Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

374859

Союз Советскин

Социал истическин

Республин

Зависимый от патента №

Заявлено 30.ЧШ.1968 (¹ 1267878/25-8)

Приоритет 01,IX.1967, № P 1653826, ФРГ

Опубликовано 20.111.1973. Бюллетень № 15

М. Кл. F 04с 1/04

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.664(088.8) Дата, опубликования описания ЗО.VIII.1973

Автор изобретения и заявитель

Иностранец

Отто Экерле (Федеративная Республика Германии) н

ШЕСТЕРЕНЧАТЪ|й НАСОС С ВНУТРЕННИМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ

Известны шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением высокого давления, содержащие корпус с цилиндрической полостью, приводную шестерню с наружным зацеплением, свободно вращающуюся кольцевую шестерню с внутренним зацеплением, помещенный между шестернями разделителя и прилегающий к наружной периферической поверхности кольцевой шестернями в зоне высокого давления подвижный уплотнительный элемент. В последнем выполнена входная часть нагнетательного канала и он:,, будучи гидравлически разгружен, прижат к кольцевой шестерни с небольшим усилием.

Цель изобретения — увеличить угол обхвата уплотнительным элементом периферийной поверхности кольцевой шестерни и, следовательно, стабилизацию положения кольцевой шестерни, а также упростить конструкцию уплотнительного элемента.

Для этого кольцевая шестерня расположена эксцентричного относительно цилиндрической плоскости корпуса так, что линия действия равводействующей от давления жидкости пересекает центральные оси цилиндрической полости корпуса и кольцевой шестерни, а уплотнительный элемент размещен в серповидном пространстве, образованном полостью корпуса и кольцевой шестерней, и имеет форму этого простраттсва. При таком выполнен ни насоса угол обхвата кольцевой шестерни уплотнительным элементом достигает 180 .

На фиг. 1 показан предлагаемый насос, поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез по А — А

5 на фиг. 1; на фиг. 3 — насос со средним разгрузочным поршнем, имеющим сферический наконечник, поперечный разрез; н а фиг. 4— составной кольцевой разгрузочный поршень; на фиг. 5 — разрез по Б — Б н а фиг. 4; на

10 фиг. 6 — разгрузочные поршни из искусственного материала со ступеньками, шлицем, буртиком и кулачковой поверхностью; на фиг. 7— вид по стрелке В на фиг. 6; на фиг. 8 — взачмные разрезы по à — Г и Д вЂ” Я ; н а фиг. 9—

15 насос с упругой подвижной шайбой, поперечный разрез; на фиг. 10 — насос с разделителем увеличенного размера и уплотнительн ым элементом, закрепленным штифтом, поперечный разрез; на фиг. 11 — разрез по Š— Е на

20 фиг. 10; на фиг. 12 — то же, но с другим креплением поджимной шайбы; н а фиг. 13 — схема смещения элементов насоса при их износе; на фиг. 14 — насос с плоским утолщенным концом разделителя, опи|рающимся на штифт, 25 поперечный разрез.

Насос собирают в корпусе 1 с цилиндрической полостью, в которой размещена приводная шестерня 2 с наружным зацеплением, приводимая во вращение валом 8, и свободно вра30 щающаяся кольцевая шестерня 4 с внутрен

374859

65 ним зацеплением, находящаяся в зацеплении с шестерней 2. Между шестернями 2 и 4 установлен разделитель 5, который может поворачиваться вокруг болта б.

Шестерни 2 и 4 расположены в полости корпуса 1 эксцентрично так, что линия действия равнодействующей от давления жидкости при работе насоса проходит по оси корпуса, соединяющей всасывающий а и н агнетательный б каналы.

На нагнетательной стороне насоса между кольцевой шестерней 4 и стенкой корпуса 1 размещен подвижный серповидный уплотнительный элемент 7, который стопорится от поворота штифтом 8. Центрирован не уплотнительного элемента н а штифте осуществляется по буртику 9. Благодаря этому облегчается установка уплотнительного элемента по шестерне 4. Угол обхвата шестерни 4 уплотнительным элементом .составляет 180 .

Для уравновешивания радиальных усилий, действующих на уплотнительный элемент, в

HlQM выполнен ы три кольцевых отверстия, в которые установлены поршни 10. Подпоршневые полости соединены с полостью нагнетани|я каналами в. Наружные кромки поршней

10 скруглены или имеют фаску, а сами поршни поджимаются к поверхности корпуса 1 тарельчатыми или волнистыми пружинами. Благодаря этому в начале работы н асоса поршни прижимаются к корпусу с н ебольшим усилием, и трение между поршнями и корпусом не препятствует самоустановке уплотнительного элемента 7.

