JPS5851286A - Tooth-tip sealing mechanism for gear pump - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the gear track of a seal block from becoming deep unnecessarily in high-speed, high-pressure operation of a gear pump, by selecting the substantial tooth-tip sealing length of the seal block at a proper value. CONSTITUTION:The length l from a point A to a point B, constituting the tooth- tip sealing length of a seal block 9, is selected to be nearly equal to an adjacent pitch P (but l>P). In the length l from the point A to the point B constituting the substantial tooth-tip sealing length, pressure in the tooth space is changed from the level of suction pressure to the level of discharge pressure, but the process of this pressure change is extremely stable. Therefore, by determining the loading force according to the pressure in the tooth space, it is enabled to prevent the gear track from becoming deep unnecessarily.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、商法ギヤポンプの高速高圧運転時に、シー
ルブロックのギヤトラックが必要以上に深くならないよ
うにしたギヤポンプの歯先シール機構である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a tooth tip sealing mechanism for a gear pump that prevents the gear track of a seal block from becoming deeper than necessary during high-speed, high-pressure operation of a commercial gear pump.

ギヤポンプの歯先シール機構として、第１．２図に示す
ものが従来から知られている。2. Description of the Related Art As a tooth tip sealing mechanism for a gear pump, the one shown in FIG. 1.2 is conventionally known.

この第１図に示すギヤポンプは、ボディ（１）の両側に
カバー及びマウンティング７ランジ（図示していない）
を設け、これらカバー及びマウンティングフランジに巻
ブツシュ（２）（３Ｊを圧入している（ただしカバー側
の巻ブツシュしか図示していない）。この巻ブツシュ（
２ハ３）にはギヤ（４）１５）のギヤ軸（６バ７）を支
持させるとともに、その巻ブツシュ（２）（３）外向に
サイドプレート（８）内周をはめ合せている。The gear pump shown in Fig. 1 has a cover and mounting 7 lunges (not shown) on both sides of the body (1).
A winding bushing (2) (3J) is press-fitted into these covers and mounting flanges (however, only the winding bushing on the cover side is shown).
The gear shafts (6 bars 7) of the gears (4) and 15) are supported on the 2c and 3), and the inner periphery of the side plate (8) is fitted to the outer side of the bushings (2) and (3).

そして上記サイドプレート（８）外周にシールブロック
（９）内局を一致させて、そのシールブロック（９）を
支持する構成にしている。The seal block (9) is supported by aligning the inner part of the seal block (9) with the outer periphery of the side plate (8).

上記のように支持されたシールブロック（９）は、ボデ
ィ（１）との接触面である外−面にローディングエリヤ
四を形成し、このロープ４ングエリヤ叫に高圧導入孔（
ロ）（２）からの高圧を導入しうるようにしている。The seal block (9) supported as described above forms a loading area 4 on the outer surface which is the contact surface with the body (1), and a high pressure introduction hole (
b) It is possible to introduce high pressure from (2).

しかして上記ローディングエリヤσＱに導入された高圧
と、当該ギヤの歯溝内圧力とをバランスさせつつ、シー
ルブロック（９）内局面でギヤの歯先をシールするもの
である。Thus, the high pressure introduced into the loading area σQ and the pressure within the tooth groove of the gear are balanced, and the tooth tip of the gear is sealed by the inner surface of the seal block (9).

そしてこの従来機構の欠点は、当該ポンプを高速高圧で
運転すると、ローデイングカが過剰になってシールブロ
ック（９）のギヤトラックが深くなりすき゛、その後に
は容積効率が著しく低下することである。A drawback of this conventional mechanism is that when the pump is operated at high speed and high pressure, the loading force becomes excessive and the gear track of the seal block (9) becomes deep, after which the volumetric efficiency is significantly reduced.

このようにギヤトラックが深くなりすぎるのは、上記従
来のものがシールブロック（９）の実質的歯先シール長
ざであるＡ点からＢＡまでの長さｔｋ、当該ギヤの隣接
ピッチＰに対してｔ′：２Ｐとしていたことに基因する
。The reason why the gear track becomes too deep in this way is that in the conventional type, the length tk from point A to BA, which is the effective tooth tip seal length of the seal block (9), and the adjacent pitch P of the gear are This is due to the fact that t':2P.

