Область техники
Настоящее изобретение относится к лопастному насосу и, в частности, к лопастному насосу, в котором внутри ротора образован канал для подачи масла, через который течет смазочное масло, и в котором смазочное масло периодически подается в камеру насоса вращением ротора.
Уровень техники
Традиционно, был известен лопастной насос, который включает в себя: корпус, имеющий по существу круглую камеру насоса; ротор, который вращается вокруг положения, эксцентричного в отношении центра камеры насоса; лопасть, которая вращается ротором и которая всегда делит камеру насоса на множество пространств; канал для подачи масла, который периодически сообщается с камерой насоса вращением ротора; труба для подачи масла, которая соединена с этим каналом для подачи масла для подачи смазочного масла от гидравлического насоса в нее; и газовый канал, который обеспечивает сообщение камеры насоса и внешнего пространства друг с другом, когда канал для подачи масла сообщается с камерой насоса вращением ротора, причем канал для подачи масла включает в себя: отверстие для подачи масла в диаметральном направлении, обеспеченное на части вала ротора в его диаметральном направлении; и канавку для подачи масла в осевом направлении, которая обеспечена в корпусе для сообщения с камерой насоса, и с возможностью периодического перекрывающего сообщения вращением ротора с которой выполнен просвет отверстия для подачи масла в диаметральном направлении, при этом газовый канал включает: отверстие для прохода газа в диаметральном направлении, которое обеспечено на части вала ротора в его диаметральном направлении для сообщения с каналом для подачи масла; и канавку для прохода газа в осевом направлении, которое обеспечено в корпусе для сообщения с внешним пространством, и с возможностью периодического перекрывающего сообщения вращением ротора с которой выполнен просвет отверстия для прохода газа в диаметральном направлении, и причем отверстие для прохода газа в диаметральном направлении выполнено с возможностью сообщения с канавкой для прохода газа в осевом направлении, когда отверстие для подачи масла в диаметральном направлении выполнено с возможностью сообщения с канавкой для подачи масла в осевом направлении (см. JP 2006-226164).
В вышеописанном лопастном насосе, когда ротор останавливается в положении, в котором отверстие для подачи масла в диаметральном направлении канала для подачи масла находится в сообщении с канавкой для подачи масла в осевом направлении, смазочное масло внутри канала для подачи масла втягивается в камеру насоса отрицательным давлением внутри него. Если большое количество смазочного масла далее втягивается в камеру насоса, к лопастям прикладывается чрезмерная нагрузка, когда лопастной насос по существу запускается для того, чтобы разгрузить смазочное масло, которое может наносить повреждение лопасти.
Однако в лопастном насосе, имеющем вышеописанную конфигурацию, когда ротор останавливается в положении, в котором отверстие для подачи масла в диаметральном направлении канала для подачи масла находится в сообщении с канавкой для подачи масла в осевом направлении, отверстие для прохода газа в диаметральном направлении газового канала выполнено с возможностью сообщаться с канавкой для прохода газа в осевом направлении в то же время так, чтобы позволять воздуху из внешнего пространства протекать в камеру насоса через газовый канал. В результате, так как отрицательное давление в камере насоса может быть исключено, позволяя воздуху из внешнего пространства протекать в камеру насоса, большое количество смазочного масла может быть предотвращено от попадания в камеру насоса.
Задачи, на решение которых направлено изобретение
Вместе с тем, в вышеописанном лопастном насосе было обнаружено, что когда гидравлическое давление смазочного масла, подаваемого от гидравлического насоса в канал для подачи масла было низким, как, например, во время холостого хода двигателя, воздух из внешнего пространства был всосан в камеру насоса из газового канала, и тем самым крутящий момент двигателя был увеличен.
С учетом таких условий, настоящее изобретение обеспечивает лопастной насос, в котором даже если гидравлическое давление смазочного масла, подаваемого от гидравлического насоса в канал для подачи масла является низким, воздух максимально возможно предотвращается от всасывания в камеру насоса из газового канала, и тем самым крутящий момент двигателя может быть предотвращен от увеличения.
