Роторный насос Советский патент 1993 года по МПК F04C2/336 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к насосам объемного вытеснения.

Таким образом, целью данного изобретения является повышение КПД насоса путем бусступенчатого регулирования транспортируемого количества среды при постоянном числе оборотов и упрощения конструкции.

На фиг.1 представлен продольный разрез роторного насоса; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.З - частичный разрез всасывающей зоны с кольцом с тангенциальными отверстиями; на фиг.4 - разрез В-В фиг.1; на фиг.5 - разрез С-С фиг.1; на фиг.6 - разрез Д-Д фиг.1; на фиг.7 - продольный разрез насоса с ротором, содержащим дополнительную торцевую шайбу; на фиг,8 - продольный разрез подшипника вала в качестве дополнения фиг.7; на фиг.9 - продольный разрез насоса, содержащего дополнительный узел.

Представленный на фиг.1-6 насос в соответствии с изобретением опирается на прямоугольную фундаментную плиту 1, которая служит как дополнительное увеличение жесткости против скручивания. На ней размещены передняя 2 и задняя 3 станины, С внутренней стороны этих станин 2, 3 расположены перемещаемые в горизонтальном направлении ведомые скользящие кольца 5, 6, а также лежащая между ними опора подшипника 4. На передней стороне станины 2 закреплен с помощью винтов корпус 19 насоса. Корпус 19 насоса закрыт крышкой подшипника 18, которая удерживает подшипник скольжения 26 вала 12. К задней стороне станины 3 привинчен фланец подшипника 10, который удерживает заднее положение первичного вала 12 поО

о со

0

I

со

средством подшипника скольжения 26 и, таким образом, составляет часть задней стенки.В корпусе 19 насоса выполнен всасывающий канал е с впускной зоной а, уплотняющей зоной f, выпускной зоной b и нагнетательным каналом д. В корпусе 19 вращается сделанный в форме полого цилиндра ротор 13 Ч у которого по периметру окружности на равном расстоянии имеются аксиальные отверстия, выходящие на внешнюю сторону ротора 13 . Эти отверстия содержат целиковые барабаны 16, в которые, в свою очередь, входят шиберы 15. Шиберы 15 в своем верхнем конце расположены на стержнях 14 кожуха ротора 13 , на которых могут вращаться и в своей круглой верхней частью уплотняют кожух ротора 13 ™ против корпуса.19 насоса с минимальным зазором в уплотняющей зоне d. Кожух ротора 13 , состоящий из торцевой шайбы 17 и закрепленных в ней с одной стороны и расположенных на равном расстоянии по периметру окружности пяти стержней 14, насажен на выходной вал 12, которым он приводится в действие. Ротор 13 , который посредством барабана 16 и

(h)

шибера 15 связан с кожухом ротора 13

(h)

прочно сидит на. полом валу 7, который расположен вне корпуса 19 насоса в опоре подшипника 4 и может вращаться в роликовом подшипнике 8 и шариковом подшипнике 9, Этот полый вал 7 может перемещаться в горизонтальной плоскости, так что может варьироваться эксцентриситет ротора 13. который сидит на валу 7, Это становится возможным благодаря перемещающему механизму, который состоит из четырех опорных стержней 30, с насаженными на них накладками 31, фиксатором 32, перемещающим валиком 33 и перемещающей рукояткой 34. При вращении рукоятки 34 в горизонтальной плоскости передвигается опора,подшипника 4, вместе с расположенными на обеих сторонах скользящими кольцами 5, 6. Эти расположенные между станинами 2 и 3 перемещаемые подшипники вторичного вала 4, 5, 6, 8, 9 устанавливаются с зазорами шестью стягивающими болтами. Уплотнение к ротору 13 принимает на себя смонтированное на полом валу 7 скользящее кольцо 23, которое ложится в достаточно большое отверстие для горизонтального перемещения в станине 2. Под-, шипник 9 уплотняется уплотняющим кольцом 28 вала, а задняя стенка насоса - уплотнителем 24 вала. Промежуточное кольцо 20 и направляющий стержень 22 служат для аксиального перемещения выходного вала 12. Крышка 21 уплотняет нэсос от наружной среды.

Изфиг.1 видно, что шибер 15 своим выступом входит в соответствующий паз барабана 16. Изготовленный из целого куска барабан 16 исключает заклинивание. Этот

5 принцип соединения в замок является реверсивным, в котором шибер изготавливается с двумя или большим числом выступов, которые зацепляются с соответственно выполненными барабанами 16 (см. фиг.9).

10 Важно однако, чтобы выступы делались прямоугольными, чтобы устранить потери от утечки.

Фиг. 3 показывает предусмотренный для высоких оборотов во впускной зоне а

15 кольцо 29, который состоит из расположенного по касательной отдельного направляющего щитка или выемок.в виде пазов на впускной стороне закрытого корпуса 19. Геометрию отдельных направляющих щитков

20 или выемок следует согласовывать в зависимости от существующих условий.

Фиг.7 и 8 показывают варианты исполнения кожуха ротора 13с задней стен- кой 35 ротора. В этих вариантах сердечник

25 ротора 13 , торцевая шайба 17 , поводковый винт 41, шибер 15 . барабан 16 и задняя стенка 35 ротора 13 представляют одну конструкционную группу. При этом сердечник ротора 13 опирается на полый

30 вал 7 и укрепляется пружинящей шпонкой против проворачивания. Шайба 17 насажена на выходной вал 12, где пружинящая шпонка служит поводком. Затяжной винт 39 с помощью затяжной втулки 38 затягивает

35 всю конструкционную группу , 17, 41, 15, 16, 35 в аксиальном направлении на вторичном валу 7. При монтаже или при чистке насоса конструкционная группа 17, 41, 15, 16, 35 может быть снята с выход40 ного вала 12 , соответственное полого вала 7 путем освобождения затяжного винта 39.