このこと？第２図に示したギヤ（４）とシールブロック
（９）との相関図にもとづいて詳しく説明する。this thing? This will be explained in detail based on the correlation diagram between the gear (4) and the seal block (9) shown in FIG.

前記シールブロック（９）とギヤ（４）の歯先との間に
は、常に一足のすき間＋８）を維持するが、ギヤ（４）
が第２図矢印方向に回転すると、歯溝・Ａの流体は歯１
？ＩＹ）にもれ、また歯溝・力の流体は歯溝、Ｚ）にも
れるというように、−転方向後方側の歯溝に流体が順次
もｎていく。A gap of one foot +8) is always maintained between the seal block (9) and the tooth tip of the gear (4).
rotates in the direction of the arrow in Figure 2, the fluid in the tooth groove A flows towards tooth 1.
? Fluid leaks into the tooth groove IY), and the fluid from the tooth groove and force leaks into the tooth groove and Z), and so on, the fluid sequentially flows into the tooth groove on the rear side in the - rotation direction.

上記のようにすき間Ｓ）から流体がもれるときにぽ、常
に圧力降下があり、中間Ｖ′ｃ位置する１溝Ｙ）の圧力
は、論理的には Ｙｌ）＝　（Ｘｐ＋ＺＰ　）　／　２　　　となる。As mentioned above, when fluid leaks from the gap S), there is always a pressure drop, and the pressure in one groove Y) located in the middle V'c is logically Yl) = (Xp + ZP) / 2. .

そして上記の１溝内圧力に応じて、前記ローディングエ
リヤｕＯＱ囲槓等ヲ定めてローデイングカを央めるが、
当該ポンプを高速高圧で運転すると上記等式が成り立た
なくなる。Then, according to the pressure in the first groove, the loading area uOQ ram etc. are determined and the loading force is centered.
When the pump is operated at high speed and high pressure, the above equation no longer holds true.

つ１り高速高圧運転時をこは、吸込み流体に気泡が死生
するので、その気泡分だけ、歯溝（イ）から・Ｙ）にも
れるもれ薫ｑ１が多くなシ、歯溝力からＡへのもれ量（
１２＋ｌこ対してｑｌ　、＞ｑｌとなってしまう。During high-speed, high-pressure operation, air bubbles die in the suction fluid, so the leakage gas q1 that leaks from the tooth grooves (A) to Y) increases due to the force of the tooth grooves. Amount of leakage to A (
For 12+l, ql becomes >ql.

したがってもれ童ｑ１が多くなった分だけ圧力降下が大
きくなり、歯溝幻内の圧力が低くなる。Therefore, as the number of leakage particles q1 increases, the pressure drop increases and the pressure within the tooth groove phantom decreases.

すなり′ｃ）Ｙｐ＜　（Ｘｐ＋Ｚｐ）　／　２　（！：
　ｆｘツテＬ４　ウ。Sunari'c) Yp< (Xp+Zp) / 2 (!:
fx tute L4 c.

こりように歯＠、ｒ）内の圧力が低下すると、前記尋弐
を前提？ＣＬ、て定めたローデイングカと、との歯溝Ｙ
）内の圧力とのバランスがくずれ、ローデイングカが過
剰になってしまう。ローデイングカが過剰になると、シ
ールブロック（９肋１　低圧側、すなわちギヤ側に弾性
変形するとともに、ギヤはシールブロック（９）側に少
し戻るので、両者の変形や変位が相まってシールブロッ
ク（９）のギヤドブツクか−＠ｌζして深くなる。If the pressure inside the tooth @, r) decreases, the above assumption is assumed? CL, the tooth space Y between the loading force determined by
) and the balance with the internal pressure is lost, resulting in excessive loading force. If the loading force becomes excessive, the seal block (9 ribs 1) is elastically deformed toward the low pressure side, that is, the gear side, and the gear returns a little to the seal block (9) side, so the deformation and displacement of both parts combine to cause the seal block (9) to deform. Gear Dobukka-@lζ becomes deeper.

