ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ НАСОС Российский патент 2011 года по МПК F04C2/18 F04C2/08 

Изобретение относится к шестеренчатому насосу, прежде всего, для подачи лаковых красок согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Шестеренчатый насос указанного вида известен из DE 102005016670 А1. Известный шестеренчатый насос имеет две находящиеся в зацеплении шестерни, которые расположены внутри корпуса насоса с возможностью вращения посредством приводного вала и опорной цапфы. Вместе с впускным отверстием насоса и выпускным отверстием насоса шестерни образуют внутри корпуса насоса систему нагнетательных каналов для подачи лаковой краски в жидкой или порошкообразной форме. Для предотвращения выхода остатков лака из системы нагнетательных каналов через образованные между корпусом насоса и шестернями зазоры и распределения через зазоры в корпусе насоса между торцами шестерен и корпусом насоса предусмотрены уплотнения. Дополнительно внутри корпуса насоса выполнена система промывочных каналов для того, чтобы при смене краски вымывать возможные остатки краски из зазоров между корпусом насоса и шестернями, приводным валом и опорной цапфой.

Известный шестеренчатый насос уже из сочетания торцевых уплотнений шестерен и расположенных далее систем промывочных каналов позволяет понять, что подобные системы уплотнения из-за постоянного трения подвержены повышенному износу. Поэтому может быть достигнута лишь ограниченная герметичность зазоров на торцах шестерен по отношению к стационарным корпусам насосов. К тому же, более высокие уплотнительные усилия в торцевой области шестерен приводили бы к нежелательному увеличению приводной мощности.

Еще одна проблема известного из уровня техники шестеренчатого насоса состоит в том, что из-за расположенных в зазоре между приводным валом и шестерней соединительных средств создаются мертвые пространства, которые не могут быть в полной мере освобождены от остатков краски даже промывкой. Однако в результате вращательного движения приводного вала и шестерни такие остатки лака могут невольно распространяться, так что не исключены нежелательные загрязнения.

Из ЕР 1164293 А2 известен шестеренчатый насос, в котором система нагнетательных каналов и система промывочных каналов внутри корпуса насоса соединены только зазорами между корпусом насоса, шестернями приводного вала и опорной цапфой. В этом случае попавшие в зазоры остатки краски могут быть удалены интенсивной промывкой. Однако в известном шестеренчатом насосе приводной вал соединен с шестерней прессовой посадкой, что затрудняет простой демонтаж и монтаж между приводным валом и шестерней.

Таким образом, задача изобретения состоит в усовершенствовании известного из уровня техники шестеренчатого насоса так, чтобы соединенные с системой нагнетательных каналов зазоры в корпусе насоса были легко промываемыми.

Еще одна цель изобретения заключается в создании известного из уровня техники шестеренчатого насоса, в котором возможности монтажа и демонтажа сохраняется даже после длительного периода эксплуатации.

Согласно изобретению эта задача решена за счет того, что зазор между приводным валом и шестерней уплотнен по отношению к торцам шестерни с помощью уплотнительного средства.

Предпочтительные усовершенствования изобретения определены признаками и сочетаниями признаков зависимых пунктов формулы.

Изобретение имеет особое преимущество, состоящее в том, что труднодоступная для очистного средства область между приводным валом и шестерней сохраняется свободной от остатков краски. При этом предусмотренные между шестерней и приводным валом соединительные средства могут быть выполнены с возможностью демонтажа, без того, чтобы при этом образовывались нежелательные, плохо промываемые мертвые пространства. Посредством уплотнения места соединения между шестерней и приводным валом соединения с геометрическим замыканием остаются сохраненными определенным выше образом. Склеивания соединительных средств между приводным валом и шестерней из-за остатков лака и прочих рабочих сред возникать не может. Поэтому при работах по техобслуживанию соединение между приводным валом и шестерней может быть легко разъединено.

Для того чтобы получить равномерное в сторону торцов уплотнение зазора между приводным валом и шестерней, уплотнительное средство, предпочтительно, образовано двумя расположенными на расстоянии друг от друга уплотнительными кольцами на окружности приводного вала, при этом расстояние между уплотнительными кольцами меньше или равно ширине шестерни. Таким образом зазор может быть уплотнен по существу по всей ширине шестерни, так что доступных переходных областей зазора по существу не остается или доступными остаются лишь небольшие переходные области.

В зависимости от расположения уплотнительных колец, которые могут быть установлены в радиально огибающих уплотнительных канавках на окружности приводного вала и/или в радиально огибающих уплотнительных канавках на окружности отверстия шестерни, уплотнительные поверхности могут быть реализованы как на окружности приводного вала, так и на участках отверстия шестерни.

Особенно предпочтительным является усовершенствование изобретения, при котором между приводным валом и шестерней образовано несколько ступеней толщины, при этом в одной из ступеней толщины соединительное средство находится между приводным валом и шестерней. Тем самым, поверхности уплотнительного назначения и поверхности для установки соединительных средств могут быть отделены друг от друга. К тому же, благодаря этому простые монтажные и демонтажные работы между шестерней и приводным валом могут быть проведены без оказания влияния на уплотнительные поверхности.

Предпочтительно, уплотнительные кольца устанавливаются в ступенях толщины между приводным валом и шестерней, которые включают в себя ступень толщины для установки соединительного средства.

Для того чтобы получить соединение без возможности поворота между приводным валом и шестерней, предпочтительно, применяется вариант изобретения, в котором соединительное средство образовано штифтом, который неподвижно соединен с приводным валом и который входит в профильную канавку шестерни. Благодаря этому возможна надежная передача больших вращающих моментов.

