НАСОС ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА В ДВС Российский патент 2001 года по МПК F04D7/00 F04D29/12 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Наиболее близким к изобретению является насос для регулирования теплообмена в ДВС, содержащий сборный корпус с входным патрубком, расположенный в нем вал с установленным на нем шкивом и рабочим колесом, имеющим с рабочей стороны лопатки, подшипниковый узел и узел герметизации, включающий неподвижное и подвижное графитовые кольца, взаимодействующие между собой торцами с обеспечением упругого фрикционного контакта, при этом самоориентация торцев колец осуществлена за счет размещения неподвижного графитового кольца в подложке упругой манжеты, имеющей кольцеобразные рифления и герметично установленной во внутреннем отверстии корпуса посредством последних, причем манжета снабжена элементом армирования, являющимся вспомогательным элементом опорных осевой и радиальной поверхностей подложки, а наклонные грани лопаток рабочего колеса установлены с зазором относительно соответствующей оппозитно расположенной поверхности входного патрубка (патент Российской Федерации N 2133380, кл. F 04 D 29/12, 20.07.1999).

Однако известный насос имеет ограниченные технологические возможности, относящиеся к узлу герметизации насоса, ввиду более быстрого износа его графитовых колец и отсутствия достаточно износостойких сортов резиновой смеси в сочетании с эффектом нанесения на поверхность резины макроскопических пленок, предотвращающих окислительные процессы, что делает использование помп водяного насоса значительно долговечными, а также морозо- и жаростойкими.

Задачей изобретения является повышение технологических и конструкционных возможностей насоса.

Предлагаемая конструкция насоса повышает наработку на износ за счет более прочной поверхностной корки от кокильного литья, а резиновая манжета имеет большие возможности противостоять старению резиновой смеси и условиям истирания, что повышает дальность пробега автомобиля до 300000 км без капитального ремонта.

Поставленная задача достигается тем, что в насосе для регулирования теплообмена в ДВС, содержащем сборный корпус с входным патрубком, расположенный в нем вал с установленным на нем шкивом и рабочим колесом, имеющим с рабочей стороны лопатки, подшипниковый узел и узел герметизации, включающий неподвижное и подвижное графитовые кольца, взаимодействующие между собой торцами с обеспечением упругого фрикционного контакта, при этом самоориентация торцев колец осуществлена за счет размещения неподвижного графитового кольца в подложке упругой манжеты, имеющей кольцеобразные рифления и герметично установленной во внутреннем отверстии корпуса посредством последних, причем манжета снабжена элементом армирования, являющимся вспомогательным элементом опорных осевой и радиальной поверхностей подложки, а наклонные грани лопаток рабочего колеса установлены с зазором относительно соответствующей оппозитно расположенной поверхности входного патрубка, на оппозитной стороне рабочего колеса выполнены лопатки, части корпуса выполнены методом кокильного литья и их внутренние поверхности оставлены необработанными за исключением мест, не имеющих контакта с жидкой рабочей средой, манжета выполнена из резиновой смеси и снабжена в зоне кольцеобразных рифлений конической площадкой, вторым ступенчатым элементом армирования, внутренними криволинейными выступами и переходной перемычкой переменного сечения, равномерно увеличивающегося от подложки до второго элемента армирования, осевая и радиальные поверхности подложки образованы облойным слоем резиновой смеси и криволинейными выступами на ней, во внутреннем пространстве манжеты размещена пружина сжатия, имеющая конический усеченный профиль и неравномерный шаг спирали и обеспечивающая гарантированный вылет графитовому кольцу с минимальным нагружением в 68,7 Н и прогиб узла герметизации на высоту в 1 мм, состав резиновой смеси является морозо- (при -47^oC) и жаростойким (при 175^oC) за счет наличия на поверхности резиновой смеси из СКФ-26 или ИРП 1287 противоокислительной пленки с высотой слоя от нескольких ангстрем до 300 мкм, получаемого от взаимодействия с эпиламирующими веществами, подшипниковый узел снабжен подвижными узлами, состоящими из шариков и роликов, а шкив выполнен зубчатым.

