Шестеренный насос



Шестеренный насос
Шестеренный насос
Шестеренный насос

 


Владельцы патента RU 2543106:

РОБЕРТ БОШ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к шестеренному насосу. Шестеренный насос (1) для подачи жидкости имеет установленное с возможностью вращения зубчатое колесо (3) с наружным зубчатым венцом и зубчатое кольцо (2) с внутренним зубчатым венцом и замкнутой однородной цилиндрической поверхностью. Зубчатое колесо (3) и зубчатое кольцо (2) для создания нагнетающего действия зацепляются между собой и расположены в общем корпусе совместно с электрически коммутируемым статором (7). Статор (7) концентрично охватывает зубчатое кольцо (2) и взаимодействует с ним для создания электродвижущей силы. Предусмотрен подшипник (13) скольжения, который выполнен на статоре (7) в виде слоя, нанесенного на обращенную к зубчатому кольцу (2) поверхность (12) статора (7). Слой выполнен с выступом, который обеспечивает прилегание статора (7) к внутренней стенке корпуса с предварительным натягом. Изобретение направлено на создание простого и недорогого в реализации решения по креплению зубчатого колеса в шестеренном насосе с внутренним зацеплением. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к шестеренному насосу согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Уровень техники

К роторным насосам относятся помимо прочего шестеренные насосы с внутренним зацеплением, у которых ведущее зубчатое колесо при своем вращении эксцентрично зацепляется с внутренним зубчатым венцом зубчатого кольца. Шестеренные насосы с внутренним зацеплением, которые наиболее пригодны для создания высокого давления, используются для нагнетания жидкостей, например для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Из уровня техники известно интегрирование шестеренных насосов с внутренним зацеплением в электродвигатель с электронной коммутацией, ротор которого при этом одновременно выполнен в виде зубчатого кольца шестеренного насоса с внутренним зацеплением.

В DE 102006007554 А1 описан подающий или перекачивающий насос, интегрированный в электродвигатель. Такой насос имеет первое зубчатое колесо и второе зубчатое колесо. Между обоими зубчатыми колесами образуется напорная полость. Второе зубчатое колесо по своему центру опирается на шип. Первое зубчатое колесо представляет собой наружное зубчатое колесо и образует ротор, а второе зубчатое колесо представляет собой внутреннее зубчатое колесо, которое приводится во вращение первым зубчатым колесом вокруг его эксцентричного центра. Первое зубчатое колесо имеет вклеенные в него постоянные магниты, распределенные по его окружности. При возбуждении вращающегося переменного магнитного поля его радиально внешними источниками оно непосредственно приводит ротор во вращательное движение.

Однако проблематичным в подобных конструкциях является крепление зубчатого кольца, которое должно воспринимать приводной вращающий момент, развиваемый электродвигателем. Одновременно с этим на статор и далее на корпус насоса должны передаваться гидравлические силы, возникающие в шестеренном насосе с внутренним зацеплением.

В ЕР 1600635 А2 описан шестеренный насос с внутренним зацеплением, который имеет насосную часть с внутренним ротором, который выполнен с зубьями на своей наружной периферии. Наружный ротор имеет выполненные на его внутренней периферии зубья. Оба ротора размещены в общем корпусе. В качестве опор для крепления наружного ротора, выполненного в виде зубчатого кольца, при этом используются дополнительные детали особой формы.

Известные из уровня техники решения по креплению зубчатого кольца в шестеренном насосе с внутренним зацеплением имеют механически сложную конструкцию и поэтому трудоемки, сложны и дороги в изготовлении.

Исходя из вышеизложенного, существует необходимость в поиске простого и недорогого в реализации решения по креплению зубчатого кольца в шестеренном насосе, прежде всего в шестеренном насосе с внутренним зацеплением.