При этом профильная канавка шестерни, предпочтительно, выполняется в образованном между двумя ступенями толщины уступе отверстия шестерни. Благодаря этому, закрепленный в приводном валу штифт может быть введен в профильную канавку простым вставлением, так что соединение шестерни и приводного вала может быть осуществлено без приложения больших усилий.

Однако в качестве альтернативы, также существует возможность выполнения соединительного средства посредством многоугольной формой приводного вала, которая взаимодействует с многоугольной формой отверстия шестерни. При этом многоугольная форма, предпочтительно, выполнена в средней ступени толщины приводного вала или же отверстия шестерни. Это усовершенствование изобретения особенно подходит для передачи наибольших крутящих моментов.

Однако независимо от формы приводного вала и отверстия шестерни, также существует возможность выполнения соединительного средства по меньшей мере с одним подпружиненным фиксатором, который установлен на окружности приводного вала и входит в выемку отверстия шестерни. При этом может быть использован как ступенчатый, так и бесступенчатый приводной вал.

В одном особо предпочтительном усовершенствовании изобретения система промывочных каналов образована несколькими промывочными каналами, через которые опорные участки приводного вала имеет возможность промывки по их длине соответственно снаружи внутрь. Протекающая снаружи внутрь промывочная жидкость возвращает остатки лака внутрь насоса для того, чтобы вымыть их наружу через впускное отверстие насоса или выпускное отверстие насоса. Это усовершенствование особенно подходит для шестеренчатых насосов, которые используются в лакировальных установках с частой сменой краски. Система промывочных каналов обеспечивает возможность быстрой и интенсивной очистки шестеренчатого насоса без какого-либо демонтажа.

Чтобы удерживать, прежде всего, образующиеся между шестернями и корпусом насоса зазоры в как можно более узких допусках с высоким уплотнительным действием, согласно одному предпочтительному усовершенствованию изобретения корпус насоса выполнен многосекционным, при этом торцы шестерен расположены между двумя корпусными плитами, и при этом приводной вал по меньшей мере одним своим участком установлен с возможностью вращения непосредственно в установочном отверстии корпусной плиты. Конструкция из плит обеспечивает возможность сверхчистовой обработки корпуса насоса, так что имеется возможность установки точной плоскопараллельности между шестернями и корпусными плитами.

Для реализации особо компактной конструкции, согласно одному предпочтительному усовершенствованию изобретения, к корпусу насоса герметично присоединен уплотнительный корпус, который в выемке, выполненной концентрично по отношению к приводному валу, пронизан приводным валом, и который окружает расположенное на окружности приводного вала уплотнительное средство. Благодаря этому, используемая для установки приводного вала корпусная плита может быть выполнена узкой в соответствии с требованиями установки. При этом уплотнительные средства могут примыкать непосредственно к окружности приводного вала и с уплотнением удерживаются уплотнительным корпусом на корпусной плите.

Предпочтительно, в качестве уплотнительного средства применяется сальниковая набивка и зажимное средство, которое воздействует на сальниковую набивку. За счет этого может быть реализовано уплотнение по отношению к высоким рабочим давлениям внутри корпуса насоса. Благодаря этому, прежде всего, возможна обратная подача соответствующей лаковой краски, например, для того, чтобы начать процесс замены краски. Для этого приводной вал может работать с переменным направлением вращения.

В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения предусмотрено, что на выступающем из корпуса насоса соединительном участке приводного вала выполнена опора для радиального и аксиального опирания приводного вала, которая образована опорным кольцом или подшипником качения. Предпочтительно, опорное кольцо или подшипник качения устанавливается между опорным корпусом и уступом на приводном валу. Опорный корпус неподвижно соединен с корпусом насоса, при этом уплотнения для уплотнения обусловленных приводным валом зазоров расположены в опорном корпусе или в расположенном впереди уплотнительном корпусе. Это усовершенствование отличается тем, что как внутренние силы давления, так и действующие извне на приводной вал силы, как преимущество, могут быть восприняты вне корпуса насоса отдельной опорой. Благодаря аксиальной опоре приводного вала, как преимущество, могут быть восприняты действующие на приводном валу силы давления, так что закрепленная на приводном валу шестерня на торцах может работать по существу без износа по отношению к корпусу насоса. Благодаря этому увеличивается срок службы, так как износ на шестернях значительно уменьшается.

Для того чтобы с увеличением срока эксплуатации в связи с минимальными утечками избежать отложений лаковых красок в кольцевых зазорах вне корпуса насоса, согласно одному предпочтительному усовершенствованию изобретения внутри опорного корпуса на окружности приводного вала установлено уплотнительное кольцо вала, и образованное между уплотнительным средством и уплотнительным кольцом вала кольцевое пространство на окружности приводного вала наполнено уплотняющей жидкостью. При этом в качестве уплотняющей жидкости используется, например, содержащая растворитель текучая среда. При этом особенно полезно усовершенствование изобретения, при котором кольцевое пространство через отдельные направляющие каналы соединено с впускным отверстием и выпускным отверстием, при этом впускное отверстие и выпускное отверстие выполнены на уплотнительном корпусе. Таким образом, как преимущество, после замены уплотняющей жидкости могут быть промыты зазоры между приводным валом и деталями корпуса.

Усовершенствование изобретения, при котором на окружности отверстия шестерни или на окружности приводного вала выполнено огибающее посадочное ребро, за счет которого шестерня установлена на приводном валу без зазора (с выбранным зазором), привело, прежде всего, к улучшению пусковых характеристик шестерни на корпусных плитах. Так, за счет размера и положения посадочного ребра может быть реализована дополнительная степень свободы для выполнения компенсационного перемещения на шестерне.