Средства для решения задач изобретения
А именно, настоящее изобретение представляет собой лопастной насос, содержащий: корпус, включающий в себя по существу круглую камеру насоса; ротор, который вращается вокруг положения, эксцентричного в отношении центра камеры насоса; лопасть, которая вращается ротором и которая всегда делит камеру насоса на множество пространств; канал для подачи масла, который периодически сообщается с камерой насоса вращением ротора; трубу для подачи масла, которая соединена с каналом для подачи масла для подачи смазочного масла в нее от гидравлического насоса; и газовый канал, который сообщает камеру насоса и внешнее пространство друг с другом, когда канал для подачи масла сообщается с камерой насоса вращением ротора, причем канал для подачи масла, содержит: отверстие для подачи масла в диаметральном направлении, расположенное на части вала ротора в его диаметральном направлении; и канавку для подачи масла в осевом направлении, которая расположена в корпусе для сообщения с камерой насоса, и с возможностью периодического перекрывающего сообщения вращением ротора с которой выполнен просвет отверстия для подачи масла в диаметральном направлении, при этом газовый канал содержит: отверстие для прохода газа в диаметральном направлении, которое расположено на части вала ротора в его диаметральном направлении для сообщения с каналом для подачи масла; и канавку для прохода газа в осевом направлении, которая расположена в корпусе для сообщения с внешним пространством, и с возможностью периодического перекрывающего сообщения вращением ротора с которой выполнен просвет отверстия для прохода газа в диаметральном направлении, при этом отверстие для прохода газа в диаметральном направлении выполнено с возможностью сообщения с канавкой для прохода газа в осевом направлении, когда отверстие для подачи масла в диаметральном направлении сообщается с канавкой для подачи масла в осевом направлении, при этом, когда проходная площадь газового канала определена как S1, проходная площадь канала для подачи масла - как S2, проходная площадь трубы для подачи масла - как S3, диаметр отверстия для подачи масла в диаметральном направлении - как d2, и ширина канавки для подачи масла в осевом направлении в направлении вращения ротора - как L, проходная площадь S2 канала для подачи масла устанавливается большей проходной площади S1 газового канала, но не более чем в три раза, при этом проходная площадь S2 является такой, что требуемое смазочное масло надежно подается в камеру насоса через канал для подачи масла, и проходная площадь S3 трубы для подачи масла устанавливается большей проходной площади S2 канала для подачи масла и в диапазоне от двукратной до троекратной проходной площади S2, включительно, так что гидравлическое давление в канале для подачи масла может быть сохранено максимально высоким благодаря выдавливающему эффекту, даже с небольшим количеством смазочного масла, и, дополнительно, ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении устанавливается большей диаметра d2 отверстия для подачи масла в диаметральном направлении и меньшей четырехкратного этого диаметра d2 для торможения всасывания воздуха в камеру насоса, когда гидравлическое давление в канале для подачи масла является низким.
Кроме того, канал для подачи масла выполнен внутри ротора в его осевом направлении и содержит отверстие для подачи масла в осевом направлении, сообщающееся с трубой для подачи масла, причем отверстие для подачи масла в диаметральном направлении сообщается с этим отверстием для подачи масла в осевом направлении.
Кроме того, отверстие для прохода газа в диаметральном направлении сообщается с отверстием для подачи масла в осевом направлении.
Кроме того, проходная площадь S1 составляет 1,77 мм2, проходная площадь S2 - 3,14-4,91 мм2, проходное сечение S3 - 9,62 мм2, диаметр d2 - 2-2,5 мм, и ширина L - менее 10 мм.
Предпочтительные эффекты изобретения
В общем, проходная площадь S1 газового канала установлена максимально малой проходной площадью для того, чтобы уменьшать утечку смазочного масла во внешнее пространство через газовый канал, т.е. во внутренне пространство двигателя, когда гидравлическое давление смазочного масла, подаваемого от гидравлического насоса в канал для подачи масла, является высоким.
С другой стороны, традиционно, особое внимание не было уделено отношениям размеров вышеописанных проходного сечения S2 канала для подачи масла, проходного сечения S3 трубы для подачи масла, диаметра d2 отверстия для подачи масла в диаметральном направлении и ширины L канавки для подачи масла в направлении вращения ротора с той точки зрения, что необходимо подавать только требуемое смазочное масло в камеру насоса.
Однако в настоящем изобретении для того, что предотвращать воздух из внешнего пространства от всасывания в камеру насоса из газового канала максимально возможно, когда гидравлическое давление смазочного масла, подаваемого от гидравлического насоса в канал для подачи масла, является низким, значение проходной площади S2 канала для подачи масла устанавливается в диапазоне S1<S2≤3×S1. А именно, проходная площадь S2 канала для подачи масла устанавливается равной относительно небольшой проходной площади, которая в три раза больше проходной площади S1, которая является минимальной, газового канала, чтобы тем самым затруднять всасывание воздуха. Отметим, что проходная площадь S2 канала для подачи масла, раскрытого на Фиг.3 в JP 2006-226164, устанавливается приблизительно в шестнадцать раз большей, чем проходная площадь S1 газового канала, что является сравнением, основанным на чертежных данных.
С другой стороны, проходная площадь S2 канала для подачи масла устанавливается большей проходной площади S1 газового канала так, что требуемое смазочное масло надежно подается в камеру насоса во время работы вне холостого хода лопастного насоса.