Краткое изложение сущности изобретения

Преимущества изобретения

Согласно изобретению предлагается шестеренный насос для подачи жидкости, имеющий установленное с возможностью вращения зубчатое колесо с наружным зубчатым венцом и зубчатое кольцо с внутренним зубчатым венцом, которые для создания нагнетающего действия зацепляются между собой и которые расположены в общем корпусе совместно с электрически коммутируемым статором, который концентрично охватывает зубчатое кольцо и взаимодействует с ним для создания электродвижущей силы, при этом зубчатое кольцо имеет замкнутую (сплошную) однородную цилиндрическую поверхность, а на статоре предусмотрен подшипник скольжения. Предусматривание подшипника скольжения непосредственно на статоре позволяет найти конструктивно простое и поэтому недорогое в реализации решение по креплению зубчатого кольца.

В предпочтительном варианте зубчатое кольцо выполнено из порошковой стали или пластмассы.

В еще одном предпочтительном варианте электродвигатель выполнен в виде синхронного электродвигателя с возбуждением постоянными магнитами, которые интегрированы в зубчатое кольцо.

В другом предпочтительном варианте электродвигатель выполнен в виде реактивного электродвигателя, а в зубчатом кольце выполнены отверстия или специальные выемки для образования магнитных полюсов путем ослабления магнитного поля.

В еще одном предпочтительном варианте подшипник скольжения выполнен на статоре в виде слоя, нанесенного на обращенную к зубчатому кольцу поверхность статора, и тем самым интегрирован в статор. Связанное с этим преимущество состоит в том, что статор, который может представлять собой статор электродвигателя с возбуждением постоянными магнитами или реактивного электродвигателя, одновременно выполняет на своем внутреннем диаметре функцию радиального подшипника для ротора, который выполнен в виде зубчатого кольца, соответственно наружного зубчатого колеса шестеренного насоса с внутренним зацеплением. Подшипник скольжения в первую очередь выполняет функцию износостойкого защитного слоя между статором и ротором. Подшипник скольжения выполняет, кроме того, функцию по центрированию ротора и может при соответствующем исполнении сокращать, соответственно предотвращать осевые утечки через зазоры. Благодаря этому повышается коэффициент полезного действия электродвигателя.

В следующем предпочтительном варианте указанный слой выполнен из полимера или из неферромагнитного материала, прежде всего из бронзы.

В еще одном предпочтительном варианте толщина указанного слоя составляет не более 0,3 мм. Поскольку в статор интегрируют подшипник скольжения в виде тонкого слоя, можно прежде всего при выполнении электродвигателя в виде реактивного электродвигателя обеспечить наличие соответственно малого воздушного зазора между статором и ротором. В результате удается добиться высокого коэффициента полезного действия электродвигателя.

В еще одном предпочтительном варианте слой нанесен на статор экструзией, наклеиванием или вулканизацией.

В более предпочтительном варианте слой выполнен с выступом, который обеспечивает прилегание статора к внутренней стенке корпуса с предварительным натягом. Слой прежде всего выполнен таким образом, чтобы благодаря созданию предварительного натяга подшипник скольжения при монтаже крышки соответственно отжимался в осевом направлении вверх, соответственно прижимался к внутренней стенке корпуса насоса. В результате не образуется никакой, соответственно образуется лишь очень малый осевой воздушный зазор и тем самым возникают лишь очень малые утечки через зазоры.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - вид в разрезе шестеренного насоса с внутренним зацеплением, известного из уровня техники,

на фиг.2 - вид в поперечном разрезе шестеренного насоса с внутренним зацеплением, выполненного по одному из вариантов, и

на фиг.3 - вид в продольном разрезе шестеренного насоса с внутренним зацеплением, изображенного на фиг.2.

