1
Изобретение относится к (ому машиностроению и может найти применение в емкостном обрудовании для обработки высоковязких сред, снабженном шестеренчатыми устройствами для их выгрузки.
Известны устройства для вывода жидкостей из аппаратов, содержащие корпус с всасывающим и нагнетательными штуцерами, шестерни, расположенные в корпусе и входящие. во взаимное зацепление, и привод, соединенный шестернями. Всасывающий штуцер соединен с аппаратом через трубопровод. Эти устройства пригодны для вывода из аппаратов подвиухных, маловязких жидкостей (до 2-3 П), способных всасываться через входной трубопровод и легко заполнять межзубые впадины шестерен СП .
Однако с увеличением вязкости перемещаемой жидкости свыше 10 П эти устройства малоэффективны или непригодны к использованию из-за большого
гидравлического сопротивления при прохождении жидкости через входной патрубок и заполнении межзубых впадин. Для снижения сопротивления входа, жидкости в корпус устройства применяют конструкции, в которых отсутствует входной трубопровод, а входной штуцер выполнен с виде загрузочной воронки, присоединенной непосредственно к нижней части аппарата для переработки высоковязкой жидкости.
Известно также устройство для выгрузки высоковязких продуктов, содержащее корпус, закрепленную на корпусе приемную воронку с выполненной в ней прямоугольной выемкой на входе продукта, патрубок нагнетания, подсоединенный соосно с воронкой к нижней части корпуса, установленные в корпусе шестерни, входящие во взаимное зацепление, подшипники i и привод .
Недостаток известного устройстваограниченная ширина прямоугольной выемки загрузочной воронки, определяемая шириной шестерен, и использование только радиального заполнения межзубых впадин, что снижает объемный КПД, т.е. производительность данного устройства.
Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения объемного коэффициента полезного действия за счет более полного заполнения межзубых впадин шестерен, выгружаемым продуктом.
Поставленная цель достигается тем, что прямоугольная выемка в зоне вы хода шестерен из зацепления выполне а с шириной, превышающей ширину шестерен не менее чем на одну высоту зуба шестерни, постепенно уменьшающейся в направлении вращения шестерен до ширины шестерни, образуя между стенкой корпуса и торцами шестерни симметричные торцовые клиновые полос™ ти.
Дополнительно в приемной воронке внутри прямоугольной выемки выполнены огибающие шестерни клиновидные радиальные полости,сужающиеся в направлении вращения шестерен и обр(азующие с торцовыми полостями Пюобразные карманы, торцовые полости выполнены с высотой, плавно уменьшающейся в направлении вращения шестерен.
На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, продольный разрез, на фиг. 3 о же, с П-образными карманамиJ на фиг, k сечение А-А на фиг 3 на фиг, 5 сечение на фиг. 2; на фиг. 6 сечение В-В на фиг. 5 (с постоянной высотой торцовых полостей); на фиг.7 то же, с переменной высотой тор.цовых полостей на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг, 2 (первый вариант исполнения, торцовых полостей), на фиг, 9 то же, второй вариант исполнения торцовых полостей,
Устройство для выгрузки высоковязких продуктов содержит корпус 1. в котором размещены входящие во взаимное зацепление зубчатые шестерни 2 и 3 установленные на подшипниках 4 и 5. Корпус 1 имеет приемную воронку 6 с фланцем 7 и патрубок 8 нагнетания с фланцем 9. Фланец 7 соединен с аппаратом 10 для обработки высоковязкой жидкости, а фланец 9 соединен
с отводящим трубопроводом (не показан) ,
В приемной воронке 6 корпуса имеется прямоугольная выемка с вертикальными стенками 11 и 12. Стенки 11 перпендикулярны, а стенки 12 параллельны продольным осям шестерен. Расстояние между стенками 11 (т.е. ширина прямоугольной выемки) больше ширины шестерен 2 и 3 на величину, не менее чем высота зуба. На стороне входа высоковязкой жидкости с каждой торцовой стороны шестерен образ}|(ется торцовая клиновидная полость 13, ширина которой в месте выхода шестерен из зацепления не менее половины высоты зуба. Ширина Е должна быть не менее половины зуба шестерни, так как в противном случае сопротивление
щели, образуемой между торцом шестерни и корпусом, значительно и торцо вая полость не заполняется жидкостью, Если вязкость среды больше 100 П ширину Е целесообразно иметь не менее
ОДНОЙ высоты зуба,
Ширина Е постепенно уменьшается в направлении вращения шестерен как функция от угла поворота шестерни, При выгрузке особовысоковязких жидкостей целесообразно ширину Е иметь сначала постоянной от места выхода шестерен из зацепления до места пересечения стенки 11 со стенкой 12, а затем плавно уменьшающуюся до сопротивления торца шестерни с корпусом (см. фиг, 8).