Далее, в настоящем изобретении, проходная площадь S3 трубы для подачи масла устанавливается в диапазоне S2<S3≤3×S2 в отношении проходной площади S2 канала для подачи масла, устанавливаемой относительно небольшой. Причина этого в том, что может быть получен выдавливающий эффект созданием проходной площади S3 трубы для подачи масла большей проходной площади S2 канала для подачи масла, и тем самым гидравлическое давление в канале для подачи масла может быть сохранено максимально высоким даже с небольшим количеством смазочного масла во время холостого хода.
Дополнительно, в настоящем изобретении, ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении устанавливается в диапазоне d2<L<4×d2. Просвет отверстия для подачи масла в диаметральном направлении периодически пересекает канавку для подачи масла в осевом направлении посредством вращения ротора, и при пересечении ее просвет перекрывается для сообщения с канавкой. Однако, когда ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении устанавливается слишком большой, время сообщения, т.е. время перекрытия, растягивается и особенно когда гидравлическое давление канала для подачи масла во время холостого хода является низким, воздух легко всасывается за счет пониженного давления камеры насоса.
С такой точки зрения ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении устанавливается в вышеописанном диапазоне, чтобы тем самым тормозить всасывание воздуха.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в вертикальном разрезе лопастного насоса, показывающего вариант выполнения настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид в разрезе по линии II-II с Фиг.1;
Фиг.3 - вид в разрезе по линии III-III с Фиг.2;
Фиг.4 - график результатов испытаний, полученный исследованием отношения между числом оборотов и крутящим моментом; и
Фиг.5 - график результатов испытаний, полученный исследованием отношения между величиной подачи масла в камеру 2А насоса и крутящим моментом.
Наилучший способ осуществления изобретения
Далее, при описании варианта выполнения, показанного на чертежах, настоящего изобретения Фиг.1 и 2 показывают лопастной насос 1 согласно настоящему изобретению, при этом этот лопастной насос 1 прикреплен к боковой поверхности двигателя автомобиля, который не показан, для создания отрицательного давления в сервоприводе для тормозной системы, которая не показана.
Этот лопастной насос 1 включает в себя: корпус 2, в котором образована по существу круглая камера 2А насоса; ротор 3, который вращается движущей силой двигателя вокруг положения, эксцентричного в отношении центра камеры 2А насоса; лопасть 4, которая вращается ротором 3 и которая всегда делит камеру 2А насоса на множество пространств; и крышку 5, которая закрывает камеру 2А насоса.
Корпус 2 обеспечен впускным воздушным каналом 6, который сообщается с сервоприводом для торможения всасывания газа из сервопривода, причем впускной воздушный канал 6 размещен на верхней части камеры 2А насоса, и разгрузочным каналом 7 для разгрузки газа, всасываемого из сервопривода, причем разгрузочный канал 7 размещен в нижней части камеры 2А насоса, соответственно. Дополнительно, впускной воздушный канал 6 обеспечен обратным клапаном 8 для того, чтобы поддерживать отрицательное давление в сервоприводе, особенно когда двигатель остановлен.
Ротор 3 включает в себя цилиндрическую часть 3А ротора, которая вращается в камере 2А насоса, причем внешняя периферия части 3А ротора обеспечена так, чтобы контактировать с внутренней периферийной поверхностью камеры 2А насоса, впускной воздушный канал 6 размещен на ближней стороне в отношении вращения части 3А ротора, при этом разгрузочный канал 7 образован ближе к дальней стороне, чем часть 3А ротора.
В дополнение, канавка 9 образована в диаметральном направлении в части 3А ротора, а лопасть 4 перемещается с возможностью скольжения в направлении, перпендикулярном осевому направлению ротора 3 вдоль канавки 9. Дополнительно, смазочное масло из канала для подачи масла, который будет описан далее, течет между полой частью 3а, образованной в центре части 3А ротора, и лопастью 4.
Дополнительно, колпачки 4а обеспечены на обоих концах лопасти 4, при этом камера 2А насоса всегда делится на две или три пространства вращением этих колпачков 4а по мере непрерывного скольжения их по внутренней периферийной поверхности камеры 2А насоса.
В частности, камера 2А насоса делится лопастью 4 в проиллюстрированном горизонтальном направлении в состоянии на Фиг.1, дополнительно, камера насоса делится частью 3А ротора в вертикальном направлении в пространстве с проиллюстрированной правой стороны, и поэтому, камера 2А насоса делится всего на три пространства.
Когда лопасть 4 вращается вблизи положения, соединяющего центр камеры 2А насоса и центр вращения ротора 3 вращением ротора 3 из этого состояния Фиг.1, камера 2А насоса делится на два пространства: пространство со стороны впускного воздушного канала 6; и пространство со стороны разгрузочного канала 7.
