Шестерренный насос

 

О П И С А Н И Е о згтзвт

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистицеских

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 28.04,72 (21) 1778571/06 с присоединением заявки № (51) М. К .

F 04 С 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет-(43) Опубликовано 15.07.76. Бюллетень № 26 (53) УДК621.664.2(088.8) (45) Дата опубликования описания 31.01.77 (72) Авторы изобретения B. 9. Березкин, А. Н. Беспалько, П, Н. Мощенко и В. Г. Вминов (71) Заявитель (54) ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

Изобретение относится к гидравлическим шестеренным насосам переменной производительности с наружным зацеплением и может быть использовано в гидравлических системах различного назначения, в частности в топливных системах регулирования самолетных газотурбинных двигателей.

Известны шестеренные насосы переменной производительности с наружным зацеплением, каждая из шестерен которого имеет торцовые уплотнительные элементы, причем один из элементов выполнен в виде срезанной втулки, а другой, перемещаемый сервомотором в осевом направлении, выполнен в виде фигурного вкладыша с выступами по образующей, имеющими в поперечном сечении форму межзубового пространства шестерни; управляющая полость сервомотора расположена между торцом фигурного вкладыша и корпусом насоса и сообщена с полостью нагнетания насоса. Однако такие насосы сложны по своей конструкции. Кроме того, нагрузка на шестерни определяется величиной, пропорциональной площади шестерен, находящихся под давлением, почти всегда максимальна, т.е. подшипники всегда максимально нагружены, и не зависит от требуемого расхода прокачиваемой жидкости при постоянном давлении за насосом, что снижает надежность и срок службы насоса.

Для упрощения конструкции и повышения ее надежности и долговечности в пердлагаемом насосе управляющая полость сообщена с полостью нагнетания насоса через жиклер, а с полостью всасывания через отверстие в срезанной втулке противолежащей шестерни, перекрываемое торцом фигурного вкладыша при его перемещении.

10 На периферийной части каждого фигурного вкладыша выполнена проточка, сообщенная отверстиями с управляющей полостью сервомотора, что позволяет снизить нагрузки на подшипники.

На фиг. 1 изображен описываемый насос, продольный разрез; на фиг. 2 — его аксонометрическая проекция.

В корпусе1 насоса установлена неподвижная в осевом направлении шестерня 2, которая своей цапфой 3 опирается на подшипник во втулке 4, выполgp ненной в виде цилиндра с вырезом, а цапфой 5 — на подшипник, размещенный в корпусе 1. Подвижная в осевом направлении шестерня 6 цапфой 7 опирается на подшипник, установленный в корпусе 1, а цапфой 8 — на подшипник во втулке 9, выполненной аналогично втулке 4. На валу шестерни 2 со

521397 стороны цапфы 5 размещен фигурный вкладыш 10, выполненный в виде цилиндрической втулки с выступами по образующей, имеющими в поперечном сечении форму межзубового пространства. Торцовая поверхность А вкладыша 10 образует с поверхностями вала и корпуса управляющую полость Б сервомотора. Площадь поверхности равна площади торцов выступов фигурного вкладыша.

Управляющая полость Б соединена с полостью высокого давления за насосом жиклером 11, с полос- 10 тью низкого давления через отверстие О во втулке 9, перекрываемое торцом фигурного вкладыша 10, а через отверстие d сообщена с полостью В, образованной поверхностями Г фигурного вкладыша 10, вала шестерни, корпуса и торцов 12 зубьев шестерни. Полость В соединена с полостью Д, образованной поверхностью втулки 4 и торцом цапфы 3. Во втулке 4 выполчено отверстие в, перекрываемое торцом фигурного вкладыша 13, имеющего аналогично вкладышу 10 отверстие г для соединения полостей Б и В. Шестерня 2 соединена с приводом насоса, а шестерня б — с управляющим устройством 14. В расточках подшипников выполнены полости Е и Ж, причем первая соединена с высоким давлением, а вторая — co сливом.

Насос работает следующим образом.

Топливо из бака поступает в полость низкого давления насоса и зубьями вращающихся шестерен 2 и 6 передается в полость высокого давления, а затем к потребителю. Производительность насоса определяют по формуле

Q - =Хп6 н где ΄— производительность насоса;

 — ширина зоны зацепления зубьев шестерен 2 иб;

35 и — обороты привода.

