RU2229625C2 - Rotor-piston pump - Google Patents

Abstract

FIELD: pump manufacture. SUBSTANCE: rotor-piston pump includes two working chambers operating alternatively and being both in the form of irregular circles. Central shaft with pinion is mounted between said chambers in such a way that its pinion engages with cam shafts and gear wheels of piston in the form of shuttle having in mean portion grooves designed for cam shafts with rollers. Pistons move along irregular circles. Several teeth of gear wheels are cut and camp rests upon said cut portion of teeth due to action of springs. Lateral and end faces of pistons are radial. EFFECT: lowered friction losses. 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам высокой производительности и давления.The invention relates to a pump engineering industry, in particular to high performance and pressure pumps.

Известен шестеренный насос, содержащий центральный вал с шестерней, контактирующей с шестернями (см. Юдин Е.М. Шестеренные насосы, Москва, Машиностроение, 1964, с. 8, фиг.2).Known gear pump containing a Central shaft with a gear in contact with the gears (see Yudin EM Gear pumps, Moscow, Engineering, 1964, S. 8, figure 2).

Недостатком данного шестеренного насоса является то, что жидкость в процессе перемещения зубьями шестерен раздавливается на мелкие порции, которые заполняют межзубьевые пазы, и, вращаясь в них, трется о стенки при касании. От измельчения порций жидкости зубьями шестерен многократно увеличивается площадь трения жидкости о зубья и стенки камер, что увеличивает потребляемую мощность на привод насоса.The disadvantage of this gear pump is that the liquid is crushed by the teeth of the gears into small portions that fill the interdental grooves, and, rotating in them, rubs against the walls when touched. From grinding portions of liquid with the teeth of gears, the area of friction of the liquid against the teeth and the walls of the chambers increases many times, which increases the power consumption for the pump drive.

Известен шестеренный насос, принятый за ближайший аналог, содержащий две находящие в зацеплении шестерни, одна из которых выполнена овальной с параллельными сторонами, ее центральное отверстие также имеет овальную форму для обеспечения вращательного и поступательного движения ротора по неподвижной оси (см. SU 589463 A, 20.03.1978, F 04 C 2/08).A gear pump is known, adopted for the closest analogue, containing two gears in meshing, one of which is oval with parallel sides, its central hole also has an oval shape to provide rotational and translational motion of the rotor along a fixed axis (see SU 589463 A, 20.03 .1978, F 04 C 2/08).

Недостатком данного насоса является то, что ведомая шестерня перемещает жидкость только половину времени выполнения им полного оборота. Вторая половина этого времени расходуется на перемещение шестерни в камере поступательно до упора. В связи с чем, возникает пульсация жидкости и трение жидкости о зубья шестерен и стенки камер.The disadvantage of this pump is that the driven gear moves the fluid only half the time it performs a full revolution. The second half of this time is spent on moving the gears in the chamber progressively to the stop. In this connection, there is a pulsation of the liquid and friction of the liquid on the teeth of the gears and the walls of the chambers.

Задачей изобретения является перемещение и выдача жидкости отдельными большими объемами, что значительно уменьшает площади ее трения, уменьшая тем самым потребляемую мощность насоса.The objective of the invention is the movement and dispensing of the liquid in separate large volumes, which significantly reduces the area of its friction, thereby reducing the power consumption of the pump.

Поставленная задача достигается в роторно-поршневом насосе, содержащем две рабочие камеры, работающие поочередно и имеющие форму искаженного круга, между которыми расположен центральный вал с шестерней, контактирующей с кулачковыми валами и шестернями поршней, имеющих челнокообразную форму и пазы в средней части для кулачковых валов с роликами, при этом движение поршней происходит по искаженному кругу, часть зубьев шестерен с двух противоположных сторон срезаны, в срезы зубьев под действием пружин упирается прижим, а боковые и торцевые стороны поршней выполнены радиусными.The problem is achieved in a rotary piston pump containing two working chambers, working alternately and having a distorted circle shape, between which there is a central shaft with gear in contact with the cam shafts and piston gears having a shuttle shape and grooves in the middle for cam shafts with rollers, while the movement of the pistons occurs in a distorted circle, part of the teeth of the gears from two opposite sides are cut off, the pressure abuts against the tooth sections under the action of the springs, and the side and end side pistons made radiused.