Фиг.2 показывает вид в разрезе, взятом по линии II-II с Фиг.1, опорная часть 2В для поддержания с возможностью вращения части 3В вала, составляющей ротор 3, образована на проиллюстрированной правой стороне камеры 2А насоса в корпусе 2, при этом часть 3В вала вращается совместно с частью 3А ротора.
В дополнение, крышка 5 обеспечена на левом конце камеры 2А насоса, часть 3А ротора и концевая поверхность проиллюстрированной левой стороны лопасти 4 вращаются с возможностью скольжения, контактируя с этой крышкой 5, и дополнительно, концевая поверхность правой стороны лопасти 4 вращается с возможностью скольжения, контактируя с внутренней поверхностью опорной части 2B камеры 2А насоса.
В дополнение, нижняя поверхность 9а канавки 9, образованной в роторе 3, образована с возможностью скольжения ближе к стороне части 3В вала, чем поверхности, с которой камера 2А насоса и лопасть 4 контактируют с возможностью скольжения, при этом между лопастью 4 и нижней поверхностью 9а образован зазор.
Дополнительно, часть 3В вала выступает в проиллюстрированную правую сторону больше, чем опорная часть 2В корпуса 2, соединения 10, поворачиваемые распределительным валом двигателя, соединены в этом выступающем положении, при этом ротор 3 вращается вращением распределительного вала.
Дополнительно, канал 11 для подачи масла, через который протекает смазочное масло, образован на части 3В вала, и этот канал 11 для подачи масла соединен с гидравлическим насосом, приводимым в действие двигателем, который не показан, через трубу 12 для подачи масла.
Канал 11 для подачи масла включает в себя: отверстие 11а для подачи масла в осевом направлении, образованное в осевом направлении части 3В вала; и отверстие 11b для подачи масла в диаметральном направлении, просверленное в диаметральном направлении части 3В вала, причем отверстие 11b сообщается с этим отверстием 11а для подачи масла в осевом направлении.
В дополнение, в опорной части 2B корпуса 2, образована канавка 11с для подачи масла в осевом направлении, составляющая канал 11 для подачи масла, образованный так, чтобы обеспечивать сообщение камеры 2А насоса и отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении скользящей частью с частью 3В вала, при этом канавка 11с для подачи масла в осевом направлении образована на верхней части опорной части 2В, показанной на Фиг.2 в этом варианте выполнения.
Согласно этой конфигурации, когда просвет отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении перекрывается и сообщается с канавкой 11с для подачи масла в осевом направлении, как показано на Фиг.2, смазочное масло из отверстия 11а для подачи масла в осевом направлении течет в камеру 2А насоса через отверстие 11b для подачи масла в диаметральном направлении и канавку 11с для подачи масла в осевом направлении, и далее течет в полую часть 3а ротора 3 из зазора между лопастью 4 и нижней поверхностью канавки 9.
Дополнительно, лопастной насос 1 этого варианта выполнения включает газовый канал 13, который обеспечивает сообщение камеры 2А насоса с внешним пространством, когда канал 11 для подачи масла может сообщаться с камерой 2А насоса вращением ротора 3, и, конкретнее, когда просвет отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении перекрывает канавку 11с для подачи масла в осевом направлении.
Газовый канал 13 включает отверстие 13а для прохода газа в диаметральном направлении, высверленное в части 3В вала посредством проникания в отверстие 11а для подачи масла в осевом направлении, составляющего канал 11 для подачи масла, при этом это отверстие 13а для прохода газа в диаметральном направлении образовано в положении, повернутом от отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении на 90 градусов.
Дополнительно, на Фиг.3 показан вид в разрезе по линии III-III с Фиг.2, где на опорной части 2В корпуса 2, канавка 13b для прохода газа в осевом направлении, которая обеспечивает сообщение отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении с внешним пространством, образована на скользящей части части 3В вала.
Положение этой канавки 13b для прохода газа в осевом направлении образовано в положении, повернутом вдоль опорной части 2В на 90 градусов в отношении канавки 11с для подачи масла в осевом направлении, и поэтому в то же время, когда отверстие 11b для подачи масла в диаметральном направлении канала 11 для подачи масла сообщается с канавкой 11с для подачи масла в осевом направлении, отверстие 13а для прохода газа в диаметральном направлении сообщается с канавкой 13b для прохода газа в осевом направлении.
Рассмотрим работу лопастного насоса 1, имеющего в дальнейшем вышеописанную конфигурацию, подобно традиционному лопастному насосу 1, когда ротор 3 поворачивается под воздействием двигателя, лопасть 4 также поворачивается, совершая возвратно-поступательное движение в канавке 9 ротора 3 наряду с этим воздействием, при этом объем пространства камеры 2А насоса, разделенного лопастью 4, изменяется согласно вращению ротора 3.