Предпочтительно, посадочное ребро расположено в средней области шестерни и выполнена с посадочной длиной менее чем четверть ширины шестерни. Благодаря этому может быть реализовано возвратно-поступательное (маятниковое) движение в осевом направлении шестерни, которое благодаря соответственно приданым торцам уплотнительным кольцам ведет к самостоятельному центрированию шестерни и приводного вала. Тем самым, могут быть полностью компенсированы производственные допуски и реализованы благоприятные пусковые характеристики торца шестерни с малым износом по отношению к корпусным плитам.

Далее шестеренчатый насос согласно изобретению поясняется более подробно на нескольких примерах его осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры. Показано на:

Фиг.1: схематично, вид первого примера конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению,

Фиг.2: схематично, вид: в разрезе представленного на фиг.1 примера конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению,

Фиг.3: схематично, вид в разрезе еще одного примера конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению,

Фиг.4 и Фиг.5: схематично, несколько видов в разрезе еще одного примера конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению,

Фиг.6: схематично, вид в разрезе еще одного примера конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению.

На фиг.1 и 2 показан первый пример конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению. При этом на фиг.1 показан вид шестеренчатого насоса, а на фиг.2 - вид шестеренчатого насоса в разрезе. Если не делается специальная ссылка на одну из фигур, нижеследующее описание относится к обеим фигурам.

Шестеренчатый насос имеет корпус 1 насоса, который имеет разъемную конструкцию и состоит из корпусных плит 1.1 и 1.2, а также расположенной между корпусными плитами 1.1 и 1.2 средней плитой 1.3. В торцах корпусных плит 1.1 и 1.2 установлено по одному уплотнительному кольцу 1.4 и 1.5, с помощью которых зазоры между средней плитой 1.3 и корпусными плитами 1.1 и 1.2 уплотнены наружу.

Средняя плита 1.3 имеет выемки для двух входящих во взаимное зацепление шестерен 4 и 5. В области перекрытия шестерен 4 и 5 в корпусных деталях выполнена система 6 нагнетательных каналов, которая соединена с выполненным в корпусной плите 1.2 впускным отверстием 2 насоса и выполненным также в корпусной плите 1.2 выпускным отверстием 3 насоса. Предпочтительно, система 6 нагнетательных каналов образована отверстиями и выемками в корпусных плитах 1.1 и 1.2, а также средней плите 1.3.

Шестерня 5 установлена с возможностью вращения на неподвижной опорной цапфе 21. Для этой цели опорная цапфа 21 установлена в отверстии 22 под запрессовку в корпусной плите 1.1. Между корпусной плитой 1.1 и опорной цапфой 21 предусмотрено уплотнительное кольцо 1.6.

Вторая шестерня 4 без возможности поворота соединена с приводным валом 7. Для этого приводной вал 7 проходит сквозь шестерню 4 в среднем отверстии 12. Между окружностью приводного вала 7 и отверстием 12 шестерни 4 предусмотрено соединительное средство 9, с помощью которого между приводным валом 7 и шестерней 4 образуется соединение с геометрическим замыканием и без возможности поворота.

В этом примере конструктивного выполнения предлагаемого шестеренчатого насоса соединительное средство 9 образовано фиксатором 10. Для этого фиксатор 10 в нескольких местах окружности приводного вала 7 имеет введенный в выемку 11 на валу фиксирующий элемент 10.1, который зажимается действующей радиально наружу пружиной 10.2. В показанном на фиг.2 рабочем положении фиксирующий элемент 10.1 удерживается пружиной 10.2 в выемке 13 отверстия 12 шестерни 4. Выемка 13 в отверстии 12 шестерни 4 подогнана под фиксирующий элемент 10.1, так что при вращении приводного вала 7 шестерня 4 приводится в движение. В показанном примере выполнения фиксатор 10 образован соответственно двумя расположенными на окружности приводного вала со смещением на 180° фиксирующими элементами 10.1.

Для этого приводной вал 7 имеет опорный конец 7.1 и соединительный конец 7.2. Опорный конец 7.1 приводного вала 7 установлен с возможностью вращения внутри корпуса насоса. Соединительный конец 7.2 приводного вала 7 выступает наружу из корпуса 1 насоса для соединения с непоказанным здесь приводом. Опорный конец 7.1 приводного вала свободным концом удерживается в глухом отверстии 16 на корпусной плите 1.1 и образует первый опорный участок 8,1. На противоположной стороне шестерни 4 приводной вал 7 установлен с возможностью вращения на втором опорном участке 8.2 в корпусной плите 1.2 в сквозном отверстии 17. К внешней стороне корпусной плиты 1.2 между приводным валом 7 и корпусной плитой 1.2 вне опорного участка 8.2 предусмотрено уплотнение 20 вала, так что свободный соединительный конец 7.2 приводного вала 7 проходит к приводу уплотненным наружу. Между опорным участком 8.2 и уплотнением 20 вала в приводном валу 7 образован уступ по толщине.

