Лопастной регулируемый насос Советский патент 1985 года по МПК F04C2/00 

1 n

Изобретение относится к насосостроению, в частности к лопастным насосам с регулируемой объемной подачей.

Целью изобретения является уменьшение габаритов насоса.

На фиг. 1 изображен лопастной регулируемый насос, продольньй разрез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1, на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг.4, на фиг. 6 - сечение Д-Д на фиг. 4; на фиг. 7 - сечение Е-Е на фиг. 1, на фиг. 8 - сечение Ж-Ж на фиг. 1| на фиг. 9-вид по стрелке И на фиг.З на фиг. 10 - сечение К-К на фиг. 9, на фиг. 11 - сечение Л-Л на фиг. I, н фиг. 12 - сечение М-М на фиг. 11, на фиг. 13 - сечение Н-Н на фиг. 12, на фиг. 14 - в увеличенном масштабе часть насоса, показанного на фиг. 1j на фиг. 15 - вид на сервоклапан при рабочем положении его золотника.

Лопастной регулируемый насос содержит корпус 1 с крышкой 2, ротор 3 с радиальными пазами 4 и размещенным в них подпрзжиненными лопатками 5, установленными с возмоясностью контакта с профилированной внутренней поверхностью 6 статорного кольца 7 для образования рабочих камер переменного объема 8 и. 9, попеременно сообщающихся с входной 10 и выходной 11 камерами насоса. В корпусе I образована камера 12 з равления, в которой подвижно в осевом направлении установлена и поджата пружиной 13 к торцовым поверхностям ротора 3 и статорного кольца 7, боковая плита 14, вьшолненная из двух пластин. На торцовых поверхностях статорного кольца 7 вьтолнены пазы 15-18, сообщенные с входной камерой 10. Пазы 15 и 16 статорного кольца 7 обращены к входным пазам 19 и 20, выполненным в крьшке 2. Пазы 19 и 20 соединены с окнами 21 и 22 крышки 2 при помощи каналов 23 и 24 соответственно, также выполненных в крышке 2.

Пазы 17 и 18 статорного кольца 7 обращены к окнам 25 и 26 соответственно, вьшолненным в боковой плите 14, имеющей также окна 27 и 28, причем последние при помощи каналов 29 и 30 соответственно в теле плиты сообщены с окнами 25 и 26. Давление в пазах I9 и 20 и окнах 21, 22 и 2528 одинаково и определяется как вход

59212

ное давление насоса. В крышке 2 корпуса 1 выполнены окна 31-34, причем окно 31 сообщено с окном 32 при помооц канала 35, а окно 33 с

окном 34 - при помощи канала 36.

Поток из окон 31-34 вьшодится на торец статорного кольца 7, прилегающий к боковой плите 14, при помощи каналов 37 и 38 в статорном кольце 7.

Боковая плита 14 имеет окна 3942, сообщенные с выходной камерой 1I насоса, при этом каналы 37 и 38 в статорном кольце 7 сообщаются с окнами 39 и 41 соответственно.

s Давление в выходной камере 11 является выходным давлением насоса. Поток рабочей жидкости из выходной камеры I1 через дугообразньй канал 43 в боковой плите 14 направляется

0 во внутреннее пространство трубчатого элемента 44, откуда через отверстие 45 поступает в .отверстие втулки 46, закрепленной в корпусе I и далее через вьшускное отверстие 47

5 поступает в гидросистему, питаемую насосом. Давление в выходном отверстии 47 является давлением в гидросистеме .

