Пластинчатый насос Советский патент 1993 года по МПК F04C2/34 

fe

Использование: для перекачки густых масс из открытых емкостей. Сущность изобретения: в каналах нагнетания корпуса с открытой полостью всасывания установлены обратные клапаны. Подпружиненные пластины установлены с возможностью осевого перемещения и образуют с профилированным ротором рабочие камеры. Ротор выполнен с одной или несколькими, равно- расположенными по окружности лопастями,.имеющими форму части плоского кругового кольца, на радиальных концах которого выполнены заодно с ним винтовой заходный элемент с режущей кромкой и винтовой элемент подъема пластин, герметично прилегающий верхней частью к торцу корпуса. Центральный угол части кольца ра- вел углу между пластинами в поперечном сечении насоса. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использованр для перекачки густых масс из открытых емкостей.

Целью изобретения является повышение КПД, производительности и равномерности подачи.

На фиг.1 изображен простейший вариант предлагаемого насоса, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - развертка лопасти.

Пластинчатый насос содержит корпус 1 с полостью 2 всасывания и каналы 3 нагнетания, профилированный ротор 4, пружины 5, пластины 6, установленные с возможностью осевого перемещения и образования с ротором 4 рабочих камер 7, при этом корпус 1 со стороны полости 2 всасывания выполнен открытым, а в каналах 3 нагнетания установлены обратные клапаны 8. Каждая

пластина имеет выполненный заодно с ней поршень 9 со сквозными осевыми каналами 10. В корпусе 1 имеются дополнительные камеры 11.8 которых размещены поршни 12 со штоками 13. жестко связанными с поршнями 9 пластин 6 с образованием поршневой 14 и штоковой 15 полостей. В каждом канале 3 нагнетания на выходе установлен обратный клапан 16, образующий с клапаном 8 замкнутый участок 17 канала 3 нагнетания. Поршневая полость дополнительной камеры 11 сообщена с атмосферой, а ее штоко- вая полость 15 сообщена каналами 18 и 19 с участком 17 канала 3 нагнетания, при этом в канале 19 установлен дроссель 20. Профилированный ротор 4 выполнен в виде части плоского кругового кольца 4 с заходным элементом 21 и элементом 22 подъема пластин 6. Центральный угол участи плоского кругового кольца равен углу между пластинами

СО

о о

со

6. В простейшем насосе с двумя пластинами 6 и однолопзстным ротором 4 угол f равен 180°. V насоса с двухлопастным ротором должно быть четыре пластины и f 90°. Насос с трехлопастным ротором требует размещения в корпусе шести пластин и р 60°. Таким образом насос.имеющий ротор с п лопастями должен иметь 2п пластин (п -1.2,3...).

Рабочая плоскость части кругового кольца ротора 4 перпендикулярная оси вращения ротора 4, поэтому пластины 6 при скольжении по этой плоскости неподвижны относительно корпуса 1 и затраты энергии на их подъем отсутствуют, а расход среды через обратный клапан 8 постоянен. Сила поджатия пластин 6 к плоскости 4 невелика, так как соответствует небольшому предварительному поджатию пружин 5. которое происходит при скольжении пластин 6 по заходному элементу 21. что повышает КПД насоса. Заходный элемент 21 и элемент 22 подъема имеют винтовые рабочие поверхности с канавками 23 и 24 соответственно, причем развертка этих поверхностей представляет собой част синусоиды от 0,5 до 1,5. что обеспечивает безударное взаимодействие пластин 6 с ротором 4. На конце заходного элемента 21 выполнена режущая кромка 25, предназначенная для улучшения заполнения рабочей камеры средой, Канав- ка 23 заходного элемента 21 начинается от режущей кромки 25 и заканчивается намного не доходя до конца винтовой поверхности заходного элемента 21, т.е. до начала плоской части ротора 4, что обеспечивает предварительное сжатие среды в рабочей камере и открытие обратного клапана 8 в момент выхода пластины 6 на плоский участок ротора 4. Глубина канавки .23 плавно уменьшается от начала к концу, что обеспечивает плавное повышение давления в рабочей камере без гидравлического удара.