На фиг.1 изображен роторно-поршневой насос.Figure 1 shows a rotary piston pump.

На фиг.2 изображен продольный разрез на фиг.1Figure 2 shows a longitudinal section in figure 1

Насос состоит из двух полукольцевых стенок 1, перегородки 2 и боковых стенок, составляющих корпус насоса.The pump consists of two half-ring walls 1, partitions 2 and side walls that make up the pump casing.

В центре корпуса посредством подшипников установлен центральный вал 3 с приводной муфтой и шестернями 4 и 5.In the center of the housing by means of bearings, a central shaft 3 with a drive clutch and gears 4 and 5 is installed.

В камерах 6 корпуса посредством подшипников установлены два кулачковых вала 7 с роликами 8 и шестернями 9. Часть зубьев шестерен 9 с двух противоположных сторон срезаны. В срезы зубьев под действием пружин упирается прижим 10.In the chambers 6 of the housing by means of bearings, two cam shafts 7 with rollers 8 and gears 9 are installed. Some of the teeth of the gears 9 are cut off from two opposite sides. In the sections of the teeth under the action of the springs press 10 rests.

В камерах 6 на кулачковые валы 7 посредством роликов 8 установлены два поршня 11, имеющие челнокообразную форму. Внутренняя часть поршней 11 имеет полости, по стенкам которых прокатываются ролики 8, и пазы 12 для взаимодействия с кулачковыми валами 7. На наружной поверхности поршней 11 нарезаны зубья шестерни, которыми поршни 11 соединены с центральным валом 3. Боковые и торцевые стороны поршней 11 выполнены радиусными. С боков корпуса насоса расположены четыре окна 13, два из которых, согласно стрелок на чертеже, входные, а два - выходные. Окна соединены патрубками 14 с концами трубы трубопровода. Окна оборудованы односторонними шаровыми клапанами (не показаны).In the chambers 6 on the camshafts 7 by means of rollers 8 there are two pistons 11 having a shuttle shape. The inner part of the pistons 11 has cavities along the walls of which the rollers 8 are rolled, and grooves 12 for interacting with the cam shafts 7. On the outer surface of the pistons 11 gear teeth are cut, by which the pistons 11 are connected to the central shaft 3. The lateral and end sides of the pistons 11 are made radial . Four windows 13 are located on the sides of the pump casing, two of which, according to the arrows in the drawing, are input and two are output. The windows are connected by nozzles 14 to the ends of the pipeline pipe. Windows are equipped with one-way ball valves (not shown).

Роторно-поршневой насос работает следующим образом.The rotary piston pump operates as follows.

При вращении вала 3 от привода шестерня 4 приводит в движение поршни 11. Верхний по чертежу поршень 11 начнет перемещаться по радиусу за изображенной на чертеже стрелкой, а нижний - вслед за стрелкой, изображенной у торца поршня. При движении верхнего поршня 11 площадь камеры 6 будет уменьшаться, а жидкость, находящаяся в ней, будет вытесняться через окно и патрубок в трубопровод 15. В то же время площадь, находящаяся за верхним поршнем, будет увеличиваться, создавая разрежение в камере и засасывая в нее жидкость из подводящего патрубка. Нижний поршень 11 до прихода в изображенное на чертеже положение производит выталкивание жидкости и одновременно за собой заполнение камеры жидкостью. Движение нижнего поршня за стрелкой можно назвать циклом "смена положения", а верхнего - "рабочим ходом".When the shaft 3 is rotated from the drive, the gear 4 drives the pistons 11. The upper piston 11 in the drawing starts to move along the radius behind the arrow shown in the drawing, and the lower one follows the arrow shown at the end of the piston. With the movement of the upper piston 11, the area of the chamber 6 will decrease, and the liquid inside it will be forced out through the window and the nozzle into the pipe 15. At the same time, the area behind the upper piston will increase, creating a vacuum in the chamber and sucking into it fluid from the inlet pipe. The lower piston 11, before reaching the position depicted in the drawing, expels the liquid and at the same time fills the chamber with liquid. The movement of the lower piston behind the arrow can be called the cycle "change of position", and the upper - "working stroke".