Между вращающимися внутри корпуса 1 насоса деталями, такими как приводной вал 7, шестерня 4 и шестерня 5, а также невращающимися деталями, такими как корпусные плиты 1.1 и 1.2, а также опорная цапфа 21, в каждом случае образованы зазоры, которые прямо или опосредованно соединены с системой 6 нагнетательных каналов. Такие зазоры внутри корпуса 1 насоса обеспечивают возможность, в зависимости от выполнения уплотнений зазоров, незначительной утечки нагнетаемой лаковой краски, которая проникает, прежде всего, в зазоры между шестернями 4 и 5 и корпусными плитами 1.1 и 1.2. Для того чтобы в процессе эксплуатации предотвратить проникновение утечек в образованный между приводным валом 7 и шестерней 4 зазор, на окружности приводного вала 7 предусмотрены уплотнительные средства 14.1 и 14.2, которые уплотняют зазор между шестерней 4 и приводным валом 7. Уплотнительные средства выполнены, прежде всего, так, что предусмотренное между шестерней 4 и приводным валом 7 соединительное средство 9 находится в полностью уплотненной области внутри корпуса 1 насоса. В этом примере конструктивного выполнения уплотнительное средство образовано двумя расположенными на расстоянии друг от друга уплотнительными кольцами 14.1 и 14.2. Уплотнительные кольца 14.1 и 14.2 установлены соответственно в уплотнительных канавках 15.1 и 15.2, которые выполнены радиально огибающими в отверстии 12 шестерни 4. При этом уплотнительные канавки 15.1 и 15.2 соотнесены с соответствующими торцами шестерни 4, так что образующийся между приводным валом 7 и шестерней 4 зазор уплотнен по существу по всей своей ширине. Для этого расстояние между уплотнительными кольцами 14.1 и 14.2 выполнено меньшим, чем ширина шестерни 4. Однако, в принципе, также существует возможность того, что уплотнительные кольца 14.1 и 14.2 являются соотнесенными непосредственно с торцами шестерни 4, так что расстояние между уплотнительными кольцами 14.1 и 14.2 по существу равно ширине шестерни 4.

Наряду с обусловленной производственными требованиями системой 6 нагнетательных каналов, внутри корпуса насоса дополнительно выполнена система промывочных каналов с множеством промывочных каналов в корпусных плитах 1.1 и 1.2, а также в приводном валу 7 и опорной цапфе 21 для того, чтобы подводимое извне через выполненное с возможностью запирания впускное отверстие 19 промывочное средство использовать для промывки зазоров между вращающимися и неподвижными деталями внутри корпуса 1 насоса. Подобная система промывочных каналов в шестеренчатом насосе известна, например, из ЕР 1184293 В1, так что на этом месте может быть сделана прямая ссылка на данное там описание.

В показанном на фиг.2 примере конструктивного выполнения впускное отверстие 19 оканчивается в выемке глухого опорного отверстия 16. От глухого опорного отверстия 16 промывочное средство направляется прямо по выполненному в виде канавки промывочному каналу 18.1 к образованному на опорном участке 8.1 зазору между приводным валом 7 и корпусной плитой 1.1. При этом промывочное средство протекает снаружи внутрь через опорный участок 8.1. Второй выполненный в корпусной плите 1.2 опорный участок 8.2 посредством промывочных каналов 18.2, 18.3 и 18.4 соединен с впускным отверстием 19. Промывочные каналы 18.2 и 18.3 выполнены в виде отверстий внутри приводного вала 7, чтобы подводить промывочное средство в образованное между уплотнением 20 вала и опорным участком 8.2 кольцевое пространство. Промывочный канал 18.4 выполнен на окружности приводного вала 7 в виде канавки и простирается по всему опорному участку 8.2, так что промывочное средство протекает через опорный участок 8.2 снаружи внутрь. Благодаря расположенным на окружности приводного вала уплотнительным кольцам 14.1 и 14.2 дальнейшее продвижение промывочного средства в зазорах предотвращается. Через образованные между торцами шестерен 4 и корпусными плитами 1.1 и 1.2 зазоры промывочное средство направляется по системе 6 нагнетательных каналов. Тем самым может быть реализован выход промывочного средства через впускное отверстие 2 насоса и выпускное отверстие 3 насоса.

Для промывки зазора, образованного между опорной цапфой 21 и шестерней 5, предусмотрены дополнительные промывочные каналы 18.5, 18.6, 18.7 и 18.8. Промывочные каналы 18.5, 18.6 и 18.7 образованы отверстиями в корпусной плите 1.1 и опорной цапфе 21 для соединения образованного между шестерней 5 и опорной цапфой 21 зазора с впускным отверстием 19. Промывочный канал 18.8 выполнен в виде аксиально расположенной канавки в отверстии шестерни 5, так что имеется возможность промывки всей опорной области шестерни 5.

Представленный на фиг.1 и 2 пример конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению особенно подходит для подачи лаковой краски в лакировальных установках, в которых необходимы частые замены краски. Благодаря выполнению зазоров и промывочных каналов все области шестеренчатого насоса перед заменой краски являются легкодоступными для того, чтобы вымыть остатки лака.

На фиг.3 представлен еще один пример конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению. Представленный на фиг.3 пример конструктивного выполнения также имеет многосекционный корпус 1 насоса, который образован корпусными плитами 1.1 и 1.2, а также средней плитой 1.3 и уплотнительным корпусом 26. Уплотнительный корпус 26 герметично соединен с корпусной плитой 1.2. Между корпусными плитами 1.1 и 1.2 установлены шестерни 4 и 5 в выемке средней плиты 1.3. Впускное отверстие 2 насоса выполнено в корпусной плите 1.2, а выпускное отверстие 3 насоса - противолежаще в корпусной плите 1.1. При этом в корпусной плите 1.2 и 1.1 выполнены отверстия, образующие систему 6 нагнетательных каналов.