Канавка 24 элемента подъема 23 пластин 6 начинается в начале элемента подъема 22, т.е. на стыке элемента 22 и плоского элемента, и заканчивается немного не доходя до конца элемента подъема 22, что обеспечивает герметичность между этим элементом и тором корпуса 1.

Пластинчатый насос работает следующим образом.

Корпус 1 насоса погружают в перекачиваемую среду. Ротор 4 приводится во вращение, захватывает среду своей режущей кромкой 25 и периодически взаимодействует с пластинами 6. Это взаимодействие начинается с касания пластиной 6 нижней части синусоидальной винтовой поверхности заходного элемента 21..При этом образуется рабочая камера между двумя ппасти нами, корпусом 1 и ротором 4. обьем которой уменьшается, так как одна из пластин движется по плоской части ротора 4. а дру гая поднимается заходным элементом 2 1. При этом среда в рабочей камере уплотняется, а ее излишки перетекают по канавке 23 в полость 2 всасывания. Так как глубина канавки 23 в верхней части заходного элемента 21 уменьшается до нуля, давление в рабочей камере плавно возрастает, открывается обратный клапан 8 и среда начинает перекачиваться в замкнутый участок 17, а из него через обратный 5 клапан 16 в канал 3 нагнетания. В тот момент, когда вторая по вращению ротора 4 пластина 6 выходит на плоскую часть, первая пластина 6 выходит на элемент подъема 22, так как центральный угол р плоской час- 0 ти ротора 4 равен углу между пластинами 6 в плане (фиг.З). При этом канавка 24 сообщает рабочие камеры, расположенные справа и слева от первой по вращению ротрра 4 пластины 6, вследствие чего полностью вы- 5 равнивается давление, действующее на пластину справа и слева, и она начинает подниматься, а среда из рабочих камер вытесняется через обратные клапаны 8, так объем рабочих камер уменьшается. При 0 подъеме пластины 6 сжимаются пружины 5, а среда из участка 17 поступает через каналы 18 и 19 в дополнительную камеру 11, объем которой увеличивается, так как штоки 13 перемещают.вверх поршни 12, вытесня- 5 ющие воздух из полости 14 в атмосферу. Расположенные в поршнях 9 сквозные осевые каналы 10 обеспечивают свободное перемещение пластин 6 в корпусе 1. При дальнейшем вращении ротора 4 первая по 0 ходу ротора 4 пластинка 6 движется вниз под действием пружин 5, опускаются поршни 12, которые вытесняют среду из штско- вых полостей 15 через каналы 18 и- 19 в участок 17 канала 3 нагнетания, и давление 5 в нем повышается. Дроссель 20, установленный в канале 19, уменьшает скорость пластины в конце их хода вниз, что уменьшает силу ударз поршней 9 о корпус 1.

После схода с ротора 4 первой по его 0 вращению пластины 6 вторая пластина 6 продолжает вытеснять среду из рабочей камеры, так как находится на плоской части ротора 4. В это же время режущая кромка 25 захватывает новую порцию среды, которая 5 заполняет разряженное пространство, образующееся за элементом подъема 22 ротора 4. Когда бывшая первая пластина вновь касается заходного элемента 21 ротора 4 она становится второй по вращению ротора 4. а бывшая вторая первой.

Таким образом цикл повторяется. При равномерном вращении ротора 4 описанные циклы непрерывно повторяются, обеспечивая постоянный расход среды через канал 3 нагнетания.

По сравнению с прототипом предложенный пластинчатый насос имеет большие КПД, производительность, равномерность подачи и ресурс.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

0 стыке плоского и винтового элементов, а конец - перед концом элемента подъема, при этом развертка винтовой поверхности, элемента подъема пластины представляет собой часть синусоиды от 0,5 до 1,5 л..

5