Изобретение поясняется графическими материалами, где
на фиг. 1 изображено продольное сечение насоса для регулирования теплообмена в ДВС;
на фиг. 2 - вид с торца на фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение узла герметизации, узел I на фиг. 1.

Насос для регулирования теплообмена в ДВС содержит сборный корпус с входным патрубком, расположенный в нем вал с установленным на нем шкивом и рабочим колесом, имеющим с рабочей стороны лопатки, подшипниковый узел и узел 1 герметизации, включающий неподвижное графитовое кольцо 4 и подвижное графитовое кольцо, взаимодействующие между собой торцами с обеспечением упругого фрикционного контакта. При этом самоориентация торцев колец осуществлена за счет размещения неподвижного графитового кольца 4 в подложке упругой манжеты, имеющей кольцеобразные рифления 8-11 и герметично установленной во внутреннем отверстии корпуса посредством последних. Манжета снабжена элементом 2 армирования, являющимся вспомогательным элементом опорных осевой и радиальной поверхностей подложки, а наклонные грани лопаток рабочего колеса установлены с зазором относительно соответствующей оппозитно расположенной поверхности входного патрубка. На оппозитной стороне рабочего колеса выполнены лопатки. Части корпуса выполнены методом кокильного литья и их внутренние поверхности оставлены необработанными за исключением мест, не имеющих контакта с жидкой рабочей средой. Манжета выполнена из резиновой смеси и снабжена в зоне кольцеобразных рифлений 8-11 конической площадкой 12, вторым ступенчатым элементом 3 армирования, внутренними криволинейными выступами 13 и переходной перемычкой 5 переменного сечения, равномерно увеличивающегося от подложки до второго элемента 3 армирования.

Осевая и радиальные поверхности подложки образованы облойным слоем резиновой смеси и криволинейными выступами на ней. Во внутреннем пространстве манжеты размещена пружина 7 сжатия, имеющая конический усеченный профиль и неравномерный шаг спирали и обеспечивающая гарантированный вылет графитовому кольцу 4 с минимальным нагружением в 68,7 Н и прогиб узла герметизации на высоту в 1 мм. Состав резиновой смеси является морозо- (при -47^oC) и жаростойким (при 175^oC) за счет наличия на поверхности резиновой смеси из СКФ- 26 или ИРП 1287 противоокислительной пленки с высотой слоя от нескольких ангстрем до 300 мкм, получаемого от взаимодействия с эпиламирующими веществами. Подшипниковый узел снабжен подвижными узлами, состоящими из шариков и роликов, а шкив выполнен зубчатым.

Некоторые особенности конструкции насоса для охлаждения ДВС при его эксплуатации.

Создание фрикционной пары трения, состоящей из графитовых колец, объединяющих узел герметизации и вал с рабочим колесом, позволяет использовать ряд преимуществ:
1. самоустановку фрикционных площадок графитовых колец, отсутствие следов адгезии;
2. наличие постоянной смазки в зоне контакта графитовых колец;
3. меньшую усадку резиновой смеси в радиальном направлении (2-2,5%) в отличие от 6% (в осевом направлении волокон резиновой смеси, компенсируемой пружиной растяжения) для максимального уплотнения запрессованной втулки;
4. предотвращение преждевременного износа резиновой втулки за счет эпиламирования ее поверхности и создания упрочняющей пленки, предотвращающей соединение с кислородом окружающей среды;
5. продление срока службы резиновой смеси за счет отсутствия трещинообразования на ее поверхности, что повышает надежность работы подшипникового узла.

Промышленная применимость нового технического решения достигнута за счет апробации насоса для регулирования теплообмена на новых моделях легковых автомобилей типа ВАЗ 2110 и 2115.

Экономическая эффективность новой разработки достигнута за счет более рациональной схемы теплообмена потоков жидкости (воды или тосола), используемых в качестве хладагента в ДВС.