д Насос имеет гидравлически управляемый сервоклапан, содержащий установленный в аксиальной расточке , 48 статорного кольца 7 затвор в виде золотника 49 канал подвода 50, сообщенньй с камерой 12 управления, каналом 51 и осевьм каналом 52, выполненным в цилиндрическом элементе 53 выступающем из боковой плиты 14, канал 54 отвода, сообщенный с входной камерой 10, и две гидролинии управления, подведенные к противоположным торцам 55 и 56 золотника 49. Первая из гидролиний, действующая на торец 55 золотника 49, сообщена с выходным отверстием 47 насоса при помощи осевого канала 57 в коническом элементе 58, закрепленном на боковой плите 14 напротив отверстия во втулкз 46, канал 59 в боковой плите 14 и осевой канал 60 в цилиндрическом элементе 61, вы ступающем из боковой плиты 14 и входящем в аксиальную расточку 48 статорного кольца 7. Вторая из гидролиний управления, действующая на

торец 56 золотника 49, сообщена с выходной камерой 1I при помощи канала 62 в крышке 2, связанного с окном 33.

3

Сервоклапан включает также встроенный в золотник 49 предохранительный клапан, служащий для ограничения максимального уровня избыточного давления в гидросистеме. Предохранительный клапан включает нагруженный пружиной 63 затвор 6, перекрывающий входное отверстие 65, связанное с первой гидролинией управления и, следовательно, с выходным отверстием 47 насоса. Выход потока из предохранительного клапана осуществляется через отверстие 66, сообщаемое через канал 54 с входной камерой 10 насоса. Золотник 49 сервоклапана подпружинен и пружина 67 установлена со стороны его торца 55, к которому подведена первая гидролиния управления. Золотник 49 снабжен разгрузочной кольцевой канавкой 68, расположенной в зоне выхода в аксиальную расточку 48 канала подвода 50

Камера 12 управления сообщена с выходной камерой 11 при помощи дроссельного канала 69.

Ротор 3 приводится во вращение приводным валом 70.

Насос работает следующим образом.

При вращении приводного вала 70 происходит вращение связанного с ним ротора 3 относительно статорного кольца 7 и периодическое увеличение и уменьщение объема рабочих камер

8и 9. При увеличении объема рабочих камер 8 и 9 они при помощи распределительных окон 21, 22 и 25-28 и соответствующих каналов сообщаются с входной камерой 10 насоса, а при уменьшении объема рабочих камер 8 и

9они при помощи распределительных окон 33, 34 и 39-42 и соответствующих каналов сообщаются с расположенной в боковой плите 14 выходной камерой 11, откуда через канал 43, отверстие трубчатого элемента 44

и. отверстия 45, 46, нагнетаемая насосом жидкость поступает в выпускное отверстие 47 и далее в гидросистему.

Регулирование потока жидкости, нагнетаемой насосом, осуществляется следующим образом.

При увеличении давления, развиваемого насосом, сверх заданной величины жидкость из рабочих камер В и 9 с уменьшающимся объемом перепускается в рабочие камеры 8 и 9 с увеличивающимся объемом, что обеспечивается осевым перемещением боковой плиты 14 в камере 12 управления в ето95921

рону оси торцов ротора 3 и статор- ного кольца 7, при этом количество перепускаемой жидкости прямо пропорционально расстоянию, на которое g боковая плита 14 отходит от торцов ротора 3 и статорного кольца 7. Боковая плита I4 перемещается в соответствии с изменениями действующих на нее сил. Силы, действующие на ковую плиту 14 и заставляющие ее войти в контакт с торцами ротора 3 и статорного кольца 7, складываются из осевого усилия, развиваемого пружиной 13, и силы от давления жидкос)5 ти в камере 12 управления. Давление жидкости, развиваемое насосом, передается в камеру 12 управления из выходной камеры 11 через дроссельный канал 69. Силы,

20 действующие на боковую плиту 14 и эаставлякидие ее выйти из контакта с торцами ротора 3 и статорного кольца 7, складываются из сил от давления жидкости в рабочих камерах

25 8 и 9, Давление в камере 12 управления контролируется сервоклапаном. Когда Сервоклапан закрыт, его золотник 49 перекрьшает канал подвода 50, связанный камерой 12 управления, и давление в последней может подниматься, и боковая плита 14 находится в контакте с торцами ротора 3 и статорного кольца 7. Когда Сервоклапан открывается, его золотник 49 сообщает канал подвода

50 с каналом 54 отвода, что приводит к паденио давления в камере 12 управления, и боковая плита 14 выходит из контакта с торцами ротора 3 и статорного кольца 7.