В результате этого объем в этом пространстве со стороны впускного воздушного канала 6, разделенном лопастью 4, увеличивается для создания отрицательного давления в камере 2А насоса, при этом газ всасывается из сервопривода через впускной воздушный канал 6 для создания отрицательного давления в сервоприводе. Далее всосанный газ сжимается за счет увеличения объема пространства со стороны разгрузочного канала 7, при этом газ разгружается из разгрузочного канала 7.
Между тем, когда лопастной насос 1 запускается, смазочное масло подается в канал 11 для подачи масла от гидравлического насоса, приводимого в действие двигателем, через трубу 12 для подачи масла, при этом это смазочное масло течет в камеру 2А насоса, когда отверстие 11b для подачи масла в диаметральном направлении и канавка 11с для подачи масла в осевом направлении корпуса 2 сообщаются друг с другом вращением ротора 3.
Смазочное масло, подлежащее протеканию в камеру 2А насоса, течет в полую часть 3а части 3А ротора из зазора между нижней поверхностью 9а части канавки 9, образованной на части 3А ротора, и лопастью 4, это смазочное масло струится в камеру 2А насоса из зазора между лопастью 4 и канавкой 9 и из зазора между лопастью 4 и крышкой 5 для смазывания этих зазоров и для герметизации камеры 2А насоса, и после чего, смазочное масло разгружается из разгрузочного канала 7 вместе с газом.
Когда двигатель останавливается, выходя из вышеописанного рабочего состояния, ротор 3 останавливается по остановке двигателя, при этом впуск воздуха из сервопривода завершается.
Здесь, несмотря на то, что пространство со стороны впускного воздушного канала 6, разделенное лопастью 4, еще остается в состоянии отрицательного давления, когда ротор 3 остановлен, если просвет отверстия 11b для подачи масла в диаметральном положении и канавка 11с подачи масла в осевом направлении не соответствуют друг другу в это время, смазочное масло в отверстии 11а подачи масла в осевом направлении не течет в камеру 2А насоса.
По сравнению с этим, когда ротор 3 останавливается в положении, в котором просвет отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении и канавка 11с для подачи масла в осевом направлении соответствуют друг другу, большое количество смазочного масла в канале 11 для подачи масла стремится протекать в камеру 2А насоса за счет отрицательного давления камеры 2А насоса.
Однако, когда просвет отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении и канавка 11с для подачи масла в осевом направлении соответствуют друг другу, отверстие 13а для прохода газа в диаметральном направлении и канавка 13b для прохода газа в осевом направлении одновременно соответствуют друг другу, и поэтому газообразная среда из этого отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении течет в камеру 2А насоса для исключения отрицательного давления в ней, тем самым позволяя предотвращать большое количество смазочного масла от протекания в камеру 2А насоса.
Таким образом, в лопастном насосе 1, имеющем вышеописанную конфигурацию, когда проходная площадь газового канала 13 определена как S1, проходная площадь канала 11 для подачи масла определена как S2, проходная площадь трубы 12 для подачи масла определена как S3, диаметр отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении - d2, и ширина канавки для подачи масла в осевом направлении в направлении вращения ротора 3 - L, проходная площадь S2 канала для подачи масла устанавливается в диапазон S1<S2≤3×S1, а проходная площадь S3 трубы для подачи масла устанавливается в диапазон S2<S3≤3×S2, и дополнительно ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении - d2<L<4×d2, тем самым воздух из внешнего пространства предотвращается от всасывания в камеру 2А насоса из газового канала 13 максимально возможно, когда гидравлическое давление смазочного масла, подаваемого от гидравлического насоса в канал 11 для подачи масла, является низким.
Проходная площадь S1 газового канала 13 устанавливается максимально малой проходной площадью S1 для того, чтобы уменьшать утечку смазочного масла во внешнее пространство через газовый канал 13, когда гидравлическое давление смазочного масла, подаваемого от гидравлического насоса в канал 11 для подачи масла, является высоким.
В случае этого варианта выполнения, проходная площадь отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении устанавливается, как проходная площадь S1, при этом проходные площади других канавок 13b для прохода газа в осевом направлении, составляющих газовый канал 13, соответственно устанавливаются большими проходной площади S1 отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении.
Несмотря на то что отверстие 13а для прохода газа в диаметральном направлении предпочтительно является максимально малым, предпочтительно применять, например, отверстие с диаметром 1,5 миллиметра в соответствии с технологией или стоимостью обработки, и в этом случае, проходная площадь S1 отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении составляет 1,77 мм2.
Далее, в этом варианте выполнения, проходная площадь отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении, составляющего канал 11 для подачи масла устанавливается, как S2, а проходная площадь других отверстий 11а для подачи масла в осевом направлении и канавок 11с для подачи масла в осевом направлении, составляющих канал для подачи масла, устанавливаются большими проходной площади S2 отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении.
