Насос Советский патент 1981 года по МПК F04B9/02 

1

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам, имеющим механический привод рабочего органа.

Известен насос, содержащий корпус 5 с размещенным в нем преобразователем вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное движение плунжера, включагадим выходной вал со ишицевым и резьбовьом участками, U каждый из которых при помси1и индивидуальной кинематической цепочки из двух зубчатых колес связан с привод- ным валом, причем кинематическая цепочка от приводного вала на резь-15 бовый.участок выходного вала выпол- иена некруглыми зубчатыми колесами Llj

П.

Известный насос имеет незначительный рабочий ход плунжера, что20 обусловлено конструкцией преобразователя вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное движение плунжера, имеклдэго в каждой кинематической цепочке между ,25 приводным и выходным валами некруглые зубчатые колеса, смещенные по фазе на 180°.

Целью.изобретения является увелишние длины рабочего хода ппунжера. 30

Эта цель достигается тем, что между каждой парой зубчатых колес установлено дополнительно по зубчатому колесу, причем все колеса, составляющие кинематическую цепочку к шлицевому участку выходного вала, выполнены цилиндрическими, а дополнительное колесо, установленное в кинематической цепочке к резьбовому участку выходного вала, имеет некруглую форму.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема привода плунжера насоса; на фиг.2 - центроиды зубчатых колес в положениях, соответствующих мертвым точкам возвратно-поступательного движения выходного вала.

Насос содержит корпус 1 с размещенным в нем преобразователем вращательного движения приводного вала 2 в возвратно-поступательное движение ппунжера 3, включающим выходной вал 4 со птицевым 5 и резьбовым 6 участками. Каждый из участков 5 и 6 выходного вала 4 при помощи индивидуальной кинематической цепочки из зубчатых колес связан с приводным валом 2. Кинематическая цепочка от приводного вала 2 до шлицевого участка 5 вала 4 выполнена в виде трех цилиндрических зубчатых колес 7,8 и 9 с передаточным отношением, равным единице

Кинематическая цепочка от приводнего вала 2 до резьбового участка 6 вала 4 выполнена в виде трех некруглых з.убчатых колес 10,11 и 12,

Зубчатое колесо 9 имеет в зоне сопряжения с валом 4 шлицы, а зубчатое колесо 12 имеет в зоне сопряжения, с валом 4 резьбу. Зубчатые колеса 9 и 12 зафиксированы от осевых перемещений при помощи радиальноупорных подшипников 13 и 14.

Выходной вал 4 связан с плунжером 3 при помощи соединительного элемента 15 с упорными подшипниками 16. Плунжер 3 размещен в цилиндре 17 с образованием рабочей- камеры 18.

Рассмотрим кинематические цепочки состоящие из некруглых колес, 10,11, и 12 и цилиндрических колес 7,8 j 9. Обозначим оси вращения этих колес точками 1 - 21 (фиг. 2) .При зацеплении эллиптических центроид колес 10, 11 и 12 в точках 20 и 21 большая ось центроиды колес°а 11 перпендикулярна линии 17-19 зацепления, при этом фокальные радиусы колеса 11 18)19,20 и 18,19,20,21 равны, как фокальные радиусы, перпендикулярные большой оси эллипса, фокальные радиусы колеса 10 - 17,18,19,20 и 17,18, 19,20,21,22, и колеса 12 - 19,20,21 и 19 ;20,21,22,23 также равны между собой, как фокальные радиусы, зацепляющиеся с одинаковым фокальным радиусом колеса 11. Таким образом, передаточное отношение кинематической цепочки из некруглых колес 10,11 и 1 в точках 20 и 21 составляет единицу, тогда мгновенная угловая скорость вращения колеса 12 с резьбовым отверстирм в точках 20 и 21 зацепления равна угловой скорости вращения выходного вала 4, заданной колесом 9, что соответствует мертвым точкам возвратно-поступательного движения вала 4, и, следовательно, плунжера 3

При повороте ведущих колес 7 и 10 по часовой стрелке.на угол ЗбО - 2d круглые колеса 7,8 и 9 поворачивают вал 4 на этот же угол (где eL -. угол между фокальным радиусом и большей веью эллипсоРнебруглогоколеса) , а некруглые колеса 10 и 11 поворачивают колесо 12 с резьбовым отверстием на угол 2i. Разность углов поворота резьбового участка 6 вала 4 и резьбового отверстия колеса 12 составляет 360° -2d... Таким образом, за счет разницы угловых скоростей вала 4 и колеса 12 происходит вворачивание вала 4 в резьбовое отвестие колеса 12, и вал 4 получает поступательное движение.

Дальнейший поворот ведущих колес 7 и 10 на угол 2А. поверн ет вал 4 на угол , при этом некруглые колеса 10 и 11 поворачивают колесо 12 с

резьбовым отверстием на угол .360°-, Разность углов поворота вала 4 и колеса 12 вновь составляет 360°-2cl-2i , при этом резьбовое отверстие колеса 12 во взаимном вращении с резьбовым участком 6 вала 4 сообщает валу 4 поступательное движение в обратном направлении.

Таким образом, поворот ведущих колес 7 и 10 на угол 360 -2cL соответствует рабочему ходу вала 4 и плунжера 3, а поворот этих колес на угол 2ci соответствует обратному ходу вала 4 и плунжера 3.

Величина осевого хода вала 4 определяется зависимостью

1 -10-ft ,

чдоt-2,

где L - величина хода) t - шаг резьбы; Z - число заходов резьбы.

НасОс работает следующим образом.

При вращении приводного вала 2 зубчатые колеса 7 и 10, закрепленные на нем,, по соответствующим кинематическим цепочкам передают вращение колесам 8,9 и 11,12 соответственно. При этом выходной вал 4 через шлицевой участок 5 получает вращение с угловой скоростью, равной скорости вращения приводного вала 2. За счет разности в углах поворота между цилиндрическими колесами 7,8 и 9 и некруглыми колесами 10,11 и 12 происходит поворот колеса 12 относительно резьбового участка 6 вала 4, и последний совершает кроме вращательного и возвратно-поступательное движение. Поскольку вал 4 связан с плунжером 3 последний также совершает возвратнопоступательное движение относительно цилиндра 17, увеличивая такт всасывания и уменьшая такт нагнетания вi объем камеры 18.

Формула изобретения

Насос, содержащий корпус с размещенным в нем преобразователем вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное движение плунжера, включающим выходной вал со шлицевым и. резьбовым участками,каждый иэ которых при индивидуальной кинематической цепочки из двух зубчатых колес связан с приводным валом, причем кинематическая цепочка от приводного вала на резьбовой участок выходного вала выполнена некруглыми зубчатыми колесами, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения длины рабочего хода плунжера, между каждой парой зубча- . тых колес установлено дополнительно по зубчатому колесу, причем все колеса, составляющие кинематическую цепочку к шлицевомУ участку выходного вала выполнены цилиндрическими, а до5 ,

полнительное колесо, установленное в кинематической цепочке к резьбовому участку выходного вала, имеет некруглую форму.

Источники информации, ; принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3.930.415,кл .74-84 , опублик. 1976.