ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ НАСОС С ВНУТРЕННИМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ Советский патент 1973 года по МПК F04C2/08 

1

Известны шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением высокого давления, содержащие корпус с цилиндрической полостью, приводную шестерню с наружным зацеплением, свободно вращающуюся кольцевую шестерню с внутренним зацеплением, помещенный между шестернями разделителя и прилегающий к наружной периферической поверхности кольцевой шестерни в зоне высокого давления подвижный уплотнительный элемент. В последнем выполнена входная часть нагнетательного канала и он, будучи гидравлически разгружен, прижат к кольцевой шестерни с небольшим усилием.

Цель изобретения - увеличить угол обхвата уплотнительным элементом периферийнюй поверхности кольцевой шестерни и, следовательно, стабилизацию положения кольцевой щестерни, а также упростить конструкцию уплотнительного элемента.

Для этого кольцевая шестерня расположена эксцентрично относительно цилиндрической плоскости корпуса так, что линия действия равнодействующей от давления жидкости пересекает центральные оси цилиндрической полости корпуса и кольцевой шестерни, а уплотнительный элемент размещен в серповидном пространстве, образованном полостью корпуса и кольцевой шестерней, и имеет форму этого пространства. При таком выполнении насоса угол обхвата кольцевой шестерни уплотнительным элеменггом достигает 180°.

На фиг. 1 показан предлагаемый насос, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - насос со средним разгрузочным поршнем, имеюшим сферический наконечник, поперечный разрез; на фиг. 4 - составной кольцевой разгрузочный поршень; на фиг. 5 - разрез по Б-Б ва фиг. 4; на фиг. 6 - разгрузочные поршни из искусственного материала со ступеньками, шлицем, буртиком и кулачковой поверхностью; на фиг. 7- вид по стрелке В на фиг. 6; на фиг. 8 - взаимные разрезы по Г-Г и Д-Д; на фиг. 9 - насос с упругой подвижной шайбой, поперечный разрез; на фиг. 10 - насос с разделителем увеличенного размера и уплотнительнъш элементом, закрепленным штифтом, поперечный разрез; на фиг. И - разрез по Е-Е на фиг. 10; на фиг. 12 - то же, но с другим креплением поджимной шайбы; ва фиг. 13 - схема смещения элементов насоса при их износе; на фиг. 14 - насос с плоским утолщеняым концом разделителя, опирающимся на штифт, поперечный разрез.

Насос собирают в корпусе / с цилиндрической полостью, в которой размещена приводная щестерня 2 с наружным зацеплением, приводимая во вращение валом 3, и свободно вращающаяся кольцевая шестерня 4 с внутренним зацеплением, находящаяся в зацеплении с шестерней 2. Между шестернями 2 и 4 установлен разделитель 5, который может поворачиваться вокруг болта 6.

Шестерни расположены в полости корпуса / эксцентрично так, что линия действия равнодействующей от давления жидкости при работе насоса проходит по оси корпуса, соединяющей всасывающий а и Н1агнетательный б каналы. . .

На нагнетательной стороне насоса между кольцевой шестерней 4 и стенкой корпуса / размещен подвижный серповидный уплотнительный элемент 7, который стопорипгся от поворота щтифтом 8. Центрирование уплотнительного элемента Hia штифте осуществляется по буртику 9. Благодаря этому облегчается установка уплотнительного элемента по щестерне 4. Угол обхвата шестерни 4 уплотните.льным элементом .составляет 180°.

Для уравновешивания радиальных усилий, действующих на уплотнительный элемент, в нем выполнены три кольцевых отверстия, в которые установлены поршни 10. Подпоршневые полости соединены с полостью нагнетания каналами в. Наружные кромки поршней /О скруглены или имеют фаску, а сами поршни подл имаются к поверхности корпуса / тарельчатыми или волнистыми пружинами. Благодаря этому в начале работы Hiacoca поршни прижимаются к корпусу с небольшим усилием, и трение между поршнями -и корпусом не препятствует самоустановке уплотнительного элемента 7.

Средний из поршней // (см. фиг. 3) может быть размещен в расточке корпуса 1 и иметь сферический наконечник, входящий в углубление уплотнительного элемента 7. В этом случае уплотнительный элемент не крепится штифтом.