Предпочтительно применять, например, отверстие с диаметром d2=2 миллиметра - 2,5 миллиметра, как отверстие 11b для подачи масла в диаметральном направлении, и в этом случае проходная площадь S2 отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении составляет 3,14-4,91 мм2. А именно, в этом случае, отношение проходных площадей отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении и отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении составляет S2=1,8×S1-2,8×S1.
Как описано выше, проходная площадь S2 канала 11 для подачи масла создается относительно небольшой проходной площадью, не более чем в 3 раза большей небольшой проходной площади S1 газового канала 13, тем самым позволяя затруднять всасывание воздуха. Между тем, проходная площадь S2 канала 11 для подачи масла устанавливается большей проходной площади S1 газового канала 13, и тем самым требуемое смазочное масло выполняется надежно подаваемым в камеру 2А насоса.
Далее, в этом варианте выполнения, проходная площадь S3 трубы 12 для подачи масла устанавливается большей проходной площади S2 вышеуказанного канала 11 для подачи масла.
Предпочтительно применять, например, отверстие с диаметром 3,5 миллиметров, как отверстие трубы 12 для подачи масла, и в этом случае, проходное сечение S3 трубы 12 для подачи масла составляет 9,62 мм2. А именно, в этом варианте выполнения, отношение проходных площадей трубы 12 для подачи масла и канала 11 для подачи масла снижается в диапазоне S3=2,0×S2-3×S2.
Как описано выше, если проходная площадь S3 трубы 12 для подачи масла устанавливается большей проходной площади S2 канала 11 для подачи масла, можно ожидать получение выжимающего эффекта за счет канала 11 для подачи масла, и тем самым гидравлическое давление в канале 11 для подачи масла может быть сохранено максимально высоким даже с небольшим количеством смазочного масла во время холостого хода.
Дополнительно, в этом варианте выполнения, ширина L канавки 11с для подачи масла в осевом направлении в канале 11 для подачи масла устанавливается в диапазоне d2<L<4×d2. В случае этого варианта выполнения, так как диаметр отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении устанавливается в диапазоне d2=2-2,5 миллиметра, ширина L канавки 11с для подачи масла в осевом направлении больше 2 миллиметров, и снижается до значения в диапазоне менее чем 10 миллиметров.
Когда ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении устанавливается слишком большой, время перекрытия отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении и канавки 11с для подачи масла в осевом направлении становится длиннее, и особенно когда гидравлическое давление канала для подачи масла во время холостого хода является низким, воздух легко всасывается за счет пониженного давления камеры насоса, и поэтому ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении устанавливается в вышеописанном диапазоне, чтобы тем самым тормозить всасывание воздуха.
Фиг.4 и 5 представляют собой графики, показывающие результаты испытаний, соответственно. Фиг.4 представляет собой график результатов испытаний, полученный исследованием отношения между числом оборотов и крутящим моментом, при этом он показывает в виде скорости уменьшения крутящего момента (%) насколько крутящий момент примерного лопастного насоса настоящего изобретения изменялся в отношении амплитуды крутящего момента в традиционном примере.
В дополнение, Фиг.5 представляет собой график результатов испытаний, полученный исследованием отношения между величиной подачи масла в камере 2А насоса и крутящим моментом, и подобно случаю на Фиг.4, он показывает в виде скорости уменьшения крутящего момента (%), насколько крутящий момент примерного лопастного насоса настоящего изобретения изменялся в отношении результата испытания традиционного примера.
В испытании на Фиг.4, давление подачи смазочного масла регулируется так, что величина подачи масла может быть 0,3-0,4 л/м на каждое число оборотов, и в испытании на Фиг.5, давление подачи смазочного масла регулируется так, что величина подачи, показанная на Фиг.5, может быть получена по мере сохранения числа оборотов насоса по существу постоянным (приблизительно 300 об/мин).
Метки ◊ и метки □ на Фиг.4 и 5 обозначают пример настоящего изобретения, диаметр d2 отверстия 11b для подачи масла в диаметральном направлении установлен 2 миллиметрам (проходная площадь S2=3,14 мм2) в метках ◊, а диаметр d2 равный 2,5 миллиметрам (проходная площадь S2=4,91 мм2) в метках □. В дополнение, диаметр отверстия для подачи масла в диаметральном направлении традиционного примера устанавливается 3 миллиметрам (проходная площадь S2=7,07 мм2).
