Шестеренчатый насос
Изобретение относится к шестеренчатому насосу, применяемому для подачи высоковязких материалов. Согласно изобретению шестеренчатый насос содержит корпус, шестеренчатую ступень с одним солнечным колесом и несколькими установленными жестко на корпусе сателлитами. Насос включает ступень входного шнека, содержащую соединенный без возможности проворачивания с солнечным колесом вал входного шнека и входной передающе-смешивающий участок, и ступень выходного шнека, содержащую соединенный без возможности проворачивания с солнечным колесом вал выходного шнека и выходной передающе-смешивающий участок. Причем на передающе-смешивающих участках валы шнеков имеют уменьшающуюся в направлении шестеренчатой ступени глубину витков винтовой нарезки. В корпусе навстречу виткам винтовой нарезки валов шнеков выполнены увеличивающиеся в сечении в направлении шестеренчатой ступени винтовые каналы, которые заканчиваются соответственно между сателлитами. В результате усовершенствованный шестеренчатый насос обеспечивает его хорошую самоочистку, а также возможность его установки в подшипниках с низким износом, не требующих особого обслуживания. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к шестеренчатому насосу, пригодному для подачи высоковязких материалов, например каучуковых смесей.
Шестеренчатые насосы обеспечивают высокое выходное давление при небольшой нагрузке на материал. Шестеренчатая ступень используется при этом часто в комбинации со шнеком экструдера. В DE 10049730 А1 описан подобный шестеренчатый насос, у которого материал подводится входным шнеком к шестеренчатой ступени с планетарной передачей. Планетарная передача содержит закрепленное на корпусе полое колесо и четыре сателлита, установленных с возможностью вращения на водиле. Водило в свою очередь установлено с возможностью вращения в полом колесе и содержит четыре проходящие радиально от среднего основного тела до зубчатого венца полого колеса перегородки, которые образуют вокруг каждого сателлита сужающийся в направлении подачи элемент всасывающей камеры и расширяющийся в направлении подачи элемент напорной камеры. Далее, помимо этого варианта выполнения с зубчатым полым колесом и беззубым солнечным колесом с водилом упомянуто также считающееся более дорогим и сложным обратное устройство с зубчатым солнечным колесом и действующим в качестве функциональной детали полым колесом, по меньшей мере, с одним уплотнительным участком, у которого полое колесо может останавливаться с водилом.
У шестеренчатого насоса из DE 10049730 А1 за счет планетарной передачи достигаются высокие производительность подачи и самоочистка. Установка сателлитов на водиле, однако, связана с проблемами при использовании подшипников качения, поскольку их нельзя достаточно герметизировать. Кроме того, дополнительное водило с уплотнительными стенками требует более высоких производственных расходов.
В ЕР 0642913 В1 описан одновальный шнек с шестеренчатым насосом, содержащим два находящихся в зацеплении друг с другом зубчатых колеса, одно из которых насажено на вал шнека. Зубчатые колеса установлены неподвижно на корпусе, причем места посадки подшипников смазываются перекачиваемым высоковязким материалом. Корпус насоса соединен с геометрическим замыканием с корпусом шнека и состоит из двух уплотнительных дисков в форме восьмерки, которые заподлицо примыкают к торцевым сторонам обоих зубчатых колес и снабжены отверстиями для прохождения вала шнека и оси ответного зубчатого колеса. На уплотнительных пластинах или корпусе шнека на высоте уплотнительных пластин предусмотрено по одному открытому к камере шнека окну для прохождения продукта. Подобный шестеренчатый насос обеспечивает привод зубчатого колеса вала через вал шнека и установку ответного зубчатого колеса неподвижно на корпусе. Эффект самоочистки, однако, невелик.
В WO 00/53390 А1 описан аналогичный шестеренчатый насос, в котором материал подводится в радиальном направлении к двум находящимся в зацеплении между собой зубчатым колесам и отводится через соединенный с одним из зубчатых колес шнек экструдера. При этом в начальной части шнека экструдера предусмотрен передающе-смешивающий участок, на котором выполненный в корпусе экструдера винтообразно и навстречу виткам вала шнека ход уменьшается в сечении в пользу расширяющейся камеры вала шнека. Подобный передающе-смешивающий участок вызывает дополнительно к подающему действию перемешивание высоковязкого материала. Материал загружается из общего выпуска находящихся в зацеплении друг с другом зубчатых колес в ход передающе-смешивающего участка и передается в расширяющуюся камеру вала шнека. При этом требуется, однако, радиальный подвод подаваемого материала. Кроме того, достигается неудовлетворительная самоочистка.