Средний из поршней 11 (см. фиг. 3) может быть размещен в расточке корпуса 1 и иметь сферический наконечник, входящий в углубление уплотнительного элемента 7. В этом случае уплотнительн ый элемент HiB крепится штифтом.

Кольцевые поршни могут состоять (см. фиг. 4 и 5) из наружного кольца 12 с кольцевым выступом, которым оно прилегает к наружной поверхности корпуса, промежуточного уплотнительного кольца 18 круглого сечения и внутреннего кольца 14 из искусственного материала. Наружное и вн утренн ее кольца снабжены внутренними носиками, которые входят в продольный паз г, выполненный во внутренней боковой поверхности кольцевых углублений поршней. Для удерживания составных поршней от выпадания при монтаже насоса служат полые втулки 15 с отбортовками.

Разгрузочные поршни 1б могут быть также и вготовлены из искусственного . материала и выполнены ступенчатыми (см. фиг. 6 и 7), На меньшей ступени имеется буртик 17, ступень прорезана шлицем д, и, кроме того, имеется выступ 18 в виде кулачка. Отверстие для поршня в уплотнительнам элементе 7 также выполнено ступенчатым и сн абжено пазом е, При введении поршня 1б в отверстие уплотнительного элемента меньшая ступень сжимается, а затем после прохождения буртика 17

40 через ми нимальный диаметр отверстия уплотнительного элемента, расширяется. При этом буртик 17 входит в расточку увеличенного диаметра, а кулачок 18 — в паз е, Уплотнительный элемент 19 может иметь ширину большую, чем ширин а кольцевой шестерни 4 (см. фиг. 8 и 9), и опираться на дополнительные подвижные шайбы 20, установленные под кольцевой шестерней и над ней, Подвижные шайбы фиксируются в корпусе на штифте 21 и опираются на вал 8. Ось 22 разделителя 5 входит в пазы яс подвижных шайб

20 и может смещаться вдоль пазов.

В концевых участках уплотн ительного элемента 25, выступающих за кольцевую шестерн ю 4, выполнены прорези з, увеличивающие упругость этих участков. Разделитель 5 в этом случае первоначально имеет завышенный наружный размер. В начале работы насоса наружная поверхность разделителя снашивается, и только после этого уплотнительный элемент 19 вступает в контакт с подвижными шайбами 20. В поджимных шайбах могут быть выполнены глухие прорези и, оканчивающиеся отверстиями к (см. фиг. 10). Такая конструкция увеличивает упругость подвижных шайб.

Уплотнительный элемент 7 может быть связан с подвижными шайбами (см. фиг. 11, 13) штифтом 28, при этом подвижные шайбы полностью обхватывают вал 8. При такой конструкции в случае износа разделителя и смещения деталей насоса (см. фиг. 14) распределение усилий на детали сохраняется неизменHlbIM.

Штифт 28 может входить в отверстие л боковой крышки 24. Прв этом штифт имеет шейку 25 уменьшенного диаметра и посадочный поясок 26, диаметр которого меньше диаметра отверстия л.

Утолщенный конец разделителя 5 может быть выполнен плоским (см. фиг. 15) и опираться на лыску штифта 27, ограничивающую его поворот при повышенном износе.

Предмет изобретения

1. Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением высокого давления, содержащий корпус с цилиндрической полостью, приводную шестерню с наружным зацеплением, свободно вращающуюся кольцевую шестерню с внутренним зацеплением, помещенный между шестернями разделитель и прилегающий к наружнюй периферийной поверхности кольцевой шестерни в зон|е высокого давления под вижный уплотнительный элемент, в котором выполнена входная часть нагнетательного канала и который, будучи гидравлически разгружен, приакат к кольцевой шестерне с небольшим усилием, отличающийся тем, что, с целью увеличенияугла обхвата периферийной поверхности кольцевой шестерни уплотнительHlbIM элементом и, следовательно, стабилизации положения кольцевой шестерни, а также упрощения конструкцив уплотнительного эле.374859 мента, кольцевая шестерня расположена эксцентрично относительно цилиндрической полости корпуса так, что линия действия равнодействующей от давления жидкости пересекает центральные оси цилиндрической полости корпуса и кольцевой шестернями, а уплотни тельный элемент размещен в серповидном пространстве, образованном полостью корпуса и кольцевой шестерней, и имеет форму этого пространства.