Описание вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 в разрезе показан известный из уровня техники шестеренный насос 1 с внутренним зацеплением. Такой шестеренный насос 1 имеет зубчатую пару, состоящую из зубчатого кольца 2 с внутренним зубчатым венцом и зубчатого колеса 3 с наружным зубчатым венцом. Зубчатое колесо 3 установлено с возможностью вращения на опорной цапфе 4 эксцентрично относительно зубчатого кольца 2. При приведении зубчатого кольца 2 во вращение наружные зубья зубчатого колеса 3 зацепляются с внутренними зубьями зубчатого кольца 2 и создают объемный поток подаваемой насосом жидкости, в которой работает зубчатое зацепление. Зубчатая пара, состоящая из зубчатого кольца 2 и зубчатого колеса 3, расположена в корпусе 5, за одно целое с которым при этом выполнена опорная цапфа 4. Зубчатое кольцо 2, кроме того, соединено с кольцевым магнитопроводом 6 без возможности вращения относительно него, который радиально снаружи охватывает зубчатое кольцо 2. Кольцевой магнитопровод 6 расположен с радиально внутренней стороны статора 7, имеющего электрообмотку 8. При электрической коммутации электрообмотки 8 системой управления в статоре 7 возникает вращающееся магнитное поле. Такое вращающееся магнитное поле приводит во вращение кольцевой магнитопровод 6, совместно с которым при этом благодаря соединению с ним зубчатого кольца 2 без возможности их относительного вращения в действие приводится и зубчатое зацепление, состоящее из зубчатого кольца 2 и зубчатого колеса 3. Кольцевой магнитопровод 6 установлен в статоре 7 по скользящей посадке. Для этого кольцевой магнитопровод 6 снабжен соответствующим покрытием из приемлемого антифрикционного материала. Недостаток подобной конструкции состоит в ее малой пригодности для создания высокого напора и для перекачивания обладающих плохими смазывающими свойствами жидкостей, таких, например, как бензин или дизельное топливо.

Открытую сторону корпуса 5 шестеренного насоса 1 с внутренним зацеплением закрывают крышкой 9 с электрическими выводами, для герметичного уплотнения зазоров между которой и корпусом 5 при этом предусмотрен уплотнительный элемент 10. Такой уплотнительный элемент 10 выполнен в виде уплотнительного кольца круглого сечения и расположен в соответствующей круговой канавке (не показана), выполненной в крышке 9 с ее торцевой стороны.

На фиг.2 в поперечном разрезе показан шестеренный насос 1 с внутренним зацеплением, выполненный по одному из вариантов. На, соответственно в выполняющем функцию ротора зубчатом кольце 2 предусмотрено множество магнитов 11 (электродвигатель с возбуждением постоянными магнитами). При альтернативном выполнении электродвигателя в виде реактивного электродвигателя вместо магнитов 11 предусмотрены не показанные на чертеже отверстия для ослабления поля возбуждения.

На статоре 7 на его обращенной к зубчатому кольцу 2 цилиндрической поверхности 12 предусмотрен подшипник 13 скольжения, соответственно такой подшипник 13 скольжения интегрирован в статор 7. Подшипник 13 скольжения в первую очередь выполняет функцию износостойкого защитного слоя между статором 7 и ротором, соответственно зубчатым кольцом 2. Подшипник 13 скольжения выполняет, кроме того, функцию по центрированию ротора, соответственно зубчатого кольца 2 и может при соответствующем исполнении сокращать, соответственно предотвращать осевые утечки через зазоры, о чем более подробно сказано ниже со ссылкой на фиг.3. Подшипник 13 скольжения образован тонким слоем полимера, нанесенного на статор 7 экструзией, соответственно литьем под давлением.

На фиг.3 изображенный на фиг.2 шестеренный насос 1 с внутренним зацеплением показан в продольном разрезе. Из приведенного на чертеже изображения следует, что подшипник 13 скольжения, нанесенный на статор 7, соответственно отлитый в него под давлением, выполнен в виде слоя толщиной меньше 0,3 мм, который выполнен с обращенным в осевом направлении в сторону внутренней стенки 14 корпуса 5 продолжением или выступом 15, благодаря которому в результате прилегания такого слоя к внутренней стенке 14 корпуса 5 создается предварительный натяг. При монтаже крышки 9 подшипник 13 скольжения прижимается в осевом направлении к внутренней стенке 14 корпуса. Таким путем возможна осевая фиксация статора 7. Помимо этого подшипник 13 скольжения, имеющий подобное специальное исполнение, может использоваться в качестве осевого кольцевого уплотнения.