Шестерни 4 и 5 установлены между корпусными плитами 1.1 и 1.2. При этом приводная шестерня 4 непосредственно соединена с опорным концом 7.1 на приводном валу 7. Приводной вал 7 и отверстие 12 шестерни 4 имеют несколько ступеней 23.1 и 23.2 толщины. В переходной области ступеней 23.1 и 23.2 толщины внутри отверстия 12 предусмотрена аксиально расположенная профильная канавка 25, в которую входит штифт 24 приводного вала 7. Для этого штифт 24 неподвижно соединен с приводным валом 7 и выступает за окружность ступени 23.1 толщины. В этом случае предусмотренная в отверстии 12 шестерни 4 профильная канавка 25 и закрепленный на окружности приводного вала 7 штифт 24 образуют соединительное средство 9 для получения соединения с геометрическим замыканием, без возможности поворота между приводным валом 7 и шестерней 4.

Для уплотнения образованного между приводным валом 7 и шестерней 5 зазора предусмотрены два установленных на расстоянии друг от друга уплотнительных кольца 14.1 и 14.2. При этом уплотнительное кольцо 14.1 установлено в ступени 23.1 толщины в огибающей отверстие 12 уплотнительной канавке 15.1. Напротив, уплотнительное кольцо 14.2 установлено в ступени 23.2 толщины в уплотнительной канавке 15.2 на окружности приводного вала 7.

Приводной вал 7 проходит сквозь корпусную плиту 1.2 в опорном отверстии 17 и образует опорный участок 8 приводного вала 7. В дальнейшем прохождении приводной вал 7 проходит сквозь уплотнительный корпус 26. Внутри уплотнительного корпуса 26 концентрично опорному отверстию 17 на окружности приводного вала 7 установлено уплотнение вала в виде сальниковой набивки 27. При этом сальниковая набивка 27 с одной стороны предварительно зажимается зажимным средством 28 в осевом направлении и прижимается к корпусной плите 1.2. Зажимное средство 28 в виде пружины установлено на окружности приводного вала 7 с помощью зажимной втулки 29 и фиксируется относительно уплотнительного корпуса 26. Соединительный конец 7.2 приводного вала 7 показан свободно выступающим. На конце зажимной втулки 28 предусмотрено уплотнительное кольцо 39 вала.

Входящая в зацепление с приводной шестерней 4 шестерня 5 установлена на опорной цапфе 21. Опорная цапфа 21 имеет ширину, меньшую по отношению к шестерне 5, и прочно запрессована в отверстии шестерни 5, так что шестерня 5 проходит только через корпусные плиты 1.1 и 1.2, а также среднюю плиту 1.3, и приводится в движение шестерней 4.

В показанном на фиг.3 шестеренчатом насосе шестерня 4 при подаче лаковой краски приводится в действие приводным валом 7. Подводимая через впускное отверстие 2 насоса, лаковая краска посредством входящих во взаимное зацепление шестерен 4 и 5 в системы 6 нагнетательных каналов подается под давлением на выпускное отверстие 3 насоса. Выходящая из нагнетательного канала 6 через зазоры между торцами шестерен 4 и 5 и корпусными плитами 1.1 и 1.2 течь (утечка) задерживается расположенными между приводным валом 7 и шестерней 4 уплотнительными средствами 14.1 и 14.2, так что зазор между шестерней 4 и приводным валом 7, прежде всего, в области соединительного средства 9 остается свободным от утечек.

Чтобы при замене краски освободить зазоры внутри корпуса насоса от остатков лака, также существует возможность выполнения показанного на фиг.3 шестеренчатого насоса с системой промывочных каналов. При этом, прежде всего, образованный на опорном участке 8 между приводным валом 7 и корпусной плитой 1.2 зазор, а также образованные между торцами шестерен 4 и 5 и корпусными плитами 1.1 и 1.2 зазоры промывались бы промывочным средством. Предпочтительно, система промывочных каналов была бы соединена через отдельное впускное отверстие и промывочные каналы с системой нагнетательных каналов.

На фиг.4 и 5 представлен еще один пример конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению. Нижеследующее описание относится к обеим фигурам, если не делается специальная ссылка на одну из этих фигур. На фиг.4 схематично показан шестеренчатый насос в поперечном разрезе. На фиг.5 показан фрагмент вида в поперечном разрезе соединения между шестерней и приводным валом.

Этот пример выполнения по конструкции сцепления шестерен 4 и 5 и корпуса 1 насоса по существу идентичен представленному на фиг.1 и 2 примеру выполнения, так что на этом месте делается ссылка на вышеуказанное описание, и объясняются только отличия.

Приводной вал 7 посредством опорных втулок 31.1 и 31.2 установлен с возможностью вращения в глухом опорном отверстии 16 корпусной плиты 1.1 и опорном отверстии 17 корпусной плиты 1.2. Между корпусными плитами 1.1 и 1.2 на опорном конце 7.1 приводного вала 7 ведомая шестерня 4 и приводной вал соединены между собой соединительным средством 9. Корпусная плита 1.1, средняя плита 1.3 и корпусная плита 1.2 герметично соединены между собой, при этом на корпусной плите 1.2 выполнено впускное отверстие 2 насоса, а на корпусной плите 1.1 выполнено выпускное отверстие (здесь не показано) насоса, которые внутри корпуса 1 насоса соединены между собой системой 6 нагнетательных каналов.

Совместно вращающаяся шестерня 5 посредством опорной втулки 31.3 установлена на окружности опорной цапфы 21. Опорная цапфа 21 закреплена в отверстии 22 под запрессовку корпусной плиты 1.1.

