Шестеренный насос Советский патент 1982 года по МПК F04C2/08 

(54) ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

Изобретение относится к объемному гидроприводу, а именно к шестеренным насосам, используемым в объемных гидроприводах, а также применяющихся в насосных установках для перекачивания различных жидкостей. В частности изобретение может быть использовано в гидроприводах сельскохозяйственного и тракторного оборудования, в гидроприводах Металлообрабатывающих станков и в гидроприводах строительных и дорожных машин. . Известны шестеренные насосы, которые могут применяться для указанных целей Г13

Однако этим насосам свойствен существенный недостаток - защемление жидкости в межэубовых камерах, расгположенных в области зацепления шестерен, что увеличивает давление жидкости в этих камерах и приводит к росту нагрузок на опоры, повышает пульсацию подачи, усиливает шум,снижает КПД и долговечность насоса.

Для -того, чтобы исключить защемление жидкости в межзубовых камерах и этим улучшить технические и эксплуатационные параметры насоса, на зубьях шестерен выполняют пазы, выемки и углубления, через которые жидкость из защемленной камеры отводится при работе насоса в полость нагнетания или всасывания.

Наиболее близким к изобретению является шестеренный насос, содержащий корпус, в котором с возможностью взаимодействия на опорах установлены шестерни с Четным числом зубьев, нагнетательный и всасывающий патрубки, при10чем для устранения зaщe 4пeния жидкости в меж.зубовых камерах зубья шестерен снабжены наклонными несимметричными пазами-углублениями, соединяющими защемленную камеру со смежной

15 камерой, сообщенной с полостью нагнетания или всасывания Г2}.

Недостатком известного насоса яв- ляется неполное устранение защемления жидкости, так как защемление уст20раняется лишь на числе рабочего цикла зацепления зубьев, образукмцих защемленную камеру. Это является следствием того, что в известном насосе выемкой-углублением снабжена только 25 одна боковая поверхность зубьев и