Кольцевые поршни могут состоять (см. фиг. 4 и 5) из наружного кольца 12 с кольцевым выступом, которым оно прилегает к наружной поверхности корпуса, промежуточного уплотнительного кольца 13 круглого сечения и внутреннего кольца 14 из искусственного материала. Наружное и внутреннее кольца снабжены внутренними носиками, которые входят в продольный паз г, выполненный во внутренней боковой поверхности кольцевых углублений поршней. Для удерживания составных поршней от выпадания -при монтаже насоса служат полые втулки 15 с отбортовкамИ.

Разгрузочные поршни 16 могут быть также изготовлены из искусственного .-материала и вьгполнены ступенчатыми (см. фиг. 6 и 7). На меньшей ступени имеется буртик 17, ступень прорезана шлицем д, и, кроме того, имеется выступ 18 в виде кулачка. Отверстие для поршня, в уплотнительиом элементе 7 также выполнено ступенчатым и снабжено пазом е. При введении поршня 16 ъ отверстие уплотнительного элемента меньшая ступень сжимается, а затем после прохождения буртика 17

через минимальный диаметр отверстия уплотнительного элемента, расширяется. При этом буртик 17 входит в расточку увеличенного диаметра, а кулачок 18 - в паз е. Уплотнительный элемент 19 может иметь ширину большую, чем ширина кольцевой шестерни 4 (см. фиг. 8 и 9), и опираться на дополнительные подвижные шайбы 20, установленные под кольцевой шестерней и над ней.

Подвижные шайбы фиксируются в корпусе на штифте 21 и опираются на вал 3. Ось 22 разделителя 5 входит в пазы ж подвижных шайб 20 и может смещаться вдоль пазов.

В концевых участках уплотнительного элемента 25, выступающих за кольцевую щестерню 4, выполнены прорези з, увеличивающие упругость этих участков. Разделитель 5 в этом случае первоначально имеет завыщенный наружный размер. В начале работы насоса наружная поверхность разделителя снащивается, и только после этого уплотнительный элемент 19 вступает в контакт с подвижными щайбами 20. В поджимных щайбах могут быть выполнены глухие прорези и, оканчивающиеся

отверстиями к (см. фиг. 10). Такая конструкция увеличивает упругость подвижных щайб. Уплотнительный элемент 7 может быть связан с подвижными щайбами (см. фиг. 11, 13) штифтом 23, при этом подвижные шайбы полностью обхватывают вал 3. При такой конструкции в случае износа разделителя и смещения деталей насоса (см. фиг. 14) распределение усилий на детали сохраняется неизменным.

Штифт 23 может входить в отверстие л боковой крышки 24. При1 этом штифт имеет шейку 25 уменьшенного диаметра и посадочный поясок 26, диаметр которого меньше диаметра отверстия л.

Утолщенный конец разделителя 5 может быть выполнен плоским (см. фиг. 15) и опираться на лыску щтифта 27, ограничивающую его поворот при повыщенном износе.

Предмет изобретения

1. Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением высокого давления, содержащий корпус с цилиндрической полостью, приводную щестерню с наружным зацеплением, свободно вращающуюся кольцевую шестерню с внутренним зацеплением, помещенный между шестернями разделитель и прилегающий к наружной периферийной поверхности кольцевой щестерни в зоне высокого давления подвижный уплотнительный элемент, в котором выполнена входная часть нагнетательного канала и который, будучи гидравлически разгружен, прижат к кольцевой шестерне с небольшим усилием, отличающийся тем, что, с целью увеличения угла обхвата периферийной поверхности кольцевой шестерни уплотнительвым элементом и, следовательно, стабилизации положения кольцевой шестерни, а также

упрощения конструкции уплотнительного элемента, кольцевая шестерня расположена эксцентрично относительно цилиндрической полости корпуса так, что линия действия равнодействующей от давления жидкости пересекает центральные оси цилиндрической полости корпуса и кольцевой шестерви, а уплотнин тельный элемент размещен в серповидном пространстве, образованном полостью корпуса и кольцевой шестерней, и имеет форму этого пространства.