В соответствии со сказанным выше в предлагаемом в изобретении шестеренном насосе 1 предусмотрен конструктивно простой и поэтому недорогой подшипник скольжения.

1. Шестеренный насос (1) для подачи жидкости, имеющий установленное с возможностью вращения зубчатое колесо (3) с наружным зубчатым венцом и зубчатое кольцо (2) с внутренним зубчатым венцом и замкнутой однородной цилиндрической поверхностью, каковые зубчатое колесо (3) и зубчатое кольцо (2) для создания нагнетающего действия зацепляются между собой и расположены в общем корпусе (5) совместно с электрически коммутируемым статором (7), который концентрично охватывает зубчатое кольцо (2) и взаимодействует с ним для создания электродвижущей силы и на котором предусмотрен подшипник (13) скольжения, который выполнен на статоре (7) в виде слоя, нанесенного на обращенную к зубчатому кольцу (2) поверхность (12) статора (7), отличающийся тем, что слой выполнен с выступом (15), который обеспечивает прилегание статора (7) к внутренней стенке (14) корпуса (5) с предварительным натягом.

2. Шестеренный насос (1) по п.1, отличающийся тем, что указанный слой выполнен из полимера или из неферромагнитного материала, прежде всего из бронзы.

3. Шестеренный насос (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что толщина слоя составляет не более 0,3 мм.

4. Шестеренный насос (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что слой нанесен на статор (7) экструзией, наклеиванием или вулканизацией.

5. Шестеренный насос (1) по п.3, отличающийся тем, что слой нанесен на статор (7) экструзией, наклеиванием или вулканизацией.

6. Шестеренный насос (1) по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен в виде синхронного электродвигателя с возбуждением постоянными магнитами (11), которые интегрированы в зубчатое кольцо (2).

7. Шестеренный насос (1) по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен в виде реактивного электродвигателя, а в зубчатом кольце (2) выполнены отверстия или специальные выемки для образования магнитных полюсов путем ослабления магнитного поля.

8. Шестеренный насос (1) по п.1, 6 или 7, отличающийся тем, что зубчатое кольцо (2) выполнено из порошковой стали или пластмассы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области роторных машин и может найти применение в промышленности, в частности в качестве насоса при перекачивании вязких сред с высоким уровнем содержания абразивных частиц.

Изобретение относится к шестеренному насосу. Шестеренный насос (1) для подачи жидкости имеет установленное с возможностью вращения на опорной цапфе (4) зубчатое колесо (3) с наружным зубчатым венцом и зубчатое кольцо (2) с внутренним зубчатым венцом, которые для создания нагнетающего действия зацепляются между собой и расположены в общем корпусе (5) совместно с электрически коммутируемым статором (7).

Изобретение относится к способу управления компрессорной установкой, к устройству управления, а также набору данных для управления компрессорной установкой. В способе управления компрессорной установкой (1), которая включает в себя несколько компрессоров (2), при этом посредством установки (1) в системе сжатой текучей среды должно поддерживаться предварительно определенное избыточное давление, при этом через фиксированные или переменные интервалы времени принимают решения о действиях по переключению для адаптации системы к фактическим условиям.

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и может быть использовано в нефтегазовой промышленности для защиты винтовых поверхностей рабочих органов и уплотнений вала шпинделя мультифазных насосных установок от негативного воздействия высокой доли газовой фазы в перекачиваемой рабочей среде и/или «сухого хода».

