нем образована рабочая полость 5 и выполнено центральное отверстие для установки ротора 6 с зубьями 7. Ротор имеет шейки 8, установленные во втулках 9. На зубьях ротора установлены полулопасти, имеющие гнездо 10, внутренние зубья 11 и наружные многомодульные зубья 12 в количестве по числу замыкателей и пружинные боковые щеки 13. Между полулопастями находится уплотнительный штифт 14. Замыкатель 15 имеет профильный паз 16, боковые выемки 17, зубья 18 и установлен на втулках 19 корпуса.

Всасывающее отверстие 20 сообщено с полостью, образованной в приставном корпусе 21 с фильтром 22. Нагнетательное отверстие 23, связанное с исполнительным органом (не показан), выполнено в среднем диске 1.

Во втором варианте на валу 24 ротора установлены две шестерни 25 с пазами напротив лопастей. В лопасти, составленной из двух полулопастей 26, в их стыке выполнено отверстие для контакта со штифтом 27, закрепленном в гнезде вала посредством штифта 28. Полулопасти связаны с поперечным пружинным штифтом 29 с обеспечением незначительного радиального перемещения. Замыкатель 30 имеет выемку 31 посередине и наружные зубья 32. В остальном вариант 2 повторяет конструкцию первого.

Гидропульсатор работает следующим образом.

При вращении ротора 6 с замыкателями 15 жидкость поступает в рабочую полость 5 гидропульсатора через всасывающее отверстие 20 и нагнетается через нагнетательное отверстие 23 в соответствующий исполнительный орган (не показан) для осуществления импульса давления в момент контакта зубьев 18 замыкателя с зубьями 7 ротора 6.

При шестеренной связи замыкателя 15 с ротором 6 осуществляется противоположное вращение замыкателей и ротора.

Во время прохода полулопастей через выемку замыкателя кромки профильного паза 16 замыкатели контактируют с поверхностью многомодульных наружных зубьев 12 полулопасти, осуществляя синхронное вращение замыкателя и ротора. В момент осуществления импульса давления щеки 13 полулопасти давлением жидкости прижимаются к боковым поверхностям дисков 2 и 3, а наружная поверхность щек и зуба 12 - к внутренней поверхности диска 1, осуществляя необходимое уплотнение при компенсации зазоров. Линия контакта между зубьями замыкателей и зубьями ротора уплотнены тем, что в зубчатом зацеплении имеются минимальные зазоры. При прохождении полулопастей ротора в зоне расположения замыкателей будет открыт пропуск жидкости из отверстия нагнетания 23 в отверстие всасывания 20. Давление нагнетания жидкости упадет до давления всасывания, осуществляя цикл пульсации.

Выполненный гидропульсатор по второму варианту работает аналогично первому.

Уплотнение, компенсация зазоров достигается прижимом полулопастей 26 давлением жидкости, проникающей в зазор между полулопастями и жидкостью, протекающей в зазор контакта внутреннего торца полулопастей 26 с соответствующей поверхностью вала 24 при соответствующей деформации поперечного штифта 29.

Устройство предназначено для получения пульсаций рабочей среды и может быть использовано в гидропульсационно-вибрационных машинах, в частности в гидропульсационных прессах и гидропульсационных вибраторах. В корпусе расположен ротор с лопастью и замыкатель, выполненный в виде ролика с выемкой. С целью лучшего уплотнения вытеснительного гидромеханизма в одном варианте ротор выполнен в виде вала с зубьями в средней части и надетой на вал лопасти, состоящей из двух полулопастей, подвижных в радиальном и осевом направлениях, а замыкатель имеет в средней части профильную выемку и наружные зубья. Механизм синхронизации вращения и уплотнения линии контакта ротора и замыкателя состоит из зубчатого венца ротора, наружного зуба полулопастей и зубчатого венца замыкателей. Во втором варианте полулопасти ротора установлены на радиальном штифте посредством поперечного пружинного штифта. Механизм синхронизации вращения выполнен из двух П-образных шестерен, установленных на роторе, и зубчатого венца замыкателя. Такое выполнение позволяет повысить объемный КПД, обеспечивает надежность и упрощает конструкцию. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Гидропульсатор, включающий вытеснительный гидромеханизм, выполненный в виде корпуса с рабочей полостью, ротора с лопастями и замыкателей в виде ролика с выемкой, механизм синхронизации вращения замыкателей и ротора, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде вала с зубьями в средней части и надетых на вал лопастей, составленных из полулопастей, подвижных в радиальном и осевом направлениях, имеющих внутренние зубья и наружные зубья в количестве по числу замыкателей, а замыкатель имеет в средней части профильную выемку и наружные зубья. 2. Гидропульсатор по п.1, отличающийся тем, что профильная выемка замыкателя выполнена из профильного паза и боковых выемок. 3. Гидропульсатор по п.1, отличающийся тем, что полулопасти имеют пружинные боковые щеки и штифт между полулопастями. 4. Гидропульсатор по п.1, отличающийся тем, что полулопасти установлены на радиальном штифте, закрепленном в валу ротора, и связаны с ним поперечным пружинным штифтом.