ギヤトラックが一旦深くなってしまうと、以後の運転に
２いて常に歯溝内圧力が大きくなり、ローデイングカが
相対面に弱くなる。このようにギヤトラックが深くなっ
たにもかかわらず、ローデイングカも羽くなるので、歯
先すき間−８）がかなり大きくなってしまう。このため
に当該ポンプの答償効率が著しく低下してし１う。Once the gear track becomes deep, the pressure in the tooth space will always increase during subsequent operations, and the loading force will become weaker than the relative surface. Even though the gear track is deepened in this way, the loading force also increases, so the tooth tip clearance -8) becomes considerably large. As a result, the efficiency of the pump is significantly reduced.

この発明は、シールブロックの実質的歯先シール長さｔ
を、隣接ピッチＰに対してｔ’−＝ＰＣただしｔ＞Ｐ）
としたもので、これによって上記従来の欠点を完全に解
消しえたものである。In this invention, the substantial tip seal length t of the seal block is
, with respect to the adjacent pitch P, t'-=PC where t>P)
This completely eliminates the above-mentioned conventional drawbacks.

以下にはこれを第３．４図に示した実施例について説明
するが、当該ポンプにおいて従来と同様の構成について
はその詳ｍｌを省略し、同一符号を用いる。The embodiment shown in Fig. 3.4 will be described below, and the same reference numerals will be used for the same configurations of the pump as before, without omitting the details.

この発明における最大の特色は、シールブロック（９）
の田先シール長さである第３図Ａ点から（５） Ｂ点までの長さｔｆｒ、、隣接ピッチＰに対しｔ毎Ｐ（
ただしｔ＞ｐ）とした点である。The biggest feature of this invention is the seal block (9)
The length tfr from point A in Figure 3 to point B (5), which is the length of the Tazaki seal in Figure 3, is calculated every t for the adjacent pitch P (
However, the point is that t>p).

このように構造的には歯先シール長さｔを上記のように
しただけであるが、これによってギヤトラックが深くな
り丁ぎたりする従来の欠点を完全に解消しえたもので、
その理由を、第４図に示したギヤ（４）とシールブロッ
ク（９）との相関図にもとづいて説明する。Structurally, the length t of the tooth tip seal is simply changed as shown above, but this completely eliminates the conventional drawback of the gear track becoming deep and intersecting.
The reason for this will be explained based on the correlation diagram between the gear (4) and the seal block (9) shown in FIG.

つまシ、ギヤ１４１が第４図矢印方回に回転する過程に
おいて、回転方向前方の歯溝・で）が吐出側に開いてい
るときには、それに隣接する回転方間後方の歯溝Ｕ）が
吸込み側に開くことになる。In the process of rotation of the pick and gear 141 in the direction of the arrow in Fig. 4, when the tooth groove (U) at the front in the direction of rotation opens to the discharge side, the adjacent tooth groove (U) at the rear in the direction of rotation opens to the suction side. It will open to the side.

換言すれば歯溝′ｒ）の圧力却は吐出圧とほぼ等しくな
るとともに、歯溝・口）の圧力珈は吸込み圧とほぼ等し
くなり、それは吸込み流体内の気泡の有無に関係しない
こと明らかである。したがってシールブロック（９）の
実質的歯先シール長さであるＡ点からＢＡまでの長さｔ
において、歯溝内圧力は吸込み圧から吐出圧までに変化
する。In other words, the pressure in the tooth groove 'r) becomes almost equal to the discharge pressure, and the pressure in the tooth groove and mouth) becomes almost equal to the suction pressure, and it is clear that this is not related to the presence or absence of bubbles in the suction fluid. be. Therefore, the length t from point A to BA, which is the actual tooth tip seal length of the seal block (9)
In this case, the pressure within the tooth groove changes from the suction pressure to the discharge pressure.

しかも当該シールブロック（９）の芙質的歯先シー（６
） ル長さｔは、１ピツチ（隣接ピッチ）にほぼ等しくして
いるので、その圧力変化の過程はきわめて安定し、それ
は高速高圧運転時における吸込み流体内の気泡の有無に
一切影響されない。Moreover, the tooth tip seam (6) of the seal block (9) is
) Since the length t is approximately equal to one pitch (adjacent pitch), the pressure change process is extremely stable and is not affected by the presence or absence of bubbles in the suction fluid during high-speed, high-pressure operation.

