Шестеренный насос Советский патент 1992 года по МПК F04C2/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шестеренным насосам и может быть использовано в насосных агрегатах при перекачке различных материалов, включая материалы с волокнистыми, пылевидными и комбинированными наполнителями, а также в установках для подачи и нанесения битумных мастик при производстве кровельных работ в строительстве.

Известен шестеренный насос, применяемый исключительно для перекачки горячих битумных мастик с наполнителями, содержащий корпус, зубчатые колеса для передачи крутящего момента, зубчатые колеса для перекачки рабочего материала, подшипники и узлы уплотнений в виде многослойных сальниковых набивок.

Наиболее близким техническим решением является шестеренный насос, содержащий корпус с торцовыми крышками, валы, синхронизирующие шестерни, подшипники, уплотнительный узел, выполненный в виде двух сопряженных между собой эластичных колец и шайбы, сопряженной с торцовой поверхностью одного эластичного кольца, а торцовая поверхность другого эластичного кольца сопряжена с поверхностью рабочей камеры; рабочие шестерни, в теле которых на обоих торцовых поверхностях выполнены расточки и равномерно расположенные по окружности отверстия, при этом уплотнительный узел размещен в расточке, выполненной на одной из торцовых поверхностей, а в отверстиях размещены

VI

о Ч сп

упругие элементы, взаимодействующие одним концом с шайбой.

Известнотехническое решение по сравнению с аналогом имеет меньшую энергоемкость и материалоемкость при более высоком объемном КПД, однако консольная схема установки рабочих шестерен относительно подшипниковых узлов вызывает ряд существенных недостатков: низкую дол го вечность торцового уплотнения и подшипников, связанную с воздействием дополнительной осевой силы от давления рабочего материала из-за разности площадей торцовых поверхностей рабочих шестерен (золотниковый эффект); недостаточный объемный КПД насоса из-за наличия торцового зазора со сторона свободной торцовой поверхности рабочих шестерен; высокая материалоемкость из-за нерационального разноса подшипников для обеспечения жесткости вала от действия силы давления рабочего материала на консольный вал.

Целью изобретения является повышение объемного КПД, надежности и снижение материалоемкости насоса.

Это достигается тем, что в шестеренном насосе, содержащем корпус с торцовыми крышками, валы, синхронизирующие шестерни, подшипники, утютнительный узел, выполненный в виде двух сопряженных между собой эластичных колец и шайбы, сопряженной с торцовой поверхностью одного эластичного кольца, а торцовая поверхность другого эластичного кольца сопряжена с поверхностью рабочей камеры, рабочие шестерни, в теле которых на обоих торцовых поверхностях выполнены расточки и равномерно расположенные по окружности отверстия. При этом уплотнительный узел размещен в расточке, выполненной на одной из торцовых поверхностей, а в отверстиях размещены упругие элементы, взаимодействующие одним концом с шайбой, он снабжен вторым уплотнительным узлом, расположенным в расточке, выполненной в другой торцовой поверхности, при этом второй конец упругого элемента взаимодействуете шайбой второго уплотнительного узла.

В известном техническом решении (прототипе) уплотнение подшипников осуществляется по торцу корпуса со стороны подшипникового узла, при этом рабочая шестерня расположена вне подшипников (кон- сольно).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявляемом шестеренном насосе уплотнение подшипников осуществляется по торцам подшипниковых втулок по обе торцовые поверхности рабочих шестерен, причем последние расположены симметрично относительно подшипниковых узлов.

На фиг, 1 показан поперечный разрез

насоса; на фиг. 2 - узел уплотнения.

Шестеренный насос содержит корпус 1 с торцовыми крышками 2, синхронизирующие шестерни 3 для передачи крутящего момента, рабочие шестерни 4, приводной

0 вал 5, ведомый вал 6, подшипниковые втулки 7 с подшипниками 8, расположенными симметрично относительно рабочих шестерен 4. В теле рабочих шестерен 4 на обоих торцовых поверхностях выполнены симмет5 ричные расточки 9 и равномерно расположенные по окружности отверстия 10.

