Подающий агрегат
Подающий агрегат имеет рабочую камеру, в которой с возможностью вращения установлено рабочее колесо с лопастями, взаимодействующими с по меньшей мере одним предусмотренным в рабочей камере нагнетательным каналом 28. Канал проходит по кругу от стороны всасывания до стороны нагнетания. Между концами нагнетательного канала образован разделительный промежуток. В разделительном промежутке 34, разделяющем между собой расположенный на стороне всасывания конец нагнетательного канала 28 и его расположенный на стороне нагнетания конец, предусмотрен по меньшей мере один выступ 35, действующий в качестве гидродинамической опоры рабочего колеса. Изобретение направлено на обеспечение постоянного осевого положения установки рабочего колеса в рабочей камере при упрощенном гидродинамическом опирании рабочего колеса. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Уровень техники
Настоящее изобретение относится к подающему агрегату согласно ограничительной части главного пункта формулы изобретения.
Из DE 102004005224 A1 уже известен подающий агрегат, имеющий рабочую камеру, в которой с возможностью вращения установлено рабочее колесо с подающими лопастями, взаимодействующими с по меньшей мере одним предусмотренным в рабочей камере нагнетательным каналом, который проходит по кругу от своего расположенного на стороне всасывания конца до своего расположенного на стороне нагнетания конца, который в окружном направлении нагнетательного канала отстоит от его расположенного на стороне всасывания конца с образованием в результате между обоими этими концами нагнетательного канала разделительного промежутка. В направлении продольной оси подающего агрегата рабочая камера ограничена двумя торцевыми стенками, в каждой из которых выполнено по нагнетательному каналу. На одной из торцевых стенок радиально в пределах выполненного в ней нагнетательного канала предусмотрено множество выступов, которые обеспечивают наличие заданного осевого зазора между этой торцевой стенкой и рабочим колесом и которые служат опорами для него. Рабочее колесо расположено параллельно торцевым стенкам. Подобное расположение рабочего колеса в рабочей камере параллельно торцевым стенкам можно обеспечить только путем высокоточной формообразующей обработки крышки рабочей камеры, что связано со сравнительно высокими производственными расходами.
В DE 4343078 A1 описан подающий агрегат с вентиляционным отверстием в разделительном промежутке, разделяющем между собой расположенный на стороне всасывания конец нагнетательного канала и его расположенный на стороне нагнетания конец. В известной из DE 4243544 A1 конструкции радиально в пределах нагнетательного канала в разделительном промежутке предусмотрены углубления, образующие лабиринтное уплотнение.
Преимущества изобретения
Преимущество предлагаемого в изобретении подающего агрегата с отличительными признаками, представленными в главном пункте формулы изобретения, перед известными подающими агрегатами состоит в обеспечении простого опирания рабочего колеса благодаря предусмотренному в разделительном промежутке по меньшей мере одному выступу. Подобный выступ обеспечивает установку рабочего колеса в рабочей камере в исключительно стабильное, постоянное осевое положение.
Различные предпочтительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении подающего агрегата, заявленного в главном пункте формулы изобретения, представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Выступ наиболее предпочтительно выполнять закругленным, поскольку благодаря этому трение между рабочим колесом и выступом удается уменьшить до минимально возможного.
В одном из предпочтительных вариантов выступ предлагается выполнять имеющим линзовидную форму, выпуклую форму или форму бугорка, поскольку выступ такой формы наиболее эффективен и прост в изготовлении.
Предпочтительно далее выполнять выступ высотой в пределах от 5 до 50 мкм, прежде всего от 10 до 15 мкм, поскольку при такой высоте выступа обеспечивается оптимальный КПД подающего агрегата.
Выступ наиболее предпочтительно располагать таким образом, чтобы он обеспечивал установку рабочего колеса в наклонное положение относительно продольной оси подающего агрегата, соответственно относительно торцевой стенки, поскольку таким путем обеспечивается экономичное и простое в изготовлении гидродинамическое опирание рабочего колеса в рабочей камере. Благодаря наклонному расположению рабочего колеса обеспечивается стабильное его осевое положение в рабочей камере вне зависимости от конкретного режима работы подающего агрегата, работа которого тем самым сопровождается исключительно низким уровнем шума. Помимо этого благодаря наклонному расположению рабочего колеса улучшается наполнение расположенного на стороне всасывания нагнетательного канала жидкостью, что дополнительно повышает КПД подающего агрегата. Установке рабочего колеса в наклонное положение может способствовать второй выступ в форме бугорка, расположенный на другой торцевой стенке и смещенный в окружном направлении на 180° относительно первого выступа в форме бугорка.
Предпочтительно также выполнять одну торцевую стенку на расположенной на стороне всасывания крышке, а другую торцевую стенку - на расположенной на стороне нагнетания крышке, при этом между обеими этими крышками заключена рабочая камера, которую тем самым можно изготавливать особо простым путем.
Предпочтительно далее выполнять выступ только в разделительном промежутке на расположенной на стороне всасывания крышке или на расположенной на стороне нагнетания крышке, поскольку таким путем обеспечивается установка рабочего колеса в наклонное положение в рабочей камере.
