Пластинчатый насос Советский патент 1980 года по МПК F04C2/344 

(54) ПЛАСТИНЧАТЫЙ НАСОС

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к пластинчатым насосам. Известны пластинчатые насосы двукратного действия переменной пр изводительности, содержащие корпус расположенную в последнем обойму, выполненную составной в виде двух кулачковых колец, связанных между собой синхронизатором разнонаправленного вращения, торцовые диски с распределительными окнами, подключенными к подводящему и отводящему каналам, и ротор, связанный с валом и снабженный размещенными в его радиальных пазах дйумя группами лопастей, каждая из которых контакти рует с кулачковой поверхностью одного из колец 1. Однако в таких пластинчатых насоса) требуете, увеличение зазоров между группами лоп 1стей в рабочей зоне последних для предотйращения их заклинивания, что снижает надеж ность работы насоса и его КПД, а также ухудшает подвод и отвод жидкбсти в рабочие камерч насоса,что снижает его кавитационнке характеристики. Целью изоб зетения является повышение надежности и улучшение кави- тационных характеристик. Это достигается тем, что в корпусе между группами лопастей и кулачковыми кольцами установлен дополнительный распределительный диск,имеющий две пары сквозных окой, соединенных соответственно с подводяидам и отводящим каналс1ми, и сквозные щели, выполненные в перемычках между окнами. На фиг,1 изображен предложенный пластинчатый насос двукратного действия переменной производительности, разрез; на фиг,2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б фиг.2; на фиг,4 - сечение В-В фиг,2 (синхронизатор разнонаправленного вращения) на фиг,5 - насос при максимальной подаче, разрез; на фиг,6 - то же, при частичной подаче; на фиг.7 - то же, при нулевой подаче; на фиг,В схема взаимодействия полостей насоса (при нулевой подаче насоса). Насос содержит корпус 1, крышку 2, в которых на подшипниках 3 и 4 установлен вал 5, На шлицах, вала; 5 смонтирован ротор, выполненный в виде двух барабанов 6 и 7, в пазах которых подвижно установлены соответственно группы лопастей 8 и 9, пер вые из которых контактируют с кулачковой поверхностью поворотного кулачкового кольца 10, а вторые - поворотного кулачкового кольца 11. Кулачковые кольца iO и 11 размешены в статорных кольцах 12 и 13 и могут поворачиваться в них на некоторый угол. Кулачковое кольцо 10 имеет выступы 14 (см.фиг:2 ), которыми оно входит в концентрические пазы статорного кольца 12. В корпусе 1 размещены торце вые диски 15 и 16, установленные с соответствующих торцов барабанов 6 и 7, Между. группами лопастеЙ 8 и :9, бapaбaнa tи б и 7, кулачковыми

кольцами 10 и 11 и статорными коль: цами 12 и 13 установлен дополнительный распределительный диск 17.

Барабан 6, лопасти 8, поворотное кулачковое кольцо 10 и диски 15 и 17 образуют рабочую камеру 18, а барабан 7, лопасти 9 и диски 16 и 17 образуют вторую рабочую камеру 19

Закрытые с двух сторон распределительными дисками 15 и 17 концентрические пазы статорного кольца 12, наружная поверхность и выступы Г4 кулачкового кольца 10 образуют двухсторонний ГИДРОЦИЛИНДР; В ПОЛОСТИ 20 и 21 которого (см.фиг.2) подводится управляющая х идкость, например, от регулятора 22 (устройство регулятора на чертежах не показано)

Торцовые диски 15 и 16 имеют по две пары диаметрально расположенных распределительных выпускных 23 и нагнетаюиих 24 окон, между которыми образованы перемычки 25.

Дополнительный распределительный диск 17 имеет две пары диаметрально расположенных сквозных впускных 26 и нагнетающих 27 окон, которые выполнены одинакового сечения с соответствующими окнами 23 и 24, и перемычки 28, образованные между окнами.

В каждой перемычке 28 диска 17 выполнена сквозная шёпь 29, шириной менее толщины лопастей В и 9.

В крышке 2, распределительных дисках 15, 16, 17 и статорных кольцах 12, 13 выполнены подводящие каналы 30, сооб01енные с впускными окнами 2 и щелью 29, и отводящие каналы 31, сообщенные с нагнетаюгчими окнами 24 и 71 (см.фиг.3) .