2. Насос по и. 1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент охватывает кольцевую шестерню в пределах угла, равного 180 .

3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью гидравлической разгрузки уплотнительного элемента, в. нем выполнены круговые или кольцевые углубления, выходящие к его наружной поверхноств и соединенные с нагнетательной зоной насоса каналами в элементе, а в углублениях размещены кольцевые поршнями.

4. Насос по п. 3, отличающийся тем, что наружные кромки поршней скруглен ы или имеют фаску, а сами поршни поджаты к поверхности корпуса тарельчатыми или волнистыми пружинами.

5. Насос по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что средни и из поршней, ось которого совпадает с осью нагнетательного канала, входит в расточку корпуса и имеет сферический внутренний наконечник, которым он опирается на сферическую вогнутую поверхность углубления в уплотнительном элементе.

6. Насос по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что кольцевые поршни выполнены составными и каждый из них содержит наружное плоское кольцо с кольцевым выступом, которым оно прилегает к поверхности корпуса, промежуточное уплотнительн ое кольцо круглого сечения и внутреннее кольцо из искусствен ного материала, причем, наружное и внутреннее кольца имеют внутренние носики, входящие в продольный паз, выполненный во внутренней боковой поверхности кольцевого углубления в уплотнительном элементе.

7. Насос по п. 6, отличающийся тем, что в каналах, сообщающих полости разгрузочных поршней с зоной нагнетания, помещены полые втулки с отбортовками, удерживающие поршни от выпадания при монтаже н асоса.

8. Насос по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что разгрузочные поршни изготовлены из искусственного материала и выполнены ступенчатыми со шлицем, буртиком и кулачковой поверхностью на ступени меньшего диаметра, а уг5

Зо

55 лубления в уплотнительном элементе также выполнены ступенчатыми с выступами с пазами в ступенях меньшего диаметра, расположенными так, что буртик поршня заходит за выступ, а кулачковая поверхность входит в паз iB углублении.

9. Насос по пп. 1 — 8, отличающийся тем, что уплотнительный элемент имеет ширину, большую ширины кольцевой шестерни, и опирается дополнительно на боковые поджимные шайбы, полностью иди частично обхватывающие цапфы приводи ой шестерни.

10. Насос по п. 9, отличающийся тем, что ось, на которую надет разделитель, входит в поджимную шайбу с возможностью осевого смещения, а через шайбу проходит фиксирующий штифт.

11. Насос по пп. 9 и 10, отличающийся тем, что в выступающих за кольцевую шестерню концевых участках уплотнительного элемента выполнены торцовые прорези, увеличивающие упругость этих участков.

12. Насос по пп. 9 — 11, отличающийся тем, что участок поджимной шайбы, на который опирается уплотнительный элемент, частично отделен от основного тела шайбы глухой прорезью, увеличивающей его упругость.

13. Насос по пп. 9 — 12, отличающийся тем, что разделитель первоначально имеет несколько больший наружный размер, чем это необходимо, с тем, чтобы кольцевая шестерня, поджимаемая уплотнительным элементом, входила в контакт с разделителем прежде, чем поджимная шайба войдет в контакт с цапфой приводной шестерни .

14. Насос по пп. 1 — 8, отличающийся тем, что поджимные шайбы, полностью обхваты- . вающие цапфы приводной шестернями, имеют отверстия, в которые входит штифт, установленный в уплотнительный элемент.

15. Насос по п. 14, отличающийся тем, что штифт имеет концевой участок с посадочным пояском, который входит в отверстие, выполн енное в боковой крышке корпуса.

16. Насос по пп. 1 — 9, отличающийся тем, что поджимные шайбы соединены цилиндрическим штифтом с разделителем и образующийся узел опирается на штифт, закрепленный в корпусе.

17. Насос по п. 16, отличающийся тем, что утолщенн|ый конец разделителя выполнен плоским и опирается на штифт с плоской или цилин дрической опорной поверхностью, установленный в отверстии корпуса с возможностью поворота или осевого смещен ия.

374859

Е-Е

Фиг. 12 иг 11

Фиа Я

Фиг. 1З

Составитель Т. Клименко

Техред Т. Ускова

Редактор Л. Народная

Корректор Е. Михеева

Заказ 2342/1 Изд. № 558 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2