Роторный насос

 

Изобретение может быть использовано в роторных насосах для перекачивания вязких жидкостей со значительным содержанием абразивных взвесей. Цель изобретения - повышение надежности и объемной подачи насоса путем снижения контактного давления ротора и заслонки. В корпусе 1 с каналами 2 и 3 подвода и отвода рабочей среды установлен на валу 4 овальный ротор 5. В корпусе 1 шарнирно закреплена с возможностью постоянного контакта с ротором 5 и образованием рабочих камер 6 и 7 подпружиненная профилированная заслонка 9 с криволинейным периферийным участком 10. Участок 10 выполнен цилиндрическим и описан из центра установки шарнира радиусом R_o , удовлетворяющим следующему соотношению - соответственно наименьший и наибольший радиусы контакта заслонки 9 и ротора 5. Радиус участка 10 превышает радиус контакта заслонки с поверхностью ротора 5 наибольшего диаметра. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным насосам для перекачивания вязких жидкостей со значительным содержанием абразивных взвесей.

Цель изобретения - повышение надежности и объемной подачи насоса путем снижения контактного давления ротора и заслонки.

На чертеже представлен поперечный разрез насоса.

Насос содержит корпус 1 с каналами подвода 2 и отвода 3 рабочей среды, установленный в нем на валу 4 овальный ротор 5 и шарнирно закрепленную в корпусе 1 с возможностью постоянного контакта с ротором 5 и образованием всасывающей 6 и нагнетательной 7 рабочих камер, подпружиненную пружиной 8 и заслонку 9. При этом заслонка 9 выполнена профилированной с цилиндрическим периферийным участком 10, контактирующим с уплотнительным элементом 11, размещенным на корпусе 1 и описанным из центра установки шарнира 12 радиусом R_o, удовлетворяющим следующему соотношению R_min ≅ R_o ≅ R_max, где R_min и R_max - соответственно наименьший и наибольший радиусы контакта заслонки 9 с ротором 5.

Радиус периферийного участка 10 заслонки 9 превышает радиус контакта заслонки 9 с поверхностью ротора 5 наибольшего диаметра. Ротор 5 и заслонка 9 установлены с образованием зазоров 13 и 14.

Насос работает следующим образом.

В начале цикла заслонка 9 касается боковой поверхности ротора 5, имеющей наибольший радиус R_i. При вращении ротора 5 против часовой стрелки радиус касания ротора 5 не меняется, а заслонки 9 увеличивается. Если радиус касания заслонки 9 с наибольшим диаметром ротора 5 меньше радиуса R_o, объем камеры 6 уменьшается, а камеры 7 увеличивается, что приводит к падению давления нагнетания. Так как разность R_o - R_i, где R_i - текущий радиус контакта 5, незначительна, следовательно, снижение давления невелико.

В дальнейшем с уменьшением радиуса касания ротора 5 объем камеры 6 начинает увеличиваться, а камеры 7 уменьшаться. При этом жидкость поступает в камеру 6 и нагнетается через камеру 7. Часть жидкости через зазоры 14 и 13 перетекает из камеры 7 во всасывающую камеру 6. Заслонка 9 прижимается к ротору 5 силой Т_з = Т_п + (R_o - R_i) x B x ΔР, где Т_п - усилие пружины 8; В - ширина заслонки 9; ΔР = Р_н - Р_в - разность давлений в камерах 7 и 6.

В дальнейшем скорости уменьшения и увеличения объема камер 6 и 7 повышается, что приводит также к увеличению расходов жидкости в каналах подвода 2 и отвода 3. При этом заслонка 9, вращаясь по часовой стрелке, скользит по поверхности ротора 5. При условии, что R_i = R_o, заслонка 9 своим движением не создает расхода жидкости, а Т_з = Т_п, т.е. заслонка 9 к ротору прижимается лишь усилием пружины 8. В дальнейшем, когда R_i > R_o, усилие Т_з снижается, а заслонка 9 создает также расход жидкости в канале отвода 3. При R_i = R_max усилие Т₃ - минимальное.

При повороте ротора 5 больше 90^о расход жидкости уменьшается, а радиус касания заслонки 9 меняется от R_max до R_i. Далее цикл повторяется.

Выбор радиуса периферийного участка 10 заслонки 9 в пределах радиусов ее контакта с ротором 5 ограничивает до минимума усилие со стороны заслонки 9 и существенно снижает неравномерность всасывания и подачи из-за уменьшения расхода обратного перетока жидкости из канала отвода 3 в камеру 7.

Формула изобретения

1. РОТОРНЫЙ НАСОС, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, установленный в нем на валу овальный ротор и шарнирно закрепленную в корпусе с возможностью постоянного контакта с ротором и образованием рабочих камер подпружиненную профилированную заслонку с криволинейным периферийным участком, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и объемной подачи насоса путем снижения контактного давления ротора и заслонки, периферийный участок заслонки выполнен цилиндрическим и описан из центра установки шарнира радиусом R₀, удовлетворяющим соотношению R_min ≅ R_o ≅ R_max , где R_min и R_max - соответственно наименьший и наибольший радиусы контакта заслонки с ротором.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что радиус периферийного участка заслонки превышает радиус контакта заслонки с поверхностью ротора наибольшего диаметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1