Шестеренный насос

Техническое решение используется в машиностроении при изготовлении шестеренных насосов и может быть использовано в пищевой промышленности для перекачивания кондитерских масс. Шестеренный насос состоит из корпуса, шестерен, расположенных на ведущем и ведомом валах, установленных на опорах скольжения. Смазка в опоры скольжения поступает, по кольцевым каналам, впадины шестерни выполнены в виде дуги окружности, а зубья шестерни имеют форму эллипса с размером малой оси равным диаметру окружности впадины, размер большей полуоси составляет разницу между произведением размера малой полуоси эллипса на тангенс угла, образованного вершинами малой оси с точкой пересечения центра дуги окружности впадины горизонтальной плоскостью и зазором между шестернями, выбираемого в зависимости от свойств перекачиваемой жидкости, причем смещение центра эллипса зуба относительно центра диаметра впадины составляет величину, равную разнице между диаметром впадины шестерни и длиной большей полуоси эллипса зуба. Техническое решение направлено на повышение КПД и увеличение ресурса шестеренного насоса. 3 ил.

Заявленное техническое решение относится к области машиностроения, а именно к шестеренным насосам и может быть использовано в пищевой промышленности для перекачивания кондитерских масс.

Из предшествующего уровня техники известен шестеренный насос, состоящий из корпуса, ведущей и ведомой шестерен, установленных на опорах скольжения, отличающийся тем, что во впадинах зубьев шестерен выполнены один или несколько радиальных каналов, на выходном участке установлен обратный клапан, радиальные каналы сообщаются через осевой канал с каналами, выполненными в цапфах, а на внешних торцах опор скольжения и цапф установлены самоподжимающиеся манжетные уплотнения. RU 2395719 C1, 27.07.2010.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в повышении КПД и увеличению ресурса шестеренного насоса за счет применения более эффективной системы смазки опор скольжения, сокращение потерь, связанных с зацеплением зубьев и устранением компрессии жидкости во впадинах шестерен.

Данная задача решается за счет того, что в шестеренном насосе, состоящим из корпуса, шестерен, расположенных на ведущем и ведомом валах, установленных на опорах скольжения, согласно предлагаемому техническому решению, смазка в опоры скольжения поступает, по кольцевым каналам, впадины шестерни выполнены в виде дуги окружности, а зубья шестерни имеют форму эллипса с размером малой оси равным диаметру окружности впадины, размер большей полуоси составляет разницу между произведением размера малой полуоси эллипса на тангенс угла, образованного вершинами малой оси с точкой пересечения центра дуги окружности впадины горизонтальной плоскостью и зазором между шестернями, выбираемого в зависимости от свойств перекачиваемой жидкости, причем смещение центра эллипса зуба относительно центра диаметра впадины составляет величину, равную разнице между диаметром впадины шестерни и длиной большей полуоси эллипса зуба. Опора скольжения шестеренного насоса может быть выполнена с кольцевой канавкой в форме полуокружности, с углом наклона при перекачивании вязкой кондитерской массы не менее 10°, в опоре скольжения в неподвижной ее части может использоваться бронза, а в подвижной - нержавеющая сталь, либо сталь, прошедшая термообработку, зазор межу шестернями при перекачивании вязкой кондитерской массы может лежать в интервале 0,2-0,6 мм.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение КПД и увеличение ресурса шестеренчатого насоса за счет применения более эффективной системы смазки опор скольжения, которая поступает по кольцевым канавкам под действием центробежной силы, обеспечивая постоянный приток смазки к трущимся поверхностям при одновременном отводе от них тепла, сокращение потерь, связанных с зацеплением зубьев, повышением их износостойкости и устранением компрессии жидкости во впадинах шестерен, при вхождении их в зацепление за счет геометрических особенностей шестеренного зацепления, где впадина шестерни выполнена в виде дуги окружности, а зубья шестерни - в форме эллипса с размерами, позволяющими обеспечить как равномерное пятно контакта, так и оптимальный зазор между шестернями.

Сущность технического решения поясняется прилагаемыми чертежами, где на фигуре 1 схематично изображен продольный разрез шестеренного насоса, на фигуре 2 - его поперечный разрез, на фигуре 3 - опора скольжения в масштабе М(1:1). Шестеренный насос (фигуры 1 и 2) состоит из корпуса 1, крышек 2 и 3, шестерен 5, расположенных на ведущем валу 7 и ведомом валу 6. Опоры скольжения 4 валов 6 и 7 запрессованы в крышку 2 и промежуточный корпус 8, который в свою очередь крепится к корпусу 1 с помощью крышки 3. В опорах скольжения выполнен подводящий спиральный канал a, с углом наклона спирали , распределительный канал с и отводящие прямолинейные каналы b (фигура 3). Впадины шестерни в виде дуги с диаметром D, зубья шестерни в форме эллипса с размером малой оси F и большей полуоси N, смещение центра эллипса зуба относительно центра диаметра впадины L, зазор между ведущей и ведомой шестернями s, угол, образованный вершинами малой оси эллипса с точкой пересечения центра дуги окружности впадины горизонтальной плоскостью - показаны на фигуре 2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При вращении валов 6 и 7 под действием центробежной силы смазка поступает по кольцевым каналам а (фиг.3) до распределительного канала с и далее по отводящим прямолинейным каналам b возвращается обратно. При этом обеспечивается постоянный приток смазки к трущимся поверхностям при одновременном отводе от них тепла. Геометрические особенности соотношения диаметра впадин D, эллипса зубьев шестерни с размером малой оси F, большей полуоси N и смещения центра эллипса зуба относительно центра диаметра впадины L обеспечивает равномерное пятно контакта, что в свою очередь приводит к повышенной износостойкости зубьев и понижению потерь на трение в зацеплении. Обеспечивается так же и оптимально необходимый для устранения компрессии во впадинах шестерен, при вхождении их в зацепление, зазор s (фигура 2).

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить КПД и увеличить ресурс шестеренного насоса.

1. Шестеренный насос, состоящий из корпуса, шестерен, расположенных на ведущем и ведомом валах, установленных на опорах скольжения, характеризующийся тем, что смазка в опоры скольжения поступает по кольцевым каналам, впадины шестерни выполнены в виде дуги окружности, а зубья шестерни имеют форму эллипса с размером малой оси, равным диаметру окружности впадины, размер большей полуоси составляет разницу между произведением размера малой полуоси эллипса на тангенс угла, образованного вершинами малой оси с точкой пересечения центра дуги окружности впадины горизонтальной плоскостью и зазором между шестернями, выбираемого в зависимости от свойств перекачиваемой жидкости, причем смещение центра эллипса зуба относительно центра диаметра впадины составляет величину, равную разнице между диаметром впадины шестерни и длиной большей полуоси эллипса зуба.

2. Шестеренный насос по п.1, отличающийся тем, что кольцевая канавка имеет форму полуокружности.

3. Шестеренный насос по п.1, отличающийся тем, что угол наклона кольцевой канавки при перекачивании вязкой кондитерской массы составляет не менее 10°.

4. Шестеренный насос по п.1, отличающийся тем, что в опоре скольжения неподвижная ее часть выполнена из бронзы, а подвижная - из нержавеющей стали либо стали, прошедшей термообработку.

5. Шестеренный насос по п.2, отличающийся тем, что зазор межу шестернями при перекачивании вязкой кондитерской массы лежит в интервале 0,2-0,6 мм.