このように歯溝内の圧力変化が安定しているので、その
圧力に応じてローディング刀を定めておけば、従来のよ
うにギヤトラックが必要以上に深くなることもない。In this way, since the pressure change in the tooth groove is stable, if the loading blade is determined according to the pressure, the gear track will not become deeper than necessary, unlike in the past.

なおこの発明において、シールブロックの実質的歯先シ
ール長さｔとは、シールブロック１１面の歯先接触長さ
を指しているのではない。In this invention, the substantial tooth tip seal length t of the seal block does not refer to the tooth tip contact length of the seal block 11 surface.

つまりシールブロックとサイドプレートとが相まつて歯
溝を実際にシールしている長さを指しているもので、た
とえば第３図に示すように、サイドグレート（δ）に設
けたスピードスロッｔｔｔａに対応する部分などは、実
質的歯先シール長さｔには含まれない。In other words, it refers to the length of the seal block and side plate that actually seal the tooth groove.For example, as shown in Figure 3, it corresponds to the speed slot tta provided in the side grate (δ). This portion is not included in the substantial tooth tip seal length t.

以上の説明から明らかなように、この発明の歯先シール
機構によれば、シールブロックの実質的歯先シール長さ
を、１ピツチ（隣接ピッチ）とほぼ等しくしたので、そ
のシール長さに対応する部分の歯溝内圧力が、当該ギヤ
ポンプの高速高圧運転時にもきわめて安定している。し
たがってその安定した歯溝内圧力に応じてローデイング
カを定めれば、ギヤトラックが深くなりすき゛ることも
なくなる。As is clear from the above description, according to the tooth tip seal mechanism of the present invention, the effective tooth tip seal length of the seal block is made approximately equal to one pitch (adjacent pitch), so that it corresponds to the seal length. The pressure in the tooth groove in the area where the gear pump is operated is extremely stable even during high-speed, high-pressure operation of the gear pump. Therefore, if the loading force is determined according to the stable pressure in the tooth groove, the gear track will not become deep and the gap will not occur.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面第１図は従来のギヤポンプの断面図、第２図はその
ギヤとシールブロックとの相関図、第３．４図はこの発
明の１実施例を示すもので、第３図は首該ギヤポンプの
断面図、第４図はそのギヤとシールブロックとの相関図
である。 ｔ２Ｊ　（３１・−・巻ブツシュ、（６）１７）・・・
ギヤ軸、（８）・・−サイドプレート、（９）・・−シ
ールブロック、ｔ・・・実質的歯先シール長さ。 特許出願人　　　亘場工業株式会社 代理人弁理士　　　鴫　　　宣　之 （７） 第１図 に Ｘ２図 ≠Ｕ脂才 ｓ　　−−Ｎ　−１Ｓ ゛もＪＶく ）７ （８） 大　３　図 ３ ｉ４図Figure 1 is a sectional view of a conventional gear pump, Figure 2 is a diagram showing the relationship between the gear and the seal block, Figures 3 and 4 show an embodiment of the present invention, and Figure 3 shows the neck of the gear pump. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the gear and the seal block. t2J (31... Volume Bush, (6) 17)...
Gear shaft, (8)...-side plate, (9)...-seal block, t...-substantial tooth tip seal length. Patent applicant: Wataruba Kogyo Co., Ltd. Representative Patent Attorney Nobuyuki Tsuji (7) Fig. 1 and X2 Fig.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ギヤ軸を支持する巻ブツシュ外周にサイドプレート内周
をはめ合せるとともに１このサイドプレート外周をシー
ルブロック内筒に一致させ、当該シールブロック内＠面
で歯先をシールするギヤポンプの歯先シール機構におい
て、前記シールブロックの実質的歯先シール長さｔを、
当該ギヤの隣黴ピッチＰに対してｚｗ、ｐ　（ただしｔ
＞Ｐ）としたギヤポンプの歯先シール機構In a tooth tip sealing mechanism of a gear pump, in which the inner circumference of a side plate is fitted to the outer circumference of a wound bushing that supports a gear shaft, and the outer circumference of the side plate is aligned with an inner cylinder of a seal block, and the tips of the teeth are sealed on the inside @ surface of the seal block. , the substantial tip seal length t of the seal block,
zw, p (however, t
>P) tooth tip seal mechanism of gear pump