В основе изобретения лежит задача усовершенствования известных шестеренчатых насосов и обеспечения, в частности, хорошей самоочистки, а также установки в подшипниках с низким износом и не требующих особого обслуживания.
Эта задача в шестеренчатом насосе для высоковязких материалов, содержащем корпус, шестеренчатую ступень с одним солнечным колесом и несколькими жестко установленными в подшипниках на корпусе сателлитами, ступень входного шнека, содержащую соединенный без возможности проворачивания с солнечным колесом вал входного шнека и входной передающе-смешивающий участок, и ступень выходного шнека, содержащую соединенный без возможности проворачивания с солнечным колесом вал выходного шнека и выходной передающе-смешивающий участок, согласно изобретению решается тем, что на передающе-смешивающих участках валы шнеков имеют уменьшающуюся в направлении шестеренчатой ступени глубину витков винтовой нарезки, и в корпусе навстречу виткам винтовой нарезки валов шнеков выполнены увеличивающиеся в сечении в направлении шестеренчатой ступени винтовые каналы, которые заканчиваются соответственно между сателлитами.
Сателлиты установлены в подшипниках качения в корпусе.
Корпус содержит размещающую вал входного шнека первую часть, окружающую сателлиты и солнечное колесо вторую часть и размещающую вал выходного шнека третью часть.
Подшипники качения сателлитов размещены в размещающей вал входного шнека первой части и размещающей вал выходного шнека третьей части корпуса.
Валы шнеков соединены между собой без возможности проворачивания, предпочтительно с геометрическим замыканием, а солнечное колесо насажено на один из валов шнеков.
Глубина витков винтовой нарезки валов шнеков сходит на нет в направлении шестеренчатой ступени.
Шестеренчатая ступень содержит четыре сателлита, а корпус содержит на передающе-смешивающих участках по четыре винтовых канала.
В первой части и/или в третьей части корпуса выполнены соединительные каналы, которые соединяют между собой винтовые каналы входного передающе-смешивающего участка с соответствующими винтовыми каналами выходного передающе-смешивающего участка.
Винтовые каналы входного передающе-смешивающего участка удалены в направлении периферии от винтовых каналов выходного передающе-смешивающего участка.
Согласно изобретению предусмотрен, таким образом, по меньшей мере, трехступенчатый шестеренчатый насос со ступенью подачи, ступенью выходного шнека и средней шестеренчатой ступенью. Средняя шестеренчатая ступень обеспечивает высокие производительность и точность наладки и препятствует воздействию колебаний давления входа на выходную ступень. Шестеренчатая ступень согласно изобретению содержит установленные неподвижно на корпусе сателлиты и соединенное с валами шнека без возможности проворачивания солнечное колесо. Установленные жестко на корпусе сателлиты, иначе, чем в DE 10049730 A1, могут быть установлены в корпусе с низким износом и без особого обслуживания, в частности в подшипниках качения. За счет передающе-смешивающих участков на ступенях входного и выходного шнеков (во входном и выходном экструдерах) дополнительно к транспортировке достигается перемешивание.
Для достижения большего сечения на впускном и выпускном участках каналы шнеков могут быть соединены проходящими, по существу, в направлении периферии соединительными каналами.
Изобретение поясняется ниже на примере его выполнения с привлечением прилагаемых чертежей, на которых изображают:
- фиг.1 представляет в перспективе, шестеренчатый насос согласно изобретению с корпусом в разрезе;
- фиг.2 - соответствующий фиг.1 вид сквозь корпус.
Шестеренчатый насос 1 содержит корпус 2 с первой 2а, средней второй 2b и третьей 2с частями. Шестеренчатый насос 1 разделен при этом в направлении F подачи последовательно на входной экструдер со ступенью 6 входного шнека, шестеренчатую ступень 7 и выходной экструдер со ступенью 9 выходного шнека.
В корпусе 2 выполнено сквозное отверстие 10, в которое вставлен вал 12 входного шнека. На вал 12 входного шнека насажено солнечное колесо 14 шестеренчатой ступени 7, находящееся в зацеплении с четырьмя сателлитами 16. Сателлиты 16 своими осями 17 жестко установлены на корпусе в подшипниках 18 качения. Подшипники 18 качения установлены при этом предпочтительным образом в первой 2а и третьей 2с частях корпуса. С солнечным колесом 14 и валом 12 входного шнека соединен без возможности проворачивания вал 20 выходного шнека.
