РОТОРНЫЙ БЫСТРОХОДНЫЙ ГИДРОПУЛЬСАТОР Российский патент 1999 года по МПК F15B21/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидропульсационном оборудовании производств с вибрационными технологиями.

Известен гидропульсатор, включающий корпус с рабочими полостями, установленными в гнездах корпуса, ротором и замыкателями с выемками посередине, механизм синхронизации вращения ротора и замыкателей (RU 2037683, кл. F 15 B 21/12, 1995). Всасывающее отверстие его расположено на периферии корпуса и скорость потока всасываемой жидкости ограничена из-за явлений кавитации, что ограничивает быстроходность и мощность. Отсутствие элементов уплотнения ротора снижает объемный КПД.

Задача, решаемая изобретением - увеличение быстроходности, мощности гидропульсатора и увеличение КПД.

Эта задача решается тем, что ротор гидропульсатора расположен на корпусной опоре консольно, что позволяет иметь поток рабочей жидкости от центра к периферии, обеспечивая увеличенную быстроходность. Введены элементы уплотнения ротора в радиальном и боковом направлениях. Ротор снабжен радиальными каналами, выполненными с возможностью сообщения с отверстиями нагнетания и соединенными с отверстием всасывания.

Ротор снабжен роликами, размещенными в гнездах ротора.

В гнездах ротора установлены накладки шириной, большей диаметра замыкателей.

Для уплотнения линии качения замыкателей по ротору и синхронизации вращения замыкателей механизм синхронизации выполнен в форме зубчатой вилки, размещенной на валу ротора и зубьев, выполненных на замыкателе.

Устройство может быть выполнено в двух вариантах. В одном варианте разделитель ротора выполнен в виде роликов, а в другом - в виде пластин. Оба эти варианта решают поставленную задачу одним и тем же путем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
Фиг. 1 - продольный разрез по А-А фиг. 2 гидропульсатора при выполнении ротора с роликами.

Фиг. 2 - поперечный разрез по Б-Б фиг. 1 при выполнении ротора с роликами.

Фиг. 3 - продольный разрез по А-А фиг. 4 при выполнении ротора с пластинами.

Фиг. 4 - поперечный разрез по Б-Б фиг. 3 при выполнении ротора с пластинами.

В корпусе 1 гидропульсатора с крышками 2, стянутыми болтами 3, образованы две рабочие полости 4 при установке в корпус 1 ротора 5 с замыкателями 6. Ротор 1 снабжен гнездами 7, в которых установлены ролики 8, пазами для установки зубчатых секторов 9 и радиальным каналом 10, а также каналами 11 для обеспечения доступа жидкости высокого давления под ролики 8 для их радиального перемещения с обеспечением уплотнения в радиальном направлении.

Замыкатели 6 снабжены зубьями 12, имеют выемки 13 и шейки 14, установленные в опорных втулках 15.

Механизм синхронизации вращения замыкателей 6 и ротора 1 выполнен в форме зубчатой вилки 16 заодно с валом 17 ротора 1, консольно установленного на валу 17. Ротор 5 давлением жидкости может оттесняться относительно вилки 16, осуществляя уплотнение в осевом направлении.

В крышке 2 корпуса выполнено отверстие всасывания 18. В корпусе 1 выполнен канал нагнетания 19. Канал 20 для соединения рабочих полостей 4 с отверстием нагнетания 21 выполнен в корпусе 1 и в выточке опорной втулки 22.

В гидропульсаторе, представленном на фиг. 3 и фиг. 4, в гнезда ротора вместо роликов 8 установлены пластины 23. Для этого в пазах ротора 5 установлены подвижные в радиальном и осевом направлениях с образованием пазов 24 две раздвижные накладки 25, контактирующие с опорной поверхностью корпуса. Для этого они имеют ширину, большую, чем диаметр замыкателей 6. В пазы 24 устанавливают пластины 23. При этом механизм синхронизации вращения замыкателей 6 и ротора 5 выполнен из шестерни 26, соединенной с зубчатым ротором штифтом 27.