Золотник 49 сервоклапана при его закрытом положении поджат пружиной 67 в одно из крайних положеНИИ и перемещается в другое крайнее и промежуточные положения перепадом давления между второй и первой гидролиниями управления, воздействующим на его торцы 56 и 55 соответственно.

Уменьщение потока жидкости при

скорости нагнетания вьше заданной обеспечивается тем, что площадь сечения отверстия 45, к.оторое управляет перепадом давления, действующим на Сервоклапан, является из55 меНяемой. Изменение сечения отверстия 45 обеспечивается благодаря конической форме элемента 58 и относительного перемещения этого

11

элемента и отверстия втулки 46. В частности, при перемещении боковой плиты 14 в сторону от ротора 3 и статорного кольца 7 жестко связанный с этой плитой конический элемент 58 перемещается относительно втулки 46, при этом площадь отверстия 45, образуемая конической поверхностью элемента 58 и отверстием втулки 46, изменяется, что приводит к изменеиш) перепада давления между входом в отверстие 45 и выходом из этого отверстия. При уменьшении площади отверстия 45 увеличивается разно ть между давлением жидкости в камере 11 (выходным давлением) и давлением жидкости в выходном отверстии

16

47 ( давлением в гидросистеме ), соответственно изменяется перепад давления между второй и первой гидролинИ ями управления сервоклапаном, и золотник 49 смещается вправо, обеспечивая падение давления в камере 12 управления и перемещение боковой плиты 14 на большую величину, чем та, которая была бы в том случае, если бы отверстие 45 имело постоянное сечение.

Размещение сервоклапана управления положением боковой плиты в аксиальной расточке статорного кольца позволяет существенно уменьшить габариты насоса.

. ЛОПАСТНОЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ НАСОС, содержащий корпус, ротор с радиальными пазами и размещенными в них лопатками, установленными с возможностью контакта с профилированной внутренней поверхностью статорного кольца для образования камер переменного объема, попеременно сообщающихся с входной и выходной камерами насоса, средства регулирования объемной поДачи насоса, включающие установленную в камере управления подвижно в осевом направлении и поджатую пружиной к торцовым поверхностям ротора и статорного кольца боковую плиту и гидравлически управляемый сервоклапан, содержащий установленный в аксиальной расточке затвор в виде золотника, канал подвода, сообщенный с камерой управления, канал отвода, сообщенный с входной камерой .насоса, и две гидролинии управления, подведенные к противоположным торцовым поверхностям золотника, первая из которых сообщена с выходньм отверстием насоса, а вторая. с выходной камерой насоса, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов насоса, аксиальная расточка для установки золотника, каналы подвода и отвода и по меньшей мере часть первой гидролинии управления вьшолнены в статорном кольце, а боковая плита снабжена двумя цилиндрическими, выступающими из нег элементами, прикрепленными к ней и имеющими осевые каналы, о S причем один элемент размещен в указЕнной аксиальной расточке статорно(Л го кольца и определяет частично первую гидролинию управления, а другойвходит в канал подвода. 2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что канал подвода сообщается с аксиальной расточкой статорного кольца на участке между 00 противоположными торцами золотника. сд 3.Насос по пп. 1 и 2, отлио ю чающийся тем, что золотник в зоне выхода в аксиальную расточку канала подвода снабжен разгрузочной кольцевой канавкой. 4.Насос по п. 1, отличающийся тем, что золотник сервоклапана подпружинен и пружина установлена со стороны его торца, к которому подведена первая гидролиния ,управления.

±:Л 8

ГЖи

М lii

г I ДГ

V-lTt

rrrr J --4:ir

« d-fcui

f7

Vui.J фиг.

й:и

20 2 2221 23 .13 Г-Г J/ 35 323 3 I /у

(риг, 5

(Риг. 7 33

иг.8

ВидН

18

38

Фиг. 9

м-н

53 52

II I

Н

(Pi/e. 12

19592J

л-л 5 5 S7 фи.1 ВО