Соединительное средство 9 между приводным валом 7 и шестерней 4 образовано многоугольной формой 30. Для этого отверстие 12 шестерни 4 и периферия приводного вала 7 разделены на несколько ступеней толщины. Первая, простирающаяся от опорного конца 7.1, ступень 23.1 толщины выполнена в виде уплотнительной поверхности, при этом оборотная уплотнительная канавка 15.1 на окружности приводного вала 7 взаимодействует с соответствующей уплотнительной поверхностью отверстия 12 шестерни 4.

На средней ступени 23.2 толщины на окружности приводного вала 7 и в отверстии 12 выполнена многоугольная форма 30. Многоугольная форма 30 схематично показана на фиг.5. При этом многоугольная форма 30, в качестве примера, представляет собой шестиугольник.

Как показано на фиг.4, на большей ступени 23.3 толщины образована вторая уплотнительная поверхность между шестерней 4 и приводным валом 7. Для этого на окружности приводного вала 7 выполнена уплотнительная канавка 15.2, в которой установлено уплотнительное кольцо 14.2. Уплотнительное кольцо 14.2 опирается на противолежащую уплотнительную поверхность отверстия 12.

Со стороны привода корпуса 1 насоса соединительный конец 7.2 приводного вала 7 выступает из корпуса 1 насоса. Соединительный конец 7.2 приводного вала 7 на концевом участке имеет уступ 40 по толщине, к которому прилегает опорное кольцо 34. Опорное кольцо выполнено L-образным и установлено в выемке опорного корпуса 33.

Приводной вал 7 проходит сквозь опорный корпус 33 и своим свободным соединительным концом 7.2 выступает из опорного корпуса 33 для установки привода. Для уплотнения выступающего из опорного корпуса 33 соединительного конца 7.2 приводного вала 7 внутри опорного корпуса 33 на окружности приводного вала установлено уплотнение 39 вала. Опорный корпус 33 посредством уплотнительного корпуса 26 герметично соединен с корпусом 1 насоса. Для этого между корпусом 1 насоса и уплотнительным корпусом 26 концентрично опорному отверстию 10 установлено первое корпусное уплотнение 32.1, а между уплотнительным корпусом 26 и опорным корпусом 34 - второе корпусное уплотнение 32.2. Уплотнительный корпус 26 имеет выполненную концентрично приводному валу 7 выемку, которая служит для приема расположенной на окружности приводного вала 7 сальниковой набивки 27. Сальниковая набивка 27 опирается на обращенном к корпусу 1 насоса конце уплотнительного корпуса 26 непосредственно на корпусную плиту 1.2. На противоположном конце сальниковой набивки 27 в уплотнительном корпусе 26 предусмотрено зажимное средство 28.

Зажимное средство 28 образовано пружиной, которая посредством зажимной втулки 29 установлена в уплотнительном корпусе.

Между сальниковой набивкой 27 и уплотнительным кольцом 39 вала образовано кольцевое пространство 35. Кольцевое пространство 35 посредством двух каналов 36.1 и 36.2 соединено соответственно с впускным отверстием 37 и выпускным отверстием 38 в уплотнительном корпусе 26. Впускное отверстие 37 и выпускное отверстие 38 выполнены с возможностью запирания, так что в рабочем состоянии в уплотнительный корпус 26 вводится уплотняющая жидкость, которой заполнено кольцевое пространство 35. Предпочтительно, в качестве уплотняющей жидкости применяется содержащая растворитель жидкость для того, чтобы растворять возможно выходящие в результате утечек через зазоры частицы лака внутри кольцевого пространства 35, так что отверждения в зазоре предотвращаются. Прежде всего, с учетом регулировки натяжения пружины обеспечивается подвижность сальниковой набивки 27. К тому же, при техобслуживании и замене уплотняющей жидкости возможно осуществление простым способом промывки кольцевого пространства 35 по каналам 36.1 и 36.2.

Показанный на фиг.4 и 5 пример конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению особенно подходит для осуществления дозировки лаковых красок под высоким рабочим давлением. При применении таких шестеренчатых насосов, прежде всего, в лакировальных роботах при замене краски осуществляется обратная подача шестеренчатым насосом для начала замены краски. К тому же, за счет опоры опорного кольца в опорном корпусе 33 могут быть восприняты извне воздействующие на приводной вал 7 силы, так что шестерни внутри корпуса 1 насоса являются свободными от осевых сил. Тем самым, могут быть предотвращены, прежде всего, явления износа на приводной шестерне 4. При этом опорное кольцо 34 может быть заменено обычным подшипником качения.

Выполненная внутри корпуса насоса система 18 промывочных каналов осуществлена идентично представленному на фиг.1 и 2 примеру выполнения, так что в данном случае никаких дополнительных пояснений для этого не приводится. Таким образом, неуплотненные зазоры между корпусными плитами 1.1 и 1.2, приводным валом 7 и шестернями 4 и 5, в качестве преимущества, могут быть промыты промывочным средством.

На фиг.6 схематично, в разрезе, показан еще один пример конструктивного выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению. Этот пример по существу идентичен представленному на фиг.3 примеру, так что далее поясняются только отличия, а в остальном делается ссылка на вышеприведенное описание.

В представленном на фиг.6 шестеренчатом насосе приводной вал 7 установлен внутри образованного корпусными плитами 1.1 и 1.2 корпуса 1 насоса на опорных участках 8.1 и 8.2. Опорный участок 8.1 выполнен в корпусной плите 1.1, которая для этого имеет глухое опорное отверстие 16. Второй опорный участок 8.2 образован опорным отверстием 17 корпусной плиты 1.2.