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторно-лопастным устройствам, и может использоваться в двигателях внутреннего и внешнего сгорания, пневмодвигателях, компрессорах, насосах, детандерах.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использовано для подъема жидкости из нефтяных скважин. Насос выполнен многоступенчатым и содержит корпус 1 с зонами всасывания и нагнетания.

Изобретение относится к способу управления компрессорной станции. Способ управления компрессорной станцией (1), которая включает в себя по меньшей мере несколько объединенных друг с другом в сеть компрессоров (2), может не только формировать стратегии переключений посредством электронной системы (3) управления для оказания влияния на количество имеющейся в распоряжении одного или нескольких пользователей станции (1) сжатой текучей среды в станции (1), но и в состоянии приспосабливать имеющееся в распоряжении одного или нескольких пользователей станции (1) количество сжатой текучей среды к будущим условиям работы станции (1) адаптивно к отбираемому количеству сжатой текучей среды из станции.

Изобретение относится к эксцентриковому червячному насосу для нагнетания густотекучих, высоковязких и абразивных сред. Эксцентриковый червячный насос (100) с продольным направлением L включает в себя по меньшей мере один конический, винтообразно закрученный, по меньшей мере одноходовой ротор (1) с шагом h, по меньшей мере одним эксцентриситетом (e1, е2, е3,… еn) и по меньшей мере одним поперечным сечением d, который установлен с возможностью вращения в одно- или многоходовом коническом статоре (2).

Изобретение относится к области роторных машин объемного вытеснения, которые могут выполнять функции как двигателя, так и насоса, и касается усовершенствования профиля рабочих органов винтовых роторных двигателей, компрессоров и насосов.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным насосам. Роторный насос содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный верхним и нижним основаниями с впускными и выпускными отверстиями 5 и 7, установленный на валу ротор 2 и шиберы 8 и 9, разделяющие пространство между ротором 2 и корпусом 1 на камеры 12 и 13, изменяющие свой объем во время вращения ротора 2.

Изобретение относится к насосному узлу для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания. Насосный узел содержит корпус (3), плунжерный насос для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, шестеренный насос (2) для подачи топлива в плунжерный насос, приводной вал (4), установленный с возможностью вращения вокруг своей продольной оси (5) и приведения в действие как плунжерного насоса, так и насоса (2), и по меньшей мере одно кольцевое уплотнение (7), расположенное между корпусом (3) и валом (4) для герметичного разобщения двух камер (8, 9), по меньшей мере в одну из которых подается топливо.

Изобретение относится к погружным электронасосам. Погружной электронасос 200 содержит первый и второй корпусные элементы, шестеренный насос, статор 222 электродвигателя и множество постоянных магнитов.

Изобретение относится к элементам винтовых насосов и может использоваться в составе винтовых насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Подшипниковая опора винтового насоса включает вал 2 привода винтового насоса, герметичную камеру 1 и осевой подшипник 3.

Изобретение относится к объемным машинам для использования в качестве насоса или двигателя. Машина содержит вал 4, обращенный к рабочему органу 13 и имеющий с ним общую плоскость 14 скольжения, в результате чего ограничивающий рабочие камеры 12 рабочий орган 13 способен совершать качательные движения в неподвижном корпусе 10.

Изобретение относится к элементам винтовых насосов и может использоваться в составе винтовых насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. .

Изобретение относится к шестеренным гидромашинам и может быть использовано в гидросистемах различных машин, в том числе и в маслосистемах газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в конструкциях шестеренных насосов и гидромоторов для повышения надежности и долговечности насоса или мотора в целом.

Изобретение относится к технике добычи нефти, а именно к погружным одновинтовым скважинным насосам, и может быть использовано в нефтедобывающих отраслях промышленности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве погружных винтовых насосов для подъема пластовой жидкости из нефтяных скважин. .

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использовано для подъема жидкости из нефтяных скважин. Насос выполнен многоступенчатым и содержит корпус 1 с зонами всасывания и нагнетания.
Наверх