В расточках 9 размещены уплотнитель- ные узлы, каждый из которых выполнен в виде двух сопряженных между собой эла0 стичных колец 11 и 12 и шайбы 13, сопряженной с торцовой поверхностью эластичного кольца 11, а торцовая поверхность э/астичного кольца 12 сопряжена с поверхностью рабочей камеры 14, образо5 ванной торцовыми поверхностями подшипниковых втулок 7 и расточкой корпуса 1. В отверстиях 10 размещены упругие элементы 15, взаимодействующие своими концами с шайбами 13 обоих уплотнительных узлов.

0 Эластичные кольца 11 и 12 сопряжены между собой по конической поверхности 16. Причем кольцо 12 может быть выполнено из твердого неэластичного материала, например углеграфита, а его сопряженная с коль5 цом 11 поверхность может быть выполнена сферической для обеспечения самоустановки.

Шестеренный насос работает следующим образом.

0 При вращении приводного вала 5 крутящий момент через синхронизирующие шестерни 3 передается рабочим шестерням 4. На пути торцовых утечек насоса в расточках 9 по обеим торцовым поверхностям рабочих

5 шестерен 4 установлены уплотнительные узлы. Посредством упругих элементов 15 усилие передается на шайбы 13, которые, в свою очередь, передают его обеими концами одновременно на эластичные кольца 11

0 и 12 обоих уплотнительных узлов. Эластичные кольца 11,надвигаясь своей конической поверхностью на сопряженную поверхность эластичных колец 12, сдвигают их до упора в поверхность рабочей камеры 14,

5 после чего расклиниваются по конической поверхности 16, уплотняя при этом цилиндрические расточки 9 рабочих шестерен 4. Одновременно эластичные кольца 12, прижимаясь своей торцовой поверхностью к поверхности рабочей камеры 14 (или торцу

подшипниковой втулки 7), уплотняют подшипники 8 от попадания рабочего материала.

Предлагаемое размещение уплотни- тельных узлов возможно при условии раз- грузки рабочих шестерен 4 от воздействия крутящего момента с помощью синхронизирующих шестерен 3. Это условие позволяет выполнить в рабочих шестернях 4 расточки 9, которые ослабляют в поперечное сече- ние.

Формула изобретения 1. Шестеренный насос, содержащий корпус с торцовыми крышками, валы, синх- ронизирующие шестерни, подшипники, уп- лотнительный узел, выполненный в виде двух сопряженных между собой эластичных колец и шайбы, сопряженной с торцовой поверхностью одного эластичного кольца, а торцовая поверхность другого эластичного кольца сопряжена с поверхностью рабочей камеры, рабочие шестерни, в теле которых на обеих торцовых поверхностях выполнены расточки и равномерно расположенные

по окружности отверстия, при этомуплотни- тельный узел размещен в расточке, выполненной на одной из торцовых поверхностей, а в отверстиях размещены упругие элементы, взаимодействующие каждый одним концом с шайбой, отличающийся тем, что, с целью повышения объемного КПД, надежности и снижения материалоемкости насоса, он снабжен вторым уплотнительным узлом, расположенным в расточке, выполненной в другой торцовой поверхности, при этом другой конец упругого элемента взаимодействуете шайбой второго уплотнитель- ного узла.

2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что эластичные кольца, торцовые поверхности которых сопряжены с рабочей камерой, выполнены из твердого материала, например, углеграфита.

3.Насос по п. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности уплотнения, у колец, сопряженных с внутренней поверхностью рабочей камеры, кон- тактирующая с эластичным кольцом, поверхность выполнена сферической.

Использование: при перекачке материалов с волокнистыми, пылевидными и комбинированными наполнителями. Сущность изобретения: уплотнительный узел выполнен в виде двух сопряженных между собой эластичных колец (11, 12) и шайбы (13) сопряженной с торцевой поверхностью кольца (11). Поверхность кольца (12) сопряжена с поверхностью рабочей камеры (14). В теле рабочих шестерен (4) на обеих торцевых поверхностях выполнены расточки (9) и равномерно расположенные по окружности отверстия (10). Уплотнительные узлы размещены в расточках (9). В отверстиях (10) размещены упругие элементы (15), взаимодействующие одним концом с шайбой (13). Кольца (11, 12) сопряжены между собой по конической поверхности (16). Кольцо (12) м. б. выполнено из углеграфита. 2 з. п. ф-лы. 1 ил. (Л

7 / / -Ш

ti 13 // 12 L /./ /

сриг.2.