При цикле ″смена положения″ жидкость не перетекает в окна, а меняет местоположение. К концу хода верхнего поршня по радиусу у нижнего поршня закончится цикл ″смена положения″ и начнется рабочий ход и т.д.During the cycle ″ change of position ″ the liquid does not flow into the windows, but changes its location. By the end of the stroke of the upper piston along the radius of the lower piston, the cycle ″ change of position ″ will end and the stroke will begin, etc.

При рабочих ходах нагрузка приходится в основном на торцевые участки зубьев шестерен. Для увеличения стойкости зубьев этих участков в насосе автоматически производится подключение в работу шестерен 9, которые до этого времени из-за срезанного участка зубьев не были сцепленными с шестерней 5, а при начале рабочих ходов шестерни 9 сцепляются с шестерней 5 и получают от нее вращение и передаваемую от привода энергию.During working strokes, the load falls mainly on the end sections of the gear teeth. To increase the resistance of the teeth of these sections in the pump, the gears 9 are automatically connected to the work, which until that time, due to the cut tooth section, were not coupled to the gear 5, and at the beginning of the working strokes, the gears 9 engage with the gear 5 and get rotation from it energy transmitted from the drive.

К моменту сцепления шестерен поршень 11 займет крайнее положение цикла ″смены положения″, когда один кулачок кулачкового вала 7 займет место в одном из пазов 12, благодаря которому вращение шестерни 5, 9 и вала 7 передается и поршню 11.By the time the gears are engaged, the piston 11 will occupy the extreme position of the ″ change of position ″ cycle, when one cam of the cam shaft 7 will take place in one of the grooves 12, due to which the rotation of the gear 5, 9 and shaft 7 is transmitted to the piston 11.

При начале цикла ″смена положения″ поршня в верхней камере кулачковый вал 7 выйдет из паза поршня 11, а шестерня 9 к тому времени повернется к шестерни 5 участком срезанных зубьев, а кулачковый вал 7, временно, до следующего рабочего хода прекратит свое вращение. Чтобы вал 7 не поворачивался самопроизвольно, прижим 10 удерживает его.At the beginning of the cycle ″ change of position ″ of the piston in the upper chamber, the cam shaft 7 will come out of the groove of the piston 11, and the gear 9 by that time will turn to the gear 5 with a section of cut teeth, and the cam shaft 7 will temporarily stop rotation until the next working stroke. So that the shaft 7 does not rotate spontaneously, the clamp 10 holds it.

При вращении шестерен прижим 10 зубчатыми участками шестерен отжимается в сторону.When the gears rotate, the clip 10 is pressed to the side by the gear sections of the gears.

Claims (1)

Роторно-поршневой насос, содержащий две рабочие камеры, работающие поочередно и имеющие форму искаженного круга, между которыми расположен центральный вал с шестерней, контактирующей с кулачковыми валами и шестернями поршней, имеющих челнокообразную форму и пазы в средней части для кулачковых валов с роликами, при этом движение поршней происходит по искаженному кругу, часть зубьев шестерен с двух противоположных сторон срезана, в срезы зубьев под действием пружин упирается прижим, а боковые и торцевые стороны поршней выполнены радиусными.A rotary piston pump comprising two working chambers operating alternately and having a distorted circle shape, between which there is a central shaft with gear in contact with cam shafts and piston gears having a shuttle shape and grooves in the middle for cam shafts with rollers, wherein the pistons move in a distorted circle, part of the teeth of the gears is cut off from two opposite sides, the pressure abuts the tooth sections under the action of the springs, and the lateral and end sides of the pistons are made radially E.

Images