Шестеренный насос Советский патент 1993 года по МПК F04C2/04 

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к насосам для перекач-. ки жидких сред и может быть использовано, в частности, в смазочных системах двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности работы насоса, а именно обеспечение автоматического поддержания давления рабочей жидкости у потребителя.

На фиг.1 изображен предлагаемый ше- стеренный насос, общий вид в разрезе; на фиг.2 - сечение АтА на фиг.1; на фиг.З - сечение В-В на фиг.1.

Шестеренный насос (фиг.1, 2, 3) содержит корпус с крышкой 2, в расточках которого установлены внутренняя ведущая шестерня 3, жестко закрепленная на приводном валу 4, и внешняя ведомая шестерня 5. В зоне входа шестерен 3 и 5 в зацепление на поверхности крышки 2, примыкающей к

торцам шестерен 3 и 5, выполнен паз 6, длина которого более длины дуги, на которой происходит вытеснение рабочей жидкости, то есть больше расстояния по дуге между точкой а (фиг.1) пересечения окружностей головок зубьев и точкой Ь, общей для начальных окружностей внутренней и внешней шестерён. Паз 6 может быть выполнен криволинейным , например по дуге с радиусом R, с центром, лежащим на линии центров Oi и 02, однако наиболее технологичным является прямолинейный паз прямоугольного профиля. Обязательным условием в любом случае является сообщение паза 6 со сжимающимися межзубовыми полостями на всей длине вытеснения рабочей жидкости. В пазу 6 уста- новлен с минимальными зазорами подвижный ползун 7, приводимый в возвратно-поступательное движение штоком 8. В крышке 2 имеются окно 9 подвода жидко00

о VJ

Ю GO 00

сти и окно 10 отвода жидкости, при этом окно 9 сообщено каналом 11с концом паза б, второй конец паза 6 сообщен с окном 10 отвода жидкости. Ползун 7 механически связан штоком 8 с поршнем 12, установленным в цилиндре 13 вместе с пружиной 14, при этом полость 15 цилиндра 13 гидравлически сообщена с системой потребителя жидкости.

Ползун 7 делит паз 6 на две камеры; камеру 16 разгрузки межзубовых полостей, которая каналом 11 сообщена с всасывающей полостью 9, и вторую камеру 17, расположенную в нагнетательной полости 10 и отделенную от первой камеры 16 перемычкой ползуна 7, ширина которой в плоскости торцов шестерен 3 и 5 меньше шага зубьев шестерен.

Шестеренный насос работает следующим образом.

При вращении внутренней шестерни 3 (по часовой стрелке, фиг.1) в зоне выхода зубьев шестерен из зацепления межзубовые полости заполняются жидкостью, поступающей из окна 9 подвода жидкости, в указанных полостях жидкость переносится в зону входа зубьев в зацепление, где жидкость вытесняется в окно 10 отвода жидкости. Количество вытесняемой в окно 10 жидкости зависит от положения ползуна 7 в пазу 6. Так при крайнем положении ползуна 7 (в начале входа зубьев в зацепление) вся жидкость, вытесняемая зубьями, нагнетается в окно 10 отвода жидкости, при поло- жении ползуна 7 в другом крайнем положении (в зоне минимального объема между зубьями) жидкрсть вытесняется в паз б и затем через канал 11 поступает в окно 9 подвода жидкости (всасывающую полость).

При любом промежуточном положении ползуна 7 жидкость также вытесняется в паз 6, но при этом делится на две части: одна часть жидкости поступает в камеру 17 паза б, сообщенную с окном 10 отвода, другая в камеру 16 паза б, сообщенную с окном 9 подвода жидкости.

Таким образом, изменяя положение ползуна 7, можно получить любую подачу насоса в диапазоне от максимальной, определяемой конструкцией насоса и частотой вращения приводного вала 4, до нулевой подачи, соответствующей положению подвижного ползуна 7 в зоне минимального объема между зубьями шестерен 3 и 5.

На каждом установившемся режиме работы насоса (системы) поршень 12 находится в равновесии под действием двух сил: силы давления жидкости в полости 15 и силы пружины 14; при уменьшении давления жидкости в полости 15, сообщенной с потребителем, поршень 12 под действием пружины 14 перемещается вместе с ползуном 7 в направлении увеличения подачи, и наоборот, при увеличении давления жидкости в

полости 15 поршень 12, деформируя пружину 14, изменяет положение ползуна 7 в направлении уменьшения подачи.

Таким образом в системе потребителя автоматически поддерживается давление

жидкости в интервале значений, определяемых жесткостью пружины 14.

Выполнение насоса описанным выше образом позволяет повысить эффективность его работы, в частности обеспечить

5 подачу насосом жидкости в количестве, не превышающем необходимый расход в системе потребителя. Так, например, при использовании предлагаемого насоса в смазочной системе двигателя внутреннего

0 сгорания на большинстве скоростных режимов работы двигателя, близких или превышающих номинальный скоростной режим, в результате исключения излишне нагнетаемого насосом масла в систему и сбрасывае5 мсго затей редукционным клапаном в масляную емкость, значительно снижаются затраты энергии на привод масляного насоса, повышается механический КПД и улуч- шается топливная экономичность

0 двигателя.

Одновременно с этим улучшаются условия работы смазочного масла в результате уменьшения его подогрева (так как в данном случае отсутствует дросселирование м асла

5 в редукционном клапане) и снижения дополнительного насыщения масла воздухом при истечении из сливного или редукционного клапана, что позволяет увеличить продолжительность работ ы смазочного масла меж0 ду его сменами и таким образом снизить общий эксплуатационный расход масла двигателем.

Поддержание постоянного давления масла в смазочной системе улучшает усло5 вия работы пар трения, уменьшает интенсивность их износа и повышает надежность и долговечность двигателя.

Формула из обретения Шестеренный насос, в корпусе которого

0 в зоне зацепления шестерен выполнен по крайней мере один установочно-подвижный (между всасывающей и нагнетательной полостями), ползун с камерой разгрузки межзубовых полостей, сообщенный с

5 всасывающей полостью, шестерни выполнены с коэффициентом перекрытия, обеспечивающим одновременное зацепление по меньшей мере двух пар зубьев, а ползун снабжен второй камерой, расположенной в нагнетательной полости и отделенной от

первой камеры перемычкой, ширина которой меньше шага зацепления зубьев шестерен, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, насос снабжен регулятором, включающим механически связанный с ползуном подпружиненный поршень, нздпоршневая полость которого сообщена с точкой системы потребителя для поддержания у последнего заданного давления нагнетаемой жидкости,

Использование: в смазочных системах двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: в корпусе в зоне зацепленияшестерен выполнен установочно-подвижный (между всасывающей и нагнетательной полостями) ползун с камерой разгрузки межзубовых полостей. Ползун сообщен с всасывающей полостью. Шестерни выполнены с коэффициентом перекрытия, обеспечивающим одновременное зацепление двух пар зубьев. Ползун снабжен второй камерой, расположенной в нагнетательной полости и отделенной от первой камеры перемычкой, ширина которой меньше шага закрепления зубьев шестерен. Регулятор содержит механически связанный с ползуном подпружиненный поршень, надпоршневая полость которого сообщена с системой потребителя для поддержания заданного давления нагнетаемой жидкости, 3 ил.

5-6

9te 2.

Фае. 3,