Встаторном кольце 12 выполнены каналы 32 и 33 подвода жидкости от регулятора 22 в полости 20 и 21 гидpoцили дpa,

Кулачковые кольца 10 и 11, образующие обойму пластинчатого насоса, имеют на наружной поверхности зубчатые секторы 34 и 35 (см.фиг.2) и свзаны между собой синхронизатором ранонаправленного врашенил, состоящего из двух шестерен 36 и 37 (см.. фиг.4) с двойными зубчатыми венцами

Шестерни 36 и 37 установленч в статорных кольцах 12 и 13 на подгиипниках 38.

В статорном кольце 12 имеются упоры максимальной 39 и нулевой 40 подачи ,

Распределительный диск 15 выполнен плавающим и поджат тарельчатой пружиной 41, а при работающем насосе дополнительно поджимается давлением нагнетания.

Распределительные диски 15, 16 и 17 статорные кольца 12 и 13 г )иксируются от проворачивания между собой и крышкой 2 1чтифтами 42 (см.фиг. 3).

Подвод жидкости к насосу ocyutecTвляется через штуцер 43, а нагнетание - через штуцер 44. Внутренняя полость насоса герметизируется крышкой 45 с установленной в ней манжетой 46.

Регулятор сообщается со сливной магистралью топливной или гидросистемой объекта через штуцер 47.

Работает насос следующим образом. Ротор насоса приводится во вращение через шлицевой конец вала 5. Перед запуском насоса давлением жидкости, поступающей от подводящей магистрали насоса через регулятор 22 по каналу 32 в полость 20 (полость 21 при этом сообщена со сливной магистралью кулачковое кольцо 10 поворачивается в статорном кольце 12 до упора 39 максимальной подачи. При этом кулачковое кольцо 11, связанное с кулачковым кольцом 10 зубчатым сектором 35 через шестерни 37 и 36 синхронизатора разнонаправлединого вращения и зубчатым сектором 34, также устанавливается в положение максимальной подачи,

При вращении ротора лопасти 8 и 9, расположенные в пазах барабанов 6 и 7, прижимаются к. кулачковым поверхностям соответствующих поворотных колец 10 и 11. Жидкость от штуцера 43 через подводящие каналы 30 и впускные окна 23 и 26 распределительных дисков 15, 16 и 17 поступает в рабочие камеры 18 и 19. Двухсторонний подвод жидкости в каждую из рабочих камер 18 и 19 обеспечивает необходимые условия всасывания,

В рабочих камерах 18 и 19 жидкость отсекается лопастями 8 и 9 и перег-алчками 25 t 28 дисков 15, 16, 17, перемещается в зону нагнетания и через окна 24 и 27, отводящие каналы 31 поступает к штуцеру. 44.