Шестерни 4 и 5 установлены между корпусными плитами 1.1 и 1.2. Приводная шестерня 4 посредством ступенчатого отверстия 12 соединена с приводным валом 7. Для этого приводной вал 7 имеет две ступени 23.1 и 23.2 толщины. В переходной области ступеней 23.1 и 23.2 толщины внутри отверстия 12 предусмотрена аксиально расположенная профильная канавка 25, в которую входит штифт 24 приводного вала 7. Тем самым, между приводным валом 7 и шестерней 4 образуется соединение без возможности поворота, с геометрическим замыканием.

На участке диаметра ступени 23.1 толщины приводного вала 7 расположено оборотное посадочное ребро 42. Посадочное ребро 42 находится в средней области шестерни 4 и посажено без зазора в отверстие 12 шестерни 4. В областях вне посадочного ребра 42 между участком диаметра ступени 23.1 толщины и отверстием 12 шестерни 4 предусмотрен незначительный зазор. Между участком диаметра ступени 23.2 толщины и отверстием 12 шестерни 4 также выполнена посадка с зазором (подвижная посадка), так что шестерня может выполнять вокруг посадочного ребра 42 качательное движение в осевом направлении. Качательное движение шестерни 4 по обе стороны посадочного ребра 42 останавливается соответствующим уплотнительным кольцом 14.1 и 14.2. Для этого уплотнительные кольца 14.1 и 14.2 расположены на окружности приводного вала на соответствующих участках ступеней 23.1 и 23.2 толщины. Тем самым могут быть полностью компенсированы производственные допуски, такие как, например, плоскопараллельность корпусных плит 1.1 и 1.2 по отношению к торцам шестерни 4. Шестерня 4 может работать между корпусными плитами 1.1 и 1.2 с особо малым износом.

Приводной вал пронизывает корпусную плиту 1.2 и герметично соединенный с корпусной плитой 1.2 уплотнительный корпус 26, так что соединительный конец 7.2 приводного вала 7 является свободно выступающим для установки привода. В переходной области между корпусной плитой 1.2 и уплотнительным корпусом 26 предусмотрено уплотнение, например, в виде сальниковой набивки 27, которая расположена на окружности приводного вала 7 и зажата между выточками корпусной плиты 1.2 и уплотнительного корпуса 26.

Внутри уплотнительного корпуса 26 выполнена дополнительная опора приводного вала 7. Для этого между уплотнительным корпусом 26 и приводным валом 7 установлен подшипник 41 качения. При этом подшипник 41 качения опирается на уступ 40 приводного вала. Для уплотнения опорной области подшипнику 41 качения придано уплотнительное кольцо 39 вала, которое на окружности приводного вала 7 расположено за первым уплотнительным средством 27 в сторону привода.

Таким образом, представленный на фиг.6 пример конструктивного выполнения особенно подходит для того, чтобы воздействующие на приводной вал 7 внешние силы благодаря подшипнику 41 качения воспринимались непосредственно вне корпуса 1 насоса. За счет этого приводная шестерня 4 может быть установлена внутри корпуса 1 насоса свободной от осевых сил. Благодаря дополнительной качательной подвижности шестерни 4, возможна работа шестерни 4 в щадящем от износа режиме. Для реализации достаточной качательной подвижности шестерни на окружности приводного вала 1, предпочтительно, посадочное ребро 42 располагается в средней области шестерни 4 и выполнено с посадочной длиной, которая меньше четверти ширины шестерни. В качестве альтернативы, посадочное ребро 42 может быть также выполнено на окружности отверстия 12 шестерни 4. В прочих областях для получения достаточной подвижности шестерни 4 между приводным валом 7 и шестерней 4 предусмотрены посадочные зазоры.

Все не описанные здесь более подробно детали примера выполнения по фиг.6 выполнены по существу идентичными представленному на фиг.3 примеру выполнения. Поэтому, во избежание повторений, не приводится никаких дополнительных пояснений. Однако, в принципе, необходимо отметить, что опорная цапфа 21 шестерни 5, в качестве альтернативы, может быть также установлена в корпусных плитах 1.1 и 1.2. Кроме того, шестеренчатый насос имеет не поясненную здесь более детально и не показанную систему промывочных каналов для того, чтобы при подаче лаков можно было производить быструю и надежную смену цвета.

Представленные на фиг.1-6 примеры выполнения шестеренчатого насоса согласно изобретению по своей конструкции и выполнению отдельных деталей являются примерными. Прежде всего, выбранные примеры соединительных средств 9 между приводным валом 7 и шестерней 4 могут быть заменены другими конструктивными решениями. Однако при этом является существенным то, что образующиеся между шестерней и приводным валом зазоры или зазор в каждом случае уплотнены в сторону торцов шестерни, так что снаружи никакие утечки не могут попасть в пространство между приводным валом и шестерней.

Изобретение относится к шестеренчатому насосу, преимущественно для подачи лаковых красок. Шестеренчатый насос содержит две находящиеся в зацеплении шестерни 4, 5, которые посредством приводимого в действие приводного вала 7 и опорной цапфы 21 установлены с возможностью вращения в корпусе 1 и между впускным отверстием и выпускным отверстием образуют систему 6 нагнетательных каналов, и с несколькими зазорами, образованными между корпусом 1, шестернями 4, 5, приводным валом 7, и опорной цапфой 21. Один из зазоров образован между приводным валом 7 и одной из шестерен 4. В этом зазоре расположено соединительное средство 9 для соединения без возможности поворота приводного вала 7 с шестерней 4. Зазор между приводным валом 7 и шестерней 4 уплотнен по отношению к торцам шестерни 4 с помощью уплотнительного средства 14.1, 14.2. Изобретение направлено на усовершенствование шестеренчатого насоса, в котором соединенные с системой нагнетательных каналов зазоры в корпусе насоса были легко промываемыми. 17 н.п. ф-лы, 6 ил.