Фиг. 8 показывает опору первичного вала 12 при помощи шарикоподшипника 42

45 со стороны приводного механизма. Аксиальная юстировка первичного вала 12 производился при помощи котировочного кольца 43 и затяжного кольца 44, которое одновременно предохраняет выходной вал

50 12 от перемещения в аксиальном направлении. Предохранительные винты 46, 47 за- крепляют котировочное кольцо 43 и затяжное кольцо 44 на выходном валу 12. Фланец 45 содержит шарикоподшипник 42

55 в своем гнезде и служит одновременно его крышкой.

. Фиг.9 показывает вариант двойного роторного насоса, который вплоть до одностороннего исполнения sans, представляет

зеркально симметричное изображение фиг,7 с серединной опорой 8.

При пуске выходного вала 12 в заданном направлении вращения, камеры с увеличиваются в размерах и засасывают перемещаемое вещество между движущимися во впускной зоне а поворотными золотниками 15, чтобы выпустить его из корпуса 19 насоса в выпускной зоне b при уменьшающемся размере камер с. Этот способ действия широко известен и поэтому не требует подробного объяснения. Благодаря предлагаемому принудительному перемещению шиберов 15 посредством стержней 14 и барабана 16 создается пре- пятствие трению о корпус 19 насоса из-за центробежной силы, и тем не менее рабочее пространство в уплотнительной зоне f в достаточной степени уплотняется. Предлагаемое расположение вне корпуса насоса подшипников ротора 4, 5, 6, 8, 9 перемещаемых в горизонтальной плоскости, делает возможным приложение больших усилий на ротор и к тому же делает насос нечувствительным в отношении несмазывающих перекачиваемых веществ, при одновременной плавной регулировке перемещаемой массы.

Формул а. изобретения 1. Роторный насос, содержащий узел, выполненный в виде корпуса с внутренней цилиндрической полостью и каналами всасывания и нагнетания рабочей среды, торцевые крышки, эксцентрично установленный в корпусе на валу ротор с торцевой шайбой и цилиндрическими рас- точками, в которых размещены барабаны с пазами и расположенными в последних шиберами, внешние концы которых закрепле- ны на торцевой шайбе, и выходной вал, о т- личающийся тем, что, с целью повышения КПД путем бесступенчатого регулирования транспортируемого количества среды при постоянном числе оборотов и упрощения конструкции, насос снабжен цилиндром с боковыми крышками и полым валом, при этом полый и выходной валы концентрично размещены в цилиндре, полый вал установлен в цилиндре с возможно- стью вращения и радиального перемещения, ротор установлен на полом

валу, а внешние концы шиберов соединены с торцевой шайбой посредством стержней.

2. Насос по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что выходной вал расположен в подшипниках, расположенных в одной из торцевых крышек корпуса и фланце боковой крышки цилиндра.

3. Насос по п.1 или 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что с целью изменения направления потока рабочей среды, он снабжен кольцом с тангенциальными отверстиями в зоне всасывания, жестко закрепленными на корпусе насоса.

4. Насос по п. 1 или 2, или 3, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что в шиберах выполнены прямоугольные выемки, а в барабанах - ответные прямоугольные выступы.

5. Насос по п.1 или 2, или 3 или 4, о т - личающийся тем, что полый вал установлен с возможностью синхронного вращения с ротором,

6. Насос по п.1 или 2, или 3, или 4 или 5, отличающийся тем,, что, с целью обеспечения плавного регулирования экс- центиситета. он снабжен регулировочным механизмом,

7. Насос по п.1 или 2, или 3, или 4, или 5 или 6, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным узлом, установленным коаксиально на полом валу, при этом узлы установлены по обе стороны от цилиндра.

8. Насос по п.1 или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости опоры шибера, он снабжен дополнительной торцевой шайбой, установленной с противоположной стороны ротора и соединенной с внешними концами шиберов посредством- стержней.

9. Насос по п.1 или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7 или 8, отличающийся тем, что полый вал установлен на выходном валу с зазором, величина которого равна величине эксцентриситета.

10. Насос по п.1 или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8 или 9, отличающийся тем, что он снабжен уплотнительными, установленными в полости между ротором и цилиндром с.возможностью взаимодействия с наружной поверхностью полого вала и ее уплотнения относительно цилиндра.

э7 El е 91 61 SI )

-ут

17986081

18 . 19 36 13

17 131 35

35 15 16 4f

Использование: в насосах объемного вытеснения. Сущность изобретения: узел выполнен в виде корпуса с внутренней цилиндрической полостью и каналами всасывания и нагнетания рабочей среды. В корпусе на валу эксцентрично установлен ротор с торцевой шайбой и цилиндрическими рас- точками, в к-рых размещены барабаны. В пазах барабанов расположены шиберы, внешние концы к-рых закреплены на торцевой шайбе. Полый и выходной валы концеи- трично размещены в цилиндре. Полый вал установлен с возможностью вращения и радиального перемещения. Ротор установлен на полом валу. Внешние концы шиберов соединены с торцевой шайбой стержнями. Выходной узел установлен в подшипниках, расположенных в одной из торцевых крышек корпуса и фланце боковой крышки цилиндра. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.