РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПЛАСТИНЧАТЫЙ НАСОС Российский патент 2004 года по МПК F04C2/344 F04C15/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пластинчатым машинам, и может найти применение в гидроприводах металлорежущих станков и других машинах.

Известен регулируемый пластинчатый насос, принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус, в расточке которого помещен статор с возможностью перемещения перпендикулярно оси вала, установленный на последнем ротор с двумя или большим количеством пластин, полости нагнетания и всасывания, между пластинами выполнены радиальные отверстия, а механизм регулирования устанавливает несколько различных положений корпуса и статора при неизменном положении ротора (см. US 2658456 A, 10.11.1953, Н.кл. 418/26).

Однако при работе насоса возможны случаи затруднения регулирования, повышенное трение и заклинивание ротора с пластинами внутри статора.

Изобретение направлено на решение задачи упрощения процесса регулирования, уменьшения износа за счет переключения в различные положения и вращения статора и ротора, а также повышения удобства и срока использования регулируемого пластинчатого насоса.

Это достигается тем, что регулируемый пластинчатый насос, содержащий корпус, в расточке которого помещен статор с возможностью перемещения перпендикулярно оси вала, установленный на последнем ротор с двумя или большим количеством пластин, полости нагнетания и всасывания, между пластинами выполнены радиальные отверстия, а механизм регулирования устанавливает несколько различных положений корпуса и статора при неизменном положении ротора, снабжен зубчатыми колесами и шестернями, обеспечивающими синхронное вращение статора и ротора, внутри радиальных отверстий смонтированы клапаны для впуска рабочей жидкости из внутренней полости вала ротора, а напротив радиальных отверстий ротора в статоре установлены клапаны для выпуска рабочей жидкости.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен регулируемый пластинчатый насос, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху и продольный разрез; на фиг.3 - (схематично) рабочая зона регулируемого пластинчатого насоса, нейтральное положение ; на фиг.4 - процесс работы регулируемого пластинчатого насоса.

Регулируемый пластинчатый насос содержит корпус 1, статор 2 , ротор 3 и рычаг перемещения 4 статора. Корпус 1 состоит из цилиндра 5 и двух пластин 6 и 7, которые соединяются посредством болтов 8, втулок 9 и гаек 10. Пластины 6 и 7 имеют полированную поверхность, которая обеспечивает герметичное соединение и возможность перемещения цилиндра 5 относительно пластин 6 и 7. Цилиндр 5 с одной стороны имеет прилив для установки вала 11 и шестерни 12. Статор 2 выполнен в виде цилиндра, на внешней поверхности которого закреплено зубчатое колесо 13. Статор 2 имеет четыре клапана 14, которые обеспечивают выпуск рабочей жидкости при работе регулируемого пластинчатого насоса в зависимости от давления, создаваемого внутри статора и снаружи. Статор 2 устанавливается внутри цилиндра 5 корпуса 1 при помощи двух подшипников 15. Ротор 3 расположен внутри статора 2, имеет цилиндрическую форму и выполнен как одно целое вместе с валом 16, на котором установлено зубчатое колесо 17. Вал 16 имеет внутреннюю полость 18 для подачи рабочей жидкости в насос. На поверхности ротора выполнены радиальные пазы 19, в которых размещены разделительные пластины 20 (может быть две, три, четыре или более разделительных пластин). Между разделительными пластинами 20 образуются полости нагнетания и всасывания, поэтому здесь выполнены отверстия 21, соединяющие внутреннюю полость 18 с внешней поверхностью ротора, и клапаны 22, обеспечивающие впуск рабочей жидкости в процессе работы насоса. Конструктивно клапаны 22 ротора и клапаны 14 статора расположены друг против друга, что значительно упрощает конструкцию и гарантирует перепуск рабочей жидкости при любых ситуациях. Для выпуска рабочей жидкости из цилиндрической части 5 корпуса 1 предназначен патрубок 23. Шестерня 24 установлена на валу 11 и обеспечивает передачу вращения от вала 16 через зубчатое колесо 17 на статор 2, при этом вращение передается соответственно через шестерню 12 и зубчатое колесо 13. Такое конструктивное решение обеспечивает синхронность вращения статора 2 и ротора 3. Механизм регулирования включает рычаг перемещения 4 статора и исполнительный механизм в виде гидроцилиндра ( на чертеже не показан) или другого механизма. В качестве опоры насоса служат пластины 6 и 7, которые закрепляются на фундамент или раму конструкции. Перемещение цилиндрической части 5 корпуса 1 осуществляется совместно со статором 2. Статор может занимать нейтральное положение I, в этом случае никакой работы не производится, идет перемещение рабочей жидкости по замкнутому кругу. При расположении статора в положении II или III (это крайнее верхнее и крайнее нижнее положение рычага перемещения 4) происходит изменение рабочих камер насоса и осуществляется его работа.