Использование изобретения возможно не только на последних марках современных автомобилей, но и на более ранних моделях ДВС. Как показали стендовые испытания, срок службы насоса стал измеряться пробегом от 300000 км и более, что и является гарантией промышленной применимости насоса для регулирования теплообмена в ДВС в новых моделях автомобилей.

Насос может быть использован в различных отраслях промышленности. Насос для регулирования теплообмена в ДВС содержит сборный корпус с входным патрубком, рабочее колесо с лопатками на рабочей стороне, подшипниковый узел, узел герметизации и вал со шкивом. На оппозитной стороне рабочего колеса выполнены лопатки. Части корпуса выполнены методом кокильного литья и их внутренние поверхности оставлены необработанными за исключением мест, не имеющих контакта с жидкой рабочей средой. Манжета узла уплотнения выполнена из резиновой смеси и снабжена в зоне кольцеобразных рифлений конической площадкой, вторым ступенчатым элементом армирования, внутренними криволинейными выступами и переходной перемычкой переменного сечения, равномерно увеличивающегося от подложки до второго элемента армирования. Осевая и радиальные поверхности подложки образованы облойным слоем резиновой смеси и криволинейными выступами на ней. Во внутреннем пространстве манжеты размещена пружина сжатия, имеющая конический усеченный профиль и неравномерный шаг спирали и обеспечивающая гарантированный вылет графитовому кольцу и прогиб узла герметизации. Состав резиновой смеси является морозо- и жаростойким за счет наличия на поверхности резиновой смеси противоокислительной пленки. Подшипниковый узел снабжен подвижными узлами, состоящими из шариков и роликов, а шкив выполнен зубчатым. Такое выполнение насоса повышает его технологические и конструкционные возможности. 3 ил.

Насос для регулирования теплообмена в ДВС, содержащий сборный корпус с входным патрубком, расположенный в нем вал с установленным на нем шкивом и рабочим колесом, имеющим с рабочей стороны лопатки, подшипниковый узел и узел герметизации, взаимодействующие между собой торцами с обеспечением упругого фрикционного контакта, при этом самоориентация торцев колец осуществлена за счет размещения неподвижного графитового кольца в подложке упругой манжеты, имеющей кольцеобразные рифления и герметично установленной во внутреннем отверстии корпуса посредством последних, причем манжета снабжена элементом армирования, являющимся вспомогательным элементом опорных осевой и радиальной поверхностей подложки, а наклонные грани лопаток рабочего колеса установлены с зазором относительно соответствующей оппозитно расположенной поверхности входного патрубка, отличающийся тем, что на оппозитной стороне рабочего колеса выполнены лопатки, части корпуса выполнены методом кокильного литья и их внутренние поверхности оставлены необработанными за исключением мест, не имеющих контакта с жидкой рабочей средой, манжета выполнена из резиновой смеси и снабжена в зоне кольцеобразных рифлений конической площадкой, вторым ступенчатым элементом армирования, внутренними криволинейными выступами и переходной перемычкой переменного сечения, равномерно увеличивающегося от подложки до второго элемента армирования, осевая и радиальные поверхности подложки образованы облойным слоем резиновой смеси и криволинейными выступами на ней, во внутреннем пространстве манжеты размещена пружина сжатия, имеющая конический усеченный профиль и неравномерный шаг спирали и обеспечивающая гарантированный вылет графитовому кольцу с минимальным нагружением в 68,7 H и прогиб узла герметизации на высоту в 1 мм, состав резиновой смеси является морозо- (при -47°С) и жаростойким (при 175°С) за счет наличия на поверхности резиновой смеси из СКФ-26 или ИРП 1287 противоокислительной пленки с высотой слоя от нескольких ангстрем до 300 мкм, получаемого от взаимодействия с эпиламирующими веществами, подшипниковый узел снабжен подвижными узлами, состоящими из шариков и роликов, а шкив выполнен зубчатым.