При появлении давления нагнетания лопасти 8 и 9 дополнительно поджимаются жидкостью, которая подводится от отводящих каналов 31 через свер ления 48 и кольцевые проточки 49, под торцы лопастей 8 и 9. Плавающий распределительный диск 15, предварительно поджатый к торцу статорного кольца 12 тарельчатой пружиной 41, также поджимается давлением нагнетания Кулачковые поверхности каждого из поворотных кулачковых колец 10 и 11 одинаковы и выполнены таким образом что за каждый оборот ротора пластины копируя форму поверхности дважды уве личивают объем камеры и дважды ее умеггьшают. Поэтому рабочее давление жидкости действует на диаметрально противоположные стороны ротора, чем достигается полная разгрузка подьаипников 3 и 4. В случае необходимости уменьшения подачи насоса от регулятора 22 через каналы 33 в полость 21 поступает жидкость под давлением, которое воздействуя на выступы 14, поворачивает поворотное кулачковое кольцо 10 в сторону упора 40 нулевой подачи Через синхронизаторразнонаправленного вращения кулачковое кольцо 11 синхронно поворачивается на тот же угол в обратную сторону. При этом изменяется положение кулачковых профилей относительно перемычек 25 и 28, что ведет к уменьшению подачи , Для увеличения подачи управляющее давление от регулятора 22 через канапы 32 поступает в полость 20 и ашвает синхронно в противополоу г -:1Х направлениях кулачковые кольца 10 и 11, при этом кольцо 10 перемещается в сторону упора 39 максимальной подачи. Положение поворотных кулачковых колец относительно перемычек окон распределительных дисков для различных подач показано на фиг,5, б, 7, для одной из рабочих камер, например камеры 18, Аналогичное изменение подачи происходит и при повороте кулачкового кольца в другую сторону. Рабочая камера 18 изображена на фиг,5 в положении максимальной подачи, на фиг,б - в положении одной из частичных подач, на фиг.7 - при нулевой подаче. Обеспечение равномерности подачи показано на схеме взаимодействия по.лостей насоса двух качающих узлов (см, фиг, 8) на примере режима нулевой подачи. Для одной рабочей камеры, например камеры 18, при повороте ротора насоса, например, на угол |Ь об;-ем Г жидкости. перемешаемый одной из.лопастей 8 из зоны всасывания в зону нагнетания, оказывается боль шим, чем объем Д, чремешаемый из зо ны нагнетания в зону всасывания, из за разности высоты лопаток подающей в зону нагнетания Ь и откачивающей из нее hj. После перехода лопастей 8 через среднее положение (где высота одинакова) перемещение жидкости из зоны всасывания в зону нагнетании оказывается меньшим, чем из зоны нагнетачия в зону всасывания (высота - лопасти 8 изменяется в обратную сторону) . При полном обороте ротора на угол, равный углу между смежными лопастями, подача и, следовательно, обшая подача одного качающего узла равны О, Для второй рабочей камеры 19, развернутой в обратную сторону относительно первой , изменение мгновенных подач по углу поворота ротора, как видно из сравнения, например, объемов Е и Ж, будет обратным первому качающему узлу. Так как рабочие камеры 18 и 19 насоса связаны гидравлически (см.фиг,8), то при синхронной параллельной работе двух рабочих камер с кулачковыми кольцами,повернутыми в разные стороны, значения мгновенных подач остаются постоянныivo-i, так как суммарная разность высот лопастей в двух качающих узлах, подающих в зону нагнетания и откачиваю11их из нее, остается все постоянной, а для нулевой подачи (см.фиг,9) равна О, т,е. . h. h. В насосе (см. фиг.1-8) рабочие камеры 18 и 19 отдельны дополнительным распределительным диском, а гидравлическая связь камер 18 и 19 осуществляется через сквозные впускные 26 н нагнетаю пие 27 окна, а также сквозные щели 29 в перемычках 28,.:в связи с чем поедотврашается зашемление жидкости ттрн прохождении лопастями 8 и 9 зоны перекрытия на перемычках распределительных дисков 15 , 1 б и 1 7 . Таким образом, в предложенной конструкции лопастного насоса двукратного действия переменной производительности предотвращается пульсация в камерах, в связи с чем нагрев жидкости в насосе уменьшается, поВ1-лиая КПД насоса во всем диапазоне подач рабочей жидкости. К тому же в насосе подвод и отвод жидкости в каждую рабочую камеру осу1пествляется с обоих торцов, что улучшает условия заполнения рабочих камер и, слбщователько, кавитационные характеристики насоса. Формула изобретения Пластинчатый насос двукратного действия переменной производительности, содержа1иий корпус, расположенную в последнезч обойму, выполненную составной в виде.двух кулачковых колец, связанных между собо синхоонизатором разнонаправленного вращения, торцовые диски с распределительннми окнами, подключенными к подводящему и отводящему каналам, и ротор, связанный с валом и снабженный размещенными в его ра,циальных пазах двумя, группами лопастей, каждая из которых контактирует с кулачковой по-

верхностью одного из колец, о т i: ичаюшийс я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения хавитационных характеристик, в корпусе между группами лопастей и кулачковыми кольцами установлен допоянительный распределительный диск, чмеюший две пары сквозных окон,соединенных соответсд-вечно с подводятчим и отводящим каналами, и CKBosHtje иели, выполненные з перемь чках между окнами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертипе

/J J7

// /J 12 10 6 фиг.З

Т 15

/2 29 dL--Q 28 fo