2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент охватывает кольцевую шестерню в пределах угла, равного 180°.

3.Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью гидравлической разгрузки уплотнительного элемента, в..нем выполнены круговые или кольцевые углубления, выходящие к его наружной поверхности: и соединенные с нагнетательной зоной насоса каналами в элементе, а в углублениях размещены кольцевые поршни.

4.Насос по п. 3, отличающийся тем, что наружные кромки поршней скруглены или имеют фаску, а сами поршни поджаты к поверхности корпуса тарельчатыми или волнистыми пружинами.

5.Насос по пп. 1-3, отличающийся тем, что средний из поршней, ось которого совпадает с осью нагнетательного канала, еходит в расточку корпуса и имеет сферический внутренний наконечник, которым он опирается на сферическую вогнутую поверхность углубления в уплотнительном элементе.

6.Насос по пп. 1-3, отличающийся тем, что кольцевые поршни выполнены составными и каждый из них содержит наружное плоское кольцо с кольцевым выступом, которым оно прилегает к поверхности корпуса, промежуточное уплотнительнюе кольцо круглого сечения и внутреннее кольцо из искусственного материала, причем, наружное и внутреннее кольца имеют внутренние носики, входяшие в продольный паз, выполненный во внутренней боковой поверхности кольцевого углубления в уплотнительном элементе.

7.Насос по п. 6, отличающийся тем, что в каналах, сообщающих полости разгрузочных поршней с зоной нагнетания, помещены полые втулки с отбортовками, удерживающие поршни от выпадания при монтаже васоса.

8.Насос по пп. 1-4, отличающийся тем, что разгрузочные поршни изготовлены из искусственного материала и выполнены ступенчатымн со шлицем, буртиком и кулачковой поверхностью на ступени меньшего диаметра, а углубления в уплотнительном элементе, также выполнены ступенчатыми с выступами с пазами в ступенях меньшего диаметра, расположенными так, что буртик поршня заходит за выступ, а кулачковая поверхность входит в паз в углублении.

9.Насос по пп. 1-8, отличающийся тем, что уплотнительный элемент имеет ширину, большую ширины кольцевой шестерни, и опирается дополнительно на боковые поджимные шайбы, полностью или частично обхватывающие цапфы приводнюй шестерни.

10.Насос по п. 9, отличающийся тем, что ось, на которую надет разделитель, входит в

поджимную шайбу с возможностью осевого смещения, а через шайбу проходит фиксирующий штифт.

11.Насос по пп. 9 и 10, отличающийся тем, что в выступающих за кольцевую шестерню

концевых участках уплотнительного элемента выполнены торцовые прорезв, увеличивающие упругость этих участков.

12.Насос по пп. 9-11, отличающийся тем, что участок поджимной шайбы, на который

опирается уплотнительный элемент, частично отделен от основного тела шайбы глухой прорезью, увеличиваюшей его упругость.

13.Насос по пп. 9-12, отличающийся тем, что разделитель первоначально имеет несколько больший наружный размер, чем это необходимо, с тем, чтобы кольцевая шестерня, поджимаемая уплотнительным элементом, входила в контакт с разделителем прежде, чем поджимная шайба войдет в контакт с цапфой

приводной шестерни.

14.Насос по пп. 1-8, отличающийся тем, что поджимные шайбы, полностью обхватывающие цапфы приводной шестерни, имеют отверстия, в которые входит штифт, установленный в уплотнительный элемент.

15.Насос по п. 14, отличающийся тем, что штифт имеет концевой участок с посадочным пояском, который входит в отверстие, выполненное в боковой крышке корпуса.

16. Насос по пп. 1-9, отличающийся тем, что поджимные шайбы соединены цилиндрическим штифтом с разделителем и образуюшийся узел опирается на штифт, закрепленный в корпусе.

17. Насос по п. 16, отличающийся тем, что утолщенный конец разделителя выполнен плоским и опирается на штифт с плоской или цилиндрической опорной поверхностью, установленный в отверстии корпуса с возможностью

поворота или осевого смешения.

10

-fua.l

15

о-в

Вид В

фиг 7

Фиг Ю е-Е

24