1. Шестеренчатый насос с двумя находящимися в зацеплении шестернями (4, 5), которые посредством приводимого в действие приводного вала (7) и опорной цапфы (21) установлены с возможностью вращения в корпусе (1) насоса и между впускным отверстием (2) насоса и выпускным отверстием (3) насоса образуют систему (6) нагнетательных каналов, и с несколькими зазорами, образованными между корпусом (1) насоса, шестернями (4, 5), приводным валом (7) и опорной цапфой (21), при этом один из зазоров образован между приводным валом (7) и одной из шестерен (4), и при этом в этом зазоре расположено соединительное средство (9) для соединения без возможности поворота приводного вала (7) с шестерней (4), отличающийся тем, что зазор между приводным валом (7) и шестерней (4) уплотнен по отношению к торцам шестерни (4) с помощью уплотнительного средства (14.1, 14.2).

2. Шестеренчатый насос по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные средства образованы по меньшей мере двумя расположенными на расстоянии друг от друга на окружности приводного вала (7) уплотнительными кольцами (14.1, 14.2), при этом расстояние между уплотнительными кольцами (14.1, 14.2) меньше или равно ширине шестерни (4).

3. Шестеренчатый насос по п.2, отличающийся тем, что уплотнительные кольца (14.1, 14.2) установлены в радиально огибающих уплотнительных канавках (15.1, 15.2) на окружности приводного вала (7) и/или в радиально огибающих уплотнительных канавках (15.1, 15.2) на окружности отверстия (12) шестерни (4).

4. Шестеренчатый насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что между приводным валом (7) и шестерней (4) образовано несколько ступеней (23.1, 23.2) толщины, при этом в одной из ступеней (23.2) толщины соединительное средство (9) установлено между приводным валом (7) и шестерней (4).

5. Шестеренчатый насос по п.4, отличающийся тем, что уплотнительные кольца (14.1, 14.2) установлены в ступенях (23.1, 23.2) толщины между приводным валом (7) и шестерней (4), которые включают в себя ступень (23.2) толщины для установки соединительного средства (9).

6. Шестеренчатый насос по п.4, отличающийся тем, что соединительное средство (9) образовано штифтом (24), который неподвижно соединен с приводным валом (7) и который входит в профильную канавку (25) шестерни (4).

7. Шестеренчатый насос по п.6, отличающийся тем, что профильная канавка (25) шестерни (4) выполнена аксиально в образованном между двумя ступенями (23.2, 23.3) толщины уступе отверстия.

8. Шестеренчатый насос по п.4, отличающийся тем, что соединительное средство (9) образовано многоугольной формой (30) приводного вала (7), которая взаимодействует с многоугольной формой (30) отверстия (12) шестерни (4).

9. Шестеренчатый насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что соединительное средство (9) образовано по меньшей мере одним подпружиненным фиксатором (10), который установлен на окружности приводного вала (7) и который входит в выемку (13) отверстия (12) шестерни.

10. Шестеренчатый насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что внутри корпуса (1) насоса предусмотрена система (18) промывочных каналов для промывки зазоров, через которую с системой нагнетательных каналов соединено отдельное впускное отверстие (19).

11. Шестеренчатый насос по п.10, отличающийся тем, что система (18) промывочных каналов имеет несколько промывочных каналов (18.1, 18.8), через которые несколько опорных участков (8.1, 8.2) приводного вала (7) имеют возможность промывки по их длине соответственно снаружи внутрь.

12. Шестеренчатый насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что корпус (1) насоса выполнен многосекционным, при этом торцы шестерен (4, 5) расположены между двумя корпусными плитами (1.1, 1.2), и при этом приводной вал (7) установлен с возможностью вращения на опорных участках (8.1, 8.2) с соответственно участком вала непосредственно в посадочных отверстиях (16, 17) корпусных плит.

13. Шестеренчатый насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что на корпусе (1) насоса герметично установлен уплотнительный корпус (26), который в выполненной концентрично приводному валу (7) выемке пронизан приводным валом (7) и который окружает установленное на окружности приводного вала (7) уплотнительное средство (27).

14. Шестеренчатый насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что на выступающем из корпуса (1) насоса соединительном участке приводного вала (7) выполнена опора (34, 33, 26, 41) для радиального и аксиального опирания приводного вала (7), которая образована опорным кольцом (34) или подшипником (41) качения.

15. Шестеренчатый насос по п.14, отличающийся тем, что внутри опорного корпуса (33) на окружности приводного вала (7) установлено уплотнительное кольцо (39) вала, и что образованное между уплотнительным средством (27) и уплотнительным кольцом (39) вала кольцевое пространство (35) на окружности приводного вала (7) заполнено уплотняющей жидкостью.

16. Шестеренчатый насос по п.15, отличающийся тем, что кольцевое пространство (35) через отдельные каналы (36.1, 36.2) соединено с впускным отверстием (37) и выпускным отверстием (38), и что впускное отверстие (37) и выпускное отверстие (38) выполнены на уплотнительном корпусе (26).

17. Шестеренчатый насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что на окружности отверстия (12) шестерни (4) или на окружности приводного вала (7) выполнено огибающее посадочное ребро (42), благодаря которому шестерня (4) на приводном валу (7) установлена без зазора.

18. Шестеренчатый насос по п.17, отличающийся тем, что посадочное ребро (42) расположено в средней области шестерни (4) и имеет посадочную длину менее чем четверть ширины шестерни.