Насос работает следующим образом.

При вращении вала 16 происходит через зубчатое колесо 17 вращение шестерни 24, вала 11, шестерни 12 и зубчатого колеса 13.Одновременно и синхронно вращаются ротор 3 и статор 2. Цилиндрическая часть 5 корпуса 1 находится в нейтральном положении I. Это соответствует расположению ротора 3 в центре статора 2 и формированию между статором и ротором одинаковых по объему камер. За счет центробежных сил рабочая жидкость через внутреннюю полость 18 вала 16 и радиальные отверстия 21 поступает в камеры, образуемые пластинами 20. Пластины 20 посредством центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности статора 2. В нейтральном положении происходит перемещение одной и той же рабочей жидкости. В процессе перемещения рабочей жидкости осуществляется смазка трущихся поверхностей подшипников 15, поверхности статора и ротора, а также зубчатой передачи, включающей зубчатое колесо 13 и шестерню 12.

При воздействии на рычаг перемещения 4 и опускании корпуса в положение III (фиг.4) насос начинает работать. Образуются разные по объему камеры всасывания и нагнетания. Большие по объему камеры при вращении ротора 3 начинают сжиматься и создается давление. Рабочая жидкость по давлением открывает клапаны 14 и выходит в полость за пределами статора 2, где через патрубок 23 выходит из корпуса 1 насоса. Пути движения рабочей жидкости показаны стрелками.

В зависимости от перемещения статора можно регулировать давление на выходе из насоса.

Регулируемый пластинчатый насос за счет вращения и смазки трущихся поверхностей позволяет увеличить срок службы и удобство в эксплуатации, а также обеспечить простоту регулирования в процессе работы.

Изобретение может быть использовано в гидроприводах металлорежущих станков и других машинах. Регулируемый пластинчатый насос содержит корпус, в расточке которого помещен статор с возможностью перемещения перпендикулярно оси вала, установленный на последнем ротор с двумя или большим количеством пластин, полости нагнетания и всасывания. Между пластинами выполнены радиальные отверстия, а механизм регулирования устанавливает несколько различных положений корпуса и статора при неизменном положении ротора. Насос снабжен зубчатыми колесами и шестернями, обеспечивающими синхронное вращение статора и ротора. Внутри радиальных отверстий смонтированы клапаны для впуска рабочей жидкости из внутренней полости вала ротора, а напротив радиальных отверстий ротора в статоре установлены клапаны для выпуска рабочей жидкости. 4 ил.

Регулируемый пластинчатый насос, содержащий корпус, в расточке которого помещен статор с возможностью перемещения перпендикулярно оси вала, установленный на последнем ротор с двумя или большим количеством пластин, полости нагнетания и всасывания, между пластинами выполнены радиальные отверстия, а механизм регулирования устанавливает несколько различных положений корпуса и статора при неизменном положении ротора, отличающийся тем, что насос снабжен зубчатыми колесами и шестернями, обеспечивающими синхронное вращение статора и ротора, внутри радиальных отверстий смонтированы клапаны для впуска рабочей жидкости из внутренней полости вала ротора, а напротив радиальных отверстий ротора в статоре установлены клапаны для выпуска рабочей жидкости.