Предпочтительно, кроме того, выполнять расположенную на стороне всасывания крышку и/или расположенную на стороне нагнетания крышку из пластмассы, поскольку в этом случае крышки можно изготавливать методом литья под давлением. Метод литья под давлением позволяет особо простым путем выполнять выступ без дополнительных затрат на последующую обработку при низких требованиях к допускам на изготовление. В принципе, однако, возможно использование и иных материалов, которые позволяют изготавливать из них крышки путем соответствующего формообразования без дополнительных затрат на последующую обработку.
Чертежи
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию упрощенные чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - вид в разрезе упрощенно изображенного подающего агрегата,
на фиг.2 - вид рабочей камеры в разрезе плоскостью II-II по фиг.1 в направлении расположенной со стороны всасывания крышки и
на фиг.3 - вид выступа в разрезе плоскостью III-III по фиг.2.
Описание варианта осуществления изобретения
На фиг.1 показан подающий агрегат, применительно к которому может использоваться настоящее изобретение.
Такой подающий агрегат предназначен для подачи жидкости из содержащей ее расходной емкости к потребителю, например, для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Подобный подающий агрегат может представлять собой динамический или же объемный насос.
Подающий агрегат имеет корпус 1 с по меньшей мере одним входным каналом 2 и по меньшей мере одним выходным каналом 3. Входной канал 2 подающего агрегата соединен, например, всасывающим трубопроводом 4 с расходной емкостью 5, в которой находится, например, запас топлива. Выходной канал 3 напорным трубопроводом 8 соединен, например, с ДВС 9.
В корпусе 1 имеется рабочая камера 10, в которой расположен ротор 11 с возможностью вращения вокруг продольной оси 12 подающего агрегата. Рабочая камера 10 ограничена двумя расположенными друг против друга в направлении продольной оси 12 торцевыми стенками 17, 18, а в радиальном относительно продольной оси 12 направлении ограничена окружной стенкой 19.
Ротор 11 предназначен для подачи или нагнетания жидкости и с этой целью создает заданное ее давление по ходу потока за рабочей камерой 10. Ротор 11 выполнен в виде турбинного рабочего колеса и приводится во вращение приводным валом 15 от привода 16, например электродвигателя. Ротор 11 и приводной вал 15 соединены между собой с геометрическим замыканием, для чего ротор 11 имеет поводковое отверстие 22, в которое с геометрическим замыканием входит приводной вал 15. Геометрическое замыкание обеспечивается, например, благодаря наличию у приводного вала 15 на его обращенном к ротору 11 концевом участке по меньшей мере одной лыски 23, которая с геометрическим замыканием взаимодействует с поводковым участком 24 поводкового отверстия 22. Ротор 11 установлен на приводном валу 15, например, с возможностью осевого перемещения между торцевыми стенками 17, 18.
Рабочее колесо 11 имеет подающие лопасти 27, которые известным путем взаимодействуют с по меньшей мере одним нагнетательным каналом 28 рабочей камеры 10 таким образом, что подача жидкости происходит с повышением ее давления. В показанном на фиг.1 варианте рабочее колесо 11 имеет с обеих торцевых сторон по венцу подающих лопастей 27, которые выполнены закрытыми радиально снаружи. Однако подающие лопасти 27 могут быть также предусмотрены только с одной торцевой стороны и/или могут быть выполнены открытыми радиально наружу. Каждому венцу подающих лопастей 27 соответствует по подающему каналу 28 в рабочей камере 10. В показанном на фиг.1 варианте в каждой из обеих торцевых стенок 17, 18 предусмотрено по подающему каналу 28, каждый из которых расположен примерно на таком же радиальном расстоянии от продольной оси 12, что и соответствующий венец подающих лопастей 27.
Торцевая стенка 17 выполнена на расположенной на стороне всасывания крышке 29, а торцевая стенка 18 выполнена на расположенной на стороне нагнетания крышке 30, при этом между обеими крышками 29, 30 заключена рабочая камера 10. В расположенной на стороне всасывания крышке 29 выполнен входной канал 2, оканчивающийся в нагнетательном канале 28, выполненном в этой крышке 29. Расположенная на стороне нагнетания крышка 30 обращена к приводу 16 и также имеет нагнетательный канал 28, который через выход 31 рабочей камеры сообщается с выходным каналом 3.
На фиг.2 рабочая камера 10 показана в разрезе плоскостью II-II по фиг.1 в направлении расположенной со стороны всасывания крышки.
В описании показанной на фиг.2 рабочей камеры для обозначения деталей и элементов, которые остаются неизменными или которые выполняют такую же функцию, что и детали и элементы показанного на фиг.1 подающего агрегата, используются те же позиции.