Согласно изобретению на ступени 6 входного шнека и ступени 9 выходного шнека (во входном и выходном экструдерах) выполнены примыкающие к шестеренчатой ступени 7 передающе-смешивающие участки 22, 25. На передающе-смешивающих участках 22, 25 навстречу наклону витков 27, 29 винтовой нарезки валов 12, 20 шнеков в направлении шестеренчатой ступени 7 выполнены четыре винтовых канала 23, 26 шнеков, которые заканчиваются в периферийных зонах 28 солнечного колеса 14 между сателлитами 16. При этом глубина витков винтовой нарезки вала 12 входного шнека и вала 20 выходного шнека уменьшается в направлении шестеренчатой ступени 7 при одновременном увеличении сечения винтовых каналов 23, 26 шнеков. Число винтовых каналов 23, 26 шнеков совпадает с числом сателлитов 16, причем каждый подводящий винтовой канал 23 выдает подаваемый материал непосредственно перед сателлитом 16. Материал подается в направлении периферии во второй части 2b корпуса и при зацеплении зубчатого венца сателлита 16 с зубчатым венцом солнечного колеса 14 выдается на отводящем канале 26 передающе-смешивающего участка 25 ступени 9 выходного шнека (выходного экструдера).
Зубчатые венцы солнечного колеса 14 и сателлитов 16, как показано, могут быть косозубыми зубчатыми венцами; в принципе, при этом могут применяться также прямозубые зубчатые венцы и, при необходимости, зубчатые венцы с шевронными зубьями.
1. Шестеренчатый насос для высоковязких материалов, содержащий корпус (2), шестеренчатую ступень (7) с одним солнечным колесом (14) и несколькими жестко установленными в подшипниках на корпусе сателлитами (16), ступень (6) входного шнека, содержащую соединенный без возможности проворачивания с солнечным колесом (14) вал (12) входного шнека и входной передающе-смешивающий участок (22), и ступень (9) выходного шнека, содержащую соединенный без возможности проворачивания с солнечным колесом (14) вал (20) выходного шнека и выходной передающе-смешивающий участок (25), причем на передающе-смешивающих участках (22, 25) валы (12, 20) шнеков имеют уменьшающуюся в направлении шестеренчатой ступени (7) глубину витков винтовой нарезки, и в корпусе (2; 2а, 2с) навстречу виткам винтовой нарезки валов (12, 20) шнеков выполнены увеличивающиеся в сечении в направлении шестеренчатой ступени (7) винтовые каналы (23, 26), которые заканчиваются соответственно между сателлитами (16).
2. Насос по п.1, отличающийся тем, что сателлиты (16) установлены в подшипниках (18) качения в корпусе (2).
3. Насос по п.2, отличающийся тем, что корпус (2) содержит размещающую вал (12) входного шнека первую часть (2а), окружающую сателлиты (16) и солнечное колесо (14) вторую часть (2b) и размещающую вал (20) выходного шнека третью часть (2с).
4. Насос по п.3, отличающийся тем, что подшипники (18) качения сателлитов (16) размещены в размещающей вал (12) входного шнека первой части (2а) и размещающей вал (20) выходного шнека третьей части (2с) корпуса.
5. Насос по п.1, отличающийся тем, что валы (12, 20) шнеков соединены между собой без возможности проворачивания, предпочтительно, с геометрическим замыканием, а солнечное колесо (14) насажено на один из валов (12, 20) шнеков.
6. Насос по п.1, отличающийся тем, что глубина витков винтовой нарезки валов (12, 20) шнеков сходит на нет в направлении шестеренчатой ступени (7).
7. Насос по п.1, отличающийся тем, что шестеренчатая ступень (7) содержит четыре сателлита (16), а корпус содержит на передающе-смешивающих участках (22, 25) по четыре винтовых канала (23, 26).
8. Насос по п.3, отличающийся тем, что в первой части (2а) и/или в третьей части (2с) корпуса выполнены соединительные каналы, которые соединяют между собой винтовые каналы (23) входного передающе-смешивающего участка (22) с соответствующими винтовыми каналами (26) выходного передающе-смешивающего участка (25).
9. Насос по п.1, отличающийся тем, что винтовые каналы (23) входного передающе-смешивающего участка (22) удалены в направлении периферии от винтовых каналов (26) выходного передающе-смешивающего участка (25).