при этом защемление жидкости в началь.ной стадии образования заперюй камеры сохраняется, так как в этом случае запертая камера разобщена от по30лости нагнетания всасывания) контактом поверхностей зубьев, не имею выемок, В то же время, в случае сна жения обоих боковых поверхностей зубьев углублениями, имеет место со щение через них полостей нагнетания и всасывания, что приводит к резком увеличению перетечек жидкости из по лости нагнетания в полость всасывания, а следовательно, к снижению КП насоса. Таким образом, в известном насосе частично сохраняется защемление жидкости, что приводит к повы ным нагрузкам на опоры, усиливает пульсацию и шум, снижает его ресурс Целью изобретения является повыше ние ресурса работы шестеренного насос путем устранения в нем защемления ж кости в межзубовых камерах. Указанная цель достигается тем, ч в шес.еренном насосе, содержащем ко пус, в котором с возможностью взаим действия на опорах установлены шест ни с четным числом зубьев, нагнетательный и всасывающий патрубки, при чем зубья шестерен имеют на рабочих поверхностях углубления, выполненны в виде сквозных пазов, боковые стен ки которых параллельны плоскости вр щения шестерен, а дно каждого паза наклонено к оси зубау при этом пазы выполнены через один зуб, а шестерн взаимно располагаются так, что два зуба с пазами, находящиеся в зацепле нии , обращены друг к другу поверхно тями с наименьшей глубиной паза. Такое выполнение пазов на зубьях шестерен позволяет сообщить защемленную камеру последовательно с полостью нагнетания (в этом случае жидкость из камеры через паз подается в полость нагнетания,при этом от полост всасывания камера перекрыта контактир ванием зубьев по поверхностям, не .имеющим пазов) или с полостью всасы вания. В последнем случае жидкость из камеры через паз перетекает в полость всасывания, а с полостью нагнетания камера разделена контактом зубьев, не имеющих паз. В таком насосе отсутствуют перетечки жидкос ти из полости нагнетания в полость всасывания через зону зацепления и полностью.устраняется защемление жидкости в межзубовых камерах. На фиг. 1 изображена схема шестеренного насоса} на фиг. 2 - разрез А-А на фиг Л; на фиг. 3 - положение зубьев шестерен, соответствующее началу образования запертой (защемленной) камеры. Шестеренный насос содержит корпус 1, опоры 2, шестерни 3, зубья котор через один снабжены пазами 4. Шесте ни 3 с корпусом 1,образуют межзубов камеры 5, полость 6 нагнетания и поЛость 7 всасывания, а зубья 8-13 ше терен образуют в зоне зацепления за щемленную камеру 14 и смежные с ней 5 и 16, сообщенные соответкамерыс полостями 6 и 7. ственно ство работает следующим обУстро:разом. При в лючении насоса и вращении 3, например, в направлении, шестере м на фиг. 1, в полости 7 всауказанназубья шестерен 3 выходят из сывания ия, и происходит увеличение заиепле ежзубовой кс1меры 16 . Поэтому объема заполняет эти камеры и пережидкосткамерами привращении шесноситсяполость 6 нагнетания. Область терен в ия зубьев начинается смомен- зацепле: в контакт смежных боковых по та вход ей зацепляющихся зубьев и заверхностея выходом из контакта этих канчива стей, при этом существует эаповерхня камера, расположенная между щемленн нежными зубьями одной шестердвумя С екрываемая от остального ,прони и пе; а контактом с ними зуба втостранстерни. При этом защемление рой шее i в камере начинается в момент жид к ос т: ацепления зуба со смежными начала по обеим боковым поверхносзубьямиканчивается в момент выхода тям и 3 зацепления хотя бы по одной зуба из поверхности. Поэтому вид выбоковойна зубьях шестерен пазов полняем зх обуслов. тен длительностью зацепления смежными зубьями по обеим зуба со боковьом поверхностям, от которой ::твенно зависит длительность соответ ия жидкости в камере. защемле боте насоса устранение заПри р жидкости в межзубовых каме щёмлени)ч 1сходит следующим образом, рак про Напри «lep, до начала зацепления зу; 9 (см. фиг. 3) межзубовая кабьев 8 между зубьями 8 и 10 сообщена мера 15 ою 6 нагнетания, поэтому с полос ше жидкости в этой камере не защемле происхо итГ , и паз 4 зуба 9 в этом le функционирует. Полость 6 случае шя и полость всасывания 7 нагнета при этом контактом боковых разделены стей зубьев 11 и 12, наповерхн;я в этот период в зацеплении, ходящих контактом зубьев 9 и 10, входяа также з цепление по поверхности, уже не имею1 цей паза. В этом же случае каВДУ зубьями 10 и 11 сообщена мера ме ба 10 с камерой 14 между зуп.азом 3 и 12 и обе эти камеры сообщебьями 9 щель паза зуба 10 в области ны череЬ зубьев 9 и 10 с полостью б контакт. нагнета ЛИЯ. f а разделение полостей происхо|цит по контакту поверхностей 11 и 12, не имеющих пазов. зубьев При дальнейшем повороте щестерен , как зуб 11 начнет выхопослезацепления с зубом 12, а зуб дить из 9 будет входить в контакт с зубом 8, зая камера зубьев 8 и 10 перемежзубозя и паз зуба 9 перепускает крывает из камеры 15 в полость 6 жидкост ия. В этот период полость б нагнета нагнетания разделена от полости 7 всасывания только по контакту повер JHOCTH зубьев 9 и 10, не имеющих пазов , В дальнейшем после выхода из зацепления зубьев 9 и 10, но еще до выхода из контакта поверхностей зубьев 8 и 9, рассматриваемая межзу бовая камера сообщается с полостью 7всасывания, а полости б нагнетани и 7 всасывания перекрываются между собой контактом поверхностей зубьев 8и 13, не имеющих пазов. Таким образом, сквозной паз на зубьях шестерен функционирует как нагружающий канал, сообщающий защемленную камеру с одной полостью, и обеспечивает сохранение требуемого перекрытия в процессе поворота шестерен для разделения этой камеры от носительно другой полости. Конструкция паза обеспечивает надежное функционирование паза и при образовании защемленных камер в процессе вращения шестерен. Такие пазы позволяют сообщить защемленную камеру одновременно или с полостью всасывания, или с полостью нагнетания на всем диапазоне зацепления зубьев не сообщая эти полости между собой и исключая этим перетечки жидкости из полости нагнетания в полость всасывания, при ЭТОМ в предложенном насосе защемление жидкости отсутствует, благодаря чему снижены нагрузки на опоры, уменьшена пульсация подачи а следовательно, повышен ресурс насоса. Формула изобретения Шестеренный насос, содержащий корпус, в котором с возможностью взаимодействия на опорах установлены шестерни с четным числом зубьев, нагнетательный и всасывающий патрубки, причем зубья шестерен имеют на рабочих поверхностях углубления, о т л и ч ающи и с.я тем, что, с целью повышения ресурса путем устранения защемления жидкости в межзубовых камерах, углубления выполнены в виде сквозных пазов, боковые стенки которых параллельны плоскости вращения шестерен, а дно каждого паза наклонено к оси зуба, при этом пазы выполнены через один зуб, а шестерни взаимно располагаются так, что два зуба с пазами, находящиеся в зацеплении , обращены друг к другу поверхностями с наименьшей глубиной паза. Источники информации, , принятые во внимание при экспертизе 1.Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. М., Машиностроение, 1974, с. 311350. 2.Патент США № 2601003, кл. 418-90, 1946 (прототип).

950951