По меньшей мере один нагнетательный канал 28 в расположенной на стороне всасывания крышке 29 и/или по меньшей мере один нагнетательный канал 28 в расположенной на стороне нагнетания крышке 30 расположены/расположен по кругу вокруг продольной оси 12 в виде незамкнутого кругового сегмента и имеют/имеет примерно постоянный радиус. Тем самым расположенный на стороне всасывания конец нагнетательного канала 28 отстоит в окружном направлении этого нагнетательного канала 28 от его расположенного на стороне нагнетания конца с образованием в результате между обоими этими концами нагнетательного канала разделительного промежутка 34. При этом входной канал 2 оканчивается в расположенном на стороне всасывания конце нагнетательного канала 28 в расположенной на стороне всасывания крышке 29, а выход 31 рабочей камеры оканчивается в расположенном на стороне нагнетания конце нагнетательного канала 28 в расположенной на стороне нагнетания крышке 30.
Согласно изобретению в разделительном промежутке 34 расположенной на стороне всасывания крышки 29 или расположенной на стороне нагнетания крышки 30 предусмотрен по меньшей мере один выступ 35, который выступает от соответствующей торцевой стенки 17, 18. Такой выступ 35 выполнен закругленным и имеет, например, линзовидную форму, выпуклую форму или форму бугорка. В проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси 12, выступ 35 может иметь, например, круглую, овальную, прямоугольную, квадратную, многоугольную или любую иную форму. Выступ 35 имеет, например, высоту Н в пределах от 5 до 50 мкм, предпочтительно от 10 до 15 мкм. Предлагаемый в изобретении выступ 35 предусмотрен только на одной из обеих крышек 29, 30, а в рассматриваемом варианте он предусмотрен на расположенной на стороне всасывания крышке 29.
По меньшей мере один выступ 35 расположен таким образом, что он обеспечивает установку рабочего колеса 11 в наклонное положение относительно продольной оси 12, соответственно относительно соответствующей торцевой стенки 17, 18. Таким путем обеспечивается гидродинамическое опирание подвижного в осевом направлении рабочего колеса 11, который тем самым при работе подающего агрегата автоматически устанавливается в заданное осевое положение в рабочей камере 10. При вращении рабочего колеса 11 в осевой зазор между ним и выступом 35 всасывается жидкость, которая образует жидкостную подушку, снижающую трение между твердыми телами. Действие выступа 35 в качестве гидродинамической опоры повышается благодаря наклонному положению рабочего колеса 11, поскольку при этом образуется клиновидная жидкостная подушка.
Расположенную на стороне всасывания крышку 29 и/или расположенную на стороне нагнетания крышку 30 изготавливают, например, из пластмассы методом литья под давлением, что позволяет исключительно простым и недорогим путем выполнять предлагаемый в изобретении выступ 35. При этом к допускам на изготовление подобного выступа предъявляются исключительно низкие требования.
На фиг.3 выступ 35 показан в разрезе плоскостью III-III по фиг.2.
На фиг.3 для обозначения деталей и элементов, которые остаются неизменными или которые выполняют такую же функцию, что и детали и элементы показанного на фиг.1 и 2 подающего агрегата, используются те же позиции.
1. Подающий агрегат, имеющий рабочую камеру, в которой с возможностью вращения установлено рабочее колесо с подающими лопастями, взаимодействующими с по меньшей мере одним предусмотренным в рабочей камере нагнетательным каналом, который проходит по кругу от своего расположенного на стороне всасывания конца до своего расположенного на стороне нагнетания конца, который в окружном направлении нагнетательного канала отстоит от его расположенного на стороне всасывания конца с образованием в результате между обоими этими концами нагнетательного канала разделительного промежутка, отличающийся тем, что в разделительном промежутке (34) предусмотрен по меньшей мере один выступ (35).
2. Подающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что в направлении продольной оси (12) подающего агрегата рабочая камера (10) ограничена двумя торцевыми стенками (17, 18), в которых выполнен по меньшей мере один нагнетательный канал (28) и от одной из которых выступает выступ (35).
3. Подающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что выступ (35) выполнен закругленным.
4. Подающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что выступ (35) имеет линзовидную форму, выпуклую форму или форму бугорка.
5. Подающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что выступ (35) имеет высоту в пределах от 5 до 50 мкм.
6. Подающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что выступ (35) имеет высоту в пределах от 10 до 15 мкм.
7. Подающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что выступ (35) расположен таким образом, что он обеспечивает установку рабочего колеса (11) в наклонное положение относительно продольной оси (12) подающего агрегата, соответственно относительно торцевой стенки (17, 18),
8. Подающий агрегат по п.2, отличающийся тем, что одна торцевая стенка (17) выполнена на расположенной на стороне всасывания крышке (29), а другая торцевая стенка (18) выполнена на расположенной на стороне нагнетания крышке (30), при этом между обеими этими крышками (29, 30) заключена рабочая камера (10).
9. Подающий агрегат по п.8, отличающийся тем, что выступ (35) выполнен только в разделительном промежутке (34) на расположенной на стороне всасывания крышке (29) или на расположенной на стороне нагнетания крышке (30).
10. Подающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что расположенная на стороне всасывания крышка (29) и/или расположенная на стороне нагнетания крышка (30) выполнены/выполнена из пластмассы.