Для упрощения технологии изготовления в корпусе может быть сделана расширенная прямоугольная выемка,
а торцовые полости 13 выполняются на торцовых стенках подшипников и 5 скольжения, обращенных к торцам шестерен. Торцы шестерен контактируют с полостями на секторе с центральным углом, не превышающим 210 , остальной поверхностью шестерни прилегают к корпусу, что гарантирует номинальные (рассчетные) утечки через торцовые зазоры,
п
ири выгрузке вязких жидкостей торцовые полости хорошо сочетаются с радиальными полостями k, расположенными вокруг наружной цилиндрической поверхности шестерен. Радиальные полости имеют наибольшую высоту у стенки 12 и постепенно сужаются в направлении вращения шестерен до соприкосновения наручного диаметра 59 шестерен с корпусом. Торцовые полости 13 образуют с радиальными полос тями П-образные карманы, поперечное сечение которых уменьшается в направлении вращения шестерен. Поперечное сечение торцовых полостей может уменьшаться не только за счет осевой ширины при постоянной высоте, но также и за счет радильной высоты h {фиг. 7). Нижней границей торцовой полости может служить цилиндрическая jnoBepxHOCTb вала или поверхность под шипников 4 и 5, имеющих диаметр меньше диаметра впадин шестерни, или криволинейная поверхность подшипни1 Ьв и 5 которая обеспечивает постоянное уменьшение радиальной высоты h торцовой полости (фиг, 7). Устройство работает следующим образом. Высоковязкая среда из аппарата 10 непрерывно поступает в приемную воронку 6 корпуса 1. Под действием гид ростатического давления средой запол няются приемная воронка, прямоугольная выемка, свободные пoЛJpcти приемной воронки и частично межзубное; пространство шестерен 2 и 3- В первую очередь среда заполняет входную часть торцовых клиновых полостей, расположенную прямо по ходу потока среды, что особенно важно при выгруз ке высоковязкой массы, так как повороты потока создают значительные гид равлические сопротивления и препятст вуют заполнению межзубных впадин. Вращающиеся шестерни 2 и 3 своими торцами увлекают высоковязкую среду в торцовые полости 13. При дальнейшем вращении шестерен 2 и 3 вследствие уменьшения поперечных сечений по лостей 13 возникает избыточное давление, что способствует затеканию жидкости в межзубное пространство. Кроме того, при -вращении развитой поверхности торцовшестерен относительно ее подвижных стенок полости 13 при выгрузке сред, обладающих неньютоновскими свойствами , К которым относится большинство высоковязких растворов и расплавов полимеров, наблюдается эффект Вейсенберга, т.е. в зоне меньшего радиуса возникает большее давление. Это способствует заполнению межзубных впадин через торцы у ножки зуба, что очень важно, так как именно эта зона в ранее известных конструкциях оставалась незаполненной. 76 Одновременно вращающиеся шестерни 2 и 3 увлекают высоковязк га среду вершинами зубьев в радиальные полости Н, где также возн11кает давление, способствующее заполнению впадин меж, ду зубьями шестерен. Таким образом, полностью заполненные впадины находят в патрубок 8 нагнетания, где зубья одной шестерни входят во впади ы другой и вытесняют из них высокорязкую среду. Экономический эффект от внедрения /изобретения за счет замене щнековых выгрузных устройств составляет бОтыс. руб. от каждого устройства для вывода высоковязкой среды из аппарата. Формула изобретения 1.Устройство для выгрузки высоковязких продуктов, содержащее корпус, закрепленную на корпусе приемную воронку с выполненной в ней прямоугольной выемкой на входе продукта, патрубок нагнетания, подсоединенный соосно с воронкой к нижней части корпуса, установленные в корпусе шестерни входящие во взаимное зацепление, под1иипники и привод, отличающееся тем, что, с.целью повышения производительности путем увеличения объемного коэффициента полезного действия за счет более поляого заполнения межзубных впадин шест рен выгружаемым продуктом, прямоугольная выемка в зоне выхода шестерен из зацепления выполнена с шириной, превышающей ширину шестерен не менее чем на одну высоту зуба шестерни, постепенно уменьшающейся в направлении вращения шестерен до ширины шестерни, образуя между стенкой корпуса и торцами шестерен симметричные торцовые клиновые полости. 2.Устройство по п. 1, j, т л ичающееся тем, что в приемной воронке внутри прямоугольной выемки выполнены огибающие шестерни клиновидные радиальные полости, сужающиеся в направлении вращения шестерен и образующие с торцовыми полостями П-образные карманы. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что торцовые полости выполнены с высотой,
79122578
плавно уменьшающейся в направлении 1. Бакланов И.А, Насосы в химивращения шестеренческой промышленности. М., Химия,
Источники информации,2. Патент США № 3837768,
принятые во внимание при экспертизе s - 18-20б, 197.
1970, с. 55.
1
912257
.Цв-а
f/f
фиг Г cpus.8 г