Дополнительно, диаметр отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении устанавливается 1,5 миллиметрам на каждом изображении (включая традиционный пример), и поэтому проходная площадь S1 газового канала 13 устанавливается 1,77 мм2. В дополнение, отверстие 3,5 миллиметра применяется для проходной площади S3 трубы 12 для подачи масла, поэтому проходная площадь S3 трубы 12 для подачи масла устанавливается 9,62 мм2, и дополнительно, ширина L канавки 11с для подачи масла в осевом направлении в канале 11 для подачи масла составляет 7,5 миллиметров.
Как может быть понятно из результатов испытаний, показанных на Фиг.4, когда диаметр отверстия 13а для прохода газа в диаметральном направлении обеспечивается меньшим, чтобы тем самым обеспечивать проходную площадь S2 канала 11 для подачи масла меньшей, как в примерах настоящего изобретения (◊ и □), можно ожидать большую скорость уменьшения крутящего момента особенно в области низких оборотов приблизительно 500 об/мин, по сравнению с традиционным примером с большой проходной площадью S2 канала 11 для подачи масла.
Это показывает, что в традиционном примере с большой проходной площадью S2 канала 11 для подачи масла, количество воздуха, всосанного в камеру 2А насоса, увеличивается, когда число оборотов насоса становится не более 500 оборотов, воздух, всосанный при вращении лопасти 4, снова разгружается за пределы камеры 2А насоса, и поэтому, крутящий момент становится больше вместе с увеличением количества воздуха, всосанного в камеру 2А насоса, в то время как согласно примеру настоящего изобретения, количество воздуха, всосанного в камеру 2А насоса, может быть уменьшено.
В дополнение, может быть понятным из результатов испытаний, показанных на Фиг.5, что согласно примеру настоящего изобретения (◊ и □), можно ожидать большой скорости уменьшения крутящего момента, по сравнению с традиционным примером, особенно в диапазоне 0,2-0,4 л/м с небольшой величиной подачи масла.
Отметим, само собой разумеется, что несмотря на то, что каждый вышеописанный вариант выполнения был описан с использованием лопастного насоса 1, включающего лист лопасти 4, традиционно известный лопастной насос 1, включающий множество лопастей 4, также применим, и дополнительно, применение лопастного насоса 1 не ограничивается созданием отрицательного давления в сервоприводе.
Перечень ссылочных позиций
1 лопастной насос
2 корпус
2А камера насоса
2В опорная часть
3 ротор
3А часть ротора
3В часть вала
4 лопасть
11 канал для подачи масла
11а отверстие для подачи масла в осевом направлении
11b отверстие для подачи масла в диаметральном направлении
11с канавка для подачи масла в осевом направлении
12 труба для подачи масла
13 газовый канал
13а отверстие для прохода газа в диаметральном направлении
13b канавка для прохода газа в осевом направлении
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ЛОПАСТНОЙ НАСОС | 2010 |
|
RU2480627C1 |
| ЛОПАСТНОЙ НАСОС | 2006 |
|
RU2374494C2 |
| ЛОПАСТНОЙ НАСОС (ВАРИАНТЫ) | 2006 |
|
RU2368809C2 |
| ЛОПАСТНОЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС | 2015 |
|
RU2602951C1 |
| СОПЛО ДЛЯ СОЗДАНИЯ РЕАКТИВНОЙ ГАЗОВОЙ И ЖИДКОСТНОЙ СТРУИ ДЛЯ СМЕСТИТЕЛЕЙ | 2016 |
|
RU2644604C1 |
| ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ СИСТЕМЫ ПРИВОДА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2011 |
|
RU2532039C1 |
| РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ РОТОРНАЯ МАШИНА | 2003 |
|
RU2313694C2 |
| МАШИНА ОБЪЕМНОГО ДЕЙСТВИЯ, В ЧАСТНОСТИ ЧЕТЫРЕХТАКТНОЙ ДВИГАТЕЛЬ | 1993 |
|
RU2102612C1 |
| СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР | 2013 |
|
RU2600206C1 |
| РЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ИЛИ ГИДРООЧИСТКИ ЖИДКОЙ НАГРУЗКИ, НАПРИМЕР ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ДИСТИЛЛЯТОВ СЫРОЙ ТЯЖЕЛОЙ НЕФТИ | 2009 |
|
RU2500451C2 |
Изобретение относится к лопастному насосу. Смазочное масло из трубы для подачи масла подается в камеру насоса через отверстие 11a для подачи масла в осевом направлении канала для подачи масла, отверстие 11b для подачи масла в диаметральном направлении и канавку 11с для подачи масла в осевом направлении. Газовый канал 13 включает в себя отверстие 13а для прохода газа в диаметральном направлении и канавку 13b для прохода газа в осевом направлении. Отверстие 13а для прохода газа в диаметральном направлении может сообщаться с канавкой 13b для прохода газа в осевом направлении, когда отверстие 11b для подачи масла в диаметральном направлении может сообщаться с канавкой 11с для подачи масла в осевом направлении. Проходная площадь газового канала, проходная площадь канала для подачи масла, проходная площадь трубы для подачи масла, диаметр отверстия для подачи масла в диаметральном направлении, ширина канавки для подачи масла в осевом направлении в направлении вращения ротора связаны определенными зависимостями. Изобретение направлено на предотвращение максимально возможного всасывания в камеру насоса из газового канала для увеличения крутящего момента двигателя. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Лопастной насос, содержащий: корпус, включающий в себя, по существу, круглую камеру насоса; ротор, который вращается вокруг положения, эксцентричного в отношении центра камеры насоса; лопасть, которая вращается ротором и которая всегда делит камеру насоса на множество пространств; канал для подачи масла, который периодически сообщается с камерой насоса вращением ротора; трубу для подачи масла, которая соединена с каналом для подачи масла для подачи смазочного масла в нее от гидравлического насоса; и газовый канал, который сообщает камеру насоса и внешнее пространство друг с другом, когда канал для подачи масла сообщается с камерой насоса вращением ротора, причем канал для подачи масла, содержит: отверстие для подачи масла в диаметральном направлении, расположенное на части вала ротора в его диаметральном направлении; и канавку для подачи масла в осевом направлении, которая расположена в корпусе для сообщения с камерой насоса, и с возможностью периодического перекрывающего сообщения вращением ротора с которой выполнен просвет отверстия для подачи масла в диаметральном направлении, при этом газовый канал содержит: отверстие для прохода газа в диаметральном направлении, которое расположено на части вала ротора в его диаметральном направлении для сообщения с каналом для подачи масла; и канавку для прохода газа в осевом направлении, которая расположена в корпусе для сообщения с внешним пространством, и с возможностью периодического перекрывающего сообщения вращением ротора с которой выполнен просвет отверстия для прохода газа в диаметральном направлении, при этом отверстие для прохода газа в диаметральном направлении выполнено с возможностью сообщения с канавкой для прохода газа в осевом направлении, когда отверстие для подачи масла в диаметральном направлении сообщается с канавкой для подачи масла в осевом направлении, при этом, когда проходная площадь газового канала определена как S1, проходная площадь канала для подачи масла - как S2, проходная площадь трубы для подачи масла - как S3, диаметр отверстия для подачи масла в диаметральном направлении - как d2, и ширина канавки для подачи масла в осевом направлении в направлении вращения ротора - как L, проходная площадь S2 канала для подачи масла устанавливается большей проходной площади S1 газового канала, но не более чем в три раза, при этом проходная площадь S2 является такой, что требуемое смазочное масло надежно подается в камеру насоса через канал для подачи масла, и проходная площадь S3 трубы для подачи масла устанавливается большей проходной площади S2 канала для подачи масла и в диапазоне от двукратной до троекратной проходной площади S2, включительно, так что гидравлическое давление в канале для подачи масла может быть сохранено максимально высоким благодаря выдавливающему эффекту, даже с небольшим количеством смазочного масла, и, дополнительно, ширина L канавки для подачи масла в осевом направлении устанавливается большей диаметра d2 отверстия для подачи масла в диаметральном направлении и меньшей четырехкратного этого диаметра d2 для торможения всасывания воздуха в камеру насоса, когда гидравлическое давление в канале для подачи масла является низким.
2. Лопастной насос по п.1, в котором канал для подачи масла выполнен внутри ротора в его осевом направлении и содержит отверстие для подачи масла в осевом направлении, сообщающееся с трубой для подачи масла, причем отверстие для подачи масла в диаметральном направлении сообщается с этим отверстием для подачи масла в осевом направлении.
3. Лопастной насос по п.2, в котором отверстие для прохода газа в диаметральном направлении сообщается с отверстием для подачи масла в осевом направлении.
4. Лопастной насос по п.1, в котором проходная площадь S1 составляет 1,77 мм2, проходная площадь S2 - 3,14-4,91 мм2, проходное сечение S3 - 9,62 мм2, диаметр d2 - 2-2,5 мм и ширина L - менее 10 мм.
| ЛОПАСТНОЙ НАСОС (ВАРИАНТЫ) | 2006 |
|
RU2368809C2 |
| JP 2009185699 A, 20.08.2009 | |||
| Способ и приспособление для нагревания хлебопекарных камер | 1923 |
|
SU2003A1 |
| РОТОРНЫЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС-КОМПРЕССОР | 0 |
|
SU383882A1 |
| МЕХАНИЧЕСКИЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС | 0 |
|
SU288220A1 |
| АГРЕГАТ КОМПРЕССОРНЫЙ РОТАЦИОННО-ПЛАСТИНЧАТЫЙ | 2003 |
|
RU2266430C2 |