В зависимости от взаимного расположения шестерен 2 и 6 зона зацепления имеет различную величину, следовательно, различна и производительность насоса.

В соответствии с равновесием, когдап =со И иЯ,=сом$1,шестерня 6 удерживается в определенном положении управляющим устройством 14. В зависимости от требуемого расхода шестерня 6 смещается относительно шестерни 2, при этом объем, образованный корпусом насоса и поверхностью зубьев шестерен 2 и 6, вышедших из зацепления, заполнен выступами вращающихся вместе с шестернями фигурных вкладышей 10 и 13, которые удерживаются в определенном положении следящей системой, состоящей из командного золотника, образованного втулками 9 и 4, отверстиями а и в и фигурными вкладышами 10 и 13, перекрывающими эти отверстия своими торцами с поверхностями А, и сервомотором, поршнями которого являются фигурные вкладыши 10 и 13, а управляющими полостями — полости Б. Усилие, создаваемое давлением за насосом, распределяемым по эпюре вдоль радиального зазора шестерен 2 и 6, на поверхности торцов выступов фигурных вкладышей 10 и 13 @ уравновешивается усилием, создаваемым давлением в полости Б на поверхности А фигурных вкладышей 10 и 13.

Таким образом, фигурные вкладыши 10 и 13 удерживаются в равновесном положении, зависящем от положения втулок 9 и 4, соответственно.

При изменении производительности насос работает следующим образом.

Перемещение шестерни 6 совместно со втулкой

9 и фигурным вкладышем 13, например, вправо, в сторону уменьшения требуемого расхода, сопровождается увеличением давления в управляющих полостях Б, так как отверстие а вместе со втулкой 9 смещается относительно фигурного вкладыша 10, а фигурньй вкладыш 13, перемещаясь вместе с шестерней 6, перекрывает своим торцом отверстие в во втулке 4.

Увеличение давления в полостях Б создает перестановочные силы, которые перемещают фигурньй вкладыш 10 вправо, заполняя его выступами пространство, образованное корпусом насоса и поверхностью зубьев шестерни 2, выходящих из зацепления до тех пор, пока не восстановится относительное расположение торцов фигурного вкладыша 10 и отверстия а втулки 9.

Фигурный вкладыш 13 под действием перестановочных сил смещается влев о, заполняя своими выступами пространство, образованное корпусом 1 насоса и поверхностью зубьев шестерни 6, выходящих из зацепления до тех пор, пока не восстановится относительное расположение торцов фигурного вкладыша 13 и отверстия в втулки 4.

При смещении шестерни б влево, в сторону увеличения потребного расхода, процесс повторяется, только теперь изменение давления в полостях Б вызывает смещение фигурного вкладыша 10 влево, а фигурного вкладыша 13 вправо, в результате чего освобождается пространство, образованное корпусом 1 насоса и поверхностями зубьев шестерен 2 и

6, для вхоляших в зацепление частей шестерен.

Формула изобретения

1. Шестеренный насос наружного зацепления, каждая из шестерен которого имеет торцовые уплотни— тельные элементы, причем один из элементов выполнен в виде срезанной втулки, другой, перемещаемый в осевом направлении при помощи сервомотора, выполнен в виде фигурного вкладыша с выступами по образующей, имеющими в поперечном сечении форму межзубового пространства шестерни, а управляющая полость сервомотора расположена между торцом фигурного вкладыша и корпусом насоса и сообщена с полостью нагнетания насоса, о тли чающий ся тем,что,сцелью упрощения конструкции и повышения надежности

521397

У В

Фиг. 1

Г 15

Фиг. р

ЦНИИПИ Заказ 4274/538

Подписное

Тираж 830

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и долговечности насоса, управляющая полость сообщена с полостью нагнетания насоса через жиклер, а с полостью всасывания через отверстие в срезанной втулке противолежащей шестерни, перекрываемое торцом фигурного вкладыша при его перемещении.

1 Ю А /0 У /

2. Насос по п.1,отличающийся тем,что, с целью разгрузки подшипников, на периферийной части каждого фигурного вкладыша выполнена проточка, сообщенная отверстиями с управляющей

6 полостью сервомотора.

Х 4 А