Гидропульсатор работает следующим образом.

При вращении ротора 5 с замыкателями 6 жидкость поступает в рабочие полости 4 гидропульсатора через отверстие всасывания 18 и нагнетается в соответствующий исполнительный орган для осуществления импульса давления в момент контактирования зубьев 12 замыкателей с зубчатыми секторами 9 через радиальные каналы 10, каналы 20 и отверстие нагнетания 21.

При зацеплении зубьев 12 замыкателей 6 с зубчатой вилкой 16 механизма синхронизации вращения замыкателей и ротора происходит вращение замыкателей 6.

При образовании давления нагнетания жидкость по каналам 11 поступает под ролики 8, прижимая их к цилиндрической поверхности корпуса, уменьшая тем самым утечки.

При выполнении устройства в ротором, снабженным пластинами 23, жидкость поступает под накладки 25, заплечики которых под действием давления жидкости поджимаются к цилиндрической поверхности корпуса в радиальном направлении и одновременно к боковым поверхностям корпуса 1 и крышки 2, обеспечивая минимальные зазоры, тем самым уменьшая утечки.

Линии контакта между зубьями замыкателей и зубьями зубчатого сектора 9 или зубьями шестерни 26 синхронизации уплотнены тем, что в зубчатом зацеплении имеются минимальные зазоры.

При прохождении лопастей ротора через зону размещения замыкателей и зубьями зубчатых секторов 9 будет открыт пропуск жидкости из отверстия нагнетания 21 по каналам 20 в отверстие всасывания 18. Давление нагнетания жидкости упадет до давления всасывания. Тем самым обеспечивается цикл пульсации. Частота пульсации будет равна частоте вращения вала, умноженная на число замыкателей, в данной конструкции удвоенная.

Предложенные два варианта выполнения гидропульсатора позволяют, уменьшая утечки, повысить КПД, уменьшая образование кавитации, повысить быстроходность и мощность гидропульсатора.

Гидропульсатор предназначен для получения импульса давления и может быть использован в качестве основного узла вибрационной гидропульсационной техники. В корпусе на консольной опоре установлен ротор с роликами или пластинами. При вращении ротора и замыкателей, установленных в выемках корпуса, жидкость поступает в рабочие полости через отверстие всасывания и нагнетания в соответствующий исполнительный орган для создания импульса давления в момент контактирования зубьев замыкателей с зубчатым сектором. Механизм синхронизации обеспечивает синхронное вращение замыкателей и ротора. Ротор уплотнен как в радиальном, так и в осевом направлении. Механизм синхронизации выполнен в виде зубчатой вилки заодно с опорой ротора и зубчатых секторов, установленных в пазах ротора. Такое выполнение обеспечивает большую быстроходность ротора, увеличение частоты и мощности. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Роторный быстроходный гидропульсатор, включающий корпус с крышками и рабочими полостями, замыкатели с выемками посередине, установленные в гнездах корпуса, ротор, установленный в корпусе на опоре консольно, механизм синхронизации вращения ротора и замыкателей и отверстия нагнетания и всасывания, отличающийся тем, что ротор снабжен радиальными каналами, выполненными с возможностью сообщения с отверстием нагнетания, расположенным в крышке, и соединенными с отверстием всасывания, расположенным в корпусе, и уплотнен в радиальном и осевом направлениях. 2. Гидропульсатор по п.1, отличающийся тем, что ротор снабжен гнездами, в которые установлены ролики, подвижные в радиальном и осевом направлении. 3. Гидропульсатор по п.1, отличающийся тем, что ротор снабжен гнездами, в которые установлены накладки, подвижные в радиальном и осевом направлениях, с шириной, большей диаметра замыкателя. 4. Гидропульсатор по п.1, отличающийся тем, что механизм синхронизации вращения замыкателей и ротора выполнен в форме зубчатой вилки заодно с опорой ротора и зубчатых секторов, установленных в пазах ротора.