Насос шестеренный

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов. Задачей, решаемой полезной моделью, является увеличение надежности работы насоса шестеренного за счет уменьшения неравномерности подачи рабочей жидкости по контурам потребителей, и снижения динамических нагрузок деталей насоса. Насос шестеренный, содержит корпус, шестерни, закрепленные на валах, образующие полости, низкого и высокого давления, гидрораспределитель с ротором, кинематически связанным с валом насоса, оснащенным полостью, связанной с полостью высокого давления насоса, и, последовательно, с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и корпусе гидрораспределителя. На наружной поверхности ротора выполнена группа продольных пазов, равномерно расположенных по поверхности, и кольцевая канавка, полости которых связаны между собой, и через канал в подшипнике скольжения и корпусе гидрораспределителя с полостью высокого давления насоса. В подшипнике скольжения выполнены группы каналов, по одной группе на каждого потребителя, равномерно расположенные по наружной поверхности и смещенные друг относительно друга по длине подшипника скольжения и углу, с полостями, связанными с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидрораспределителя, и циклически - с полостями продольных пазов ротора, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов ротора. 1 с.п. ф-лы, 16 илл.

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов.

Известен насос шестеренный, содержащий корпус, шестерни, закрепленные на валах, образующие полости низкого и высокого давления, и гидрораспределитель, выполненный в виде двух каналов в валах, с осями, ориентированными перпендикулярно относительно осей валов и друг друга, напорная магистраль каждого потребителя связана через канал вала и центральный канал, образованный в крышке корпуса насоса с полостью высокого давления насоса [1].

Известный насос обеспечивает работу в режиме объемного делителя потоков, реализуя возможности использования в двухмоторных приводах при синхронном перемещении рабочих органов.

Недостатком известного насоса шестеренного является ограниченные функциональные возможности. Это обусловлено тем, что известный насос шестеренный может работать только с двумя, и не более, потребителями.

Известен насос шестеренный, содержащий корпус, шестерни, закрепленные на валах, образующие полости, низкого и высокого давления, гидрораспределитель с ротором, приводимым во вращение от вала насоса, оснащенным полостью, связанной с полостью высокого давления насоса, и, последовательно, с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и корпусе гидромашины [2].

Известный насос обладает широкими функциональными возможностями, реализуя возможности использования в многомоторных приводах при синхронном перемещении рабочих органов, обеспечивая работу в режиме объемного делителя потоков.

Недостатком известного насоса шестеренного является низкая надежность работы. Это объясняется тем, что насос шестеренный, работая в контурах нескольких потребителей, не обеспечивает необходимой степени равномерности подачи рабочей жидкости. Так, при дискретной подаче рабочей жидкости в напорные магистрали потребителей, уменьшение числа порций рабочей жидкости подаваемой в контур каждого потребителя за один оборот ротора гидрораспределителя приводит к увеличению степени неравномерности подачи рабочей жидкости в напорные магистрали потребителей. Пульсация расхода рабочей жидкости увеличивает динамичность нагружения деталей, и снижает надежность работы насоса шестеренного.

Задачей, решаемой полезной моделью, является увеличение надежности работы насоса шестеренного.

Техническим результатом, полученным от решения поставленной задачи, будет уменьшение неравномерности подачи рабочей жидкости по контурам потребителей за счет увеличения количества порций рабочей жидкости, подаваемой в напорную магистраль каждого потребителя за один оборот ротора гидрораспределителя, при одновременном уменьшении объема каждой порции. Уменьшение пульсации расхода рабочей жидкости снижает динамические нагрузки деталей, и, соответственно, увеличивает надежность работы насоса шестеренного.

Решение поставленной задачи достигается тем, что насос шестеренный, содержит корпус, шестерни, закрепленные на валах, образующие полости, низкого и высокого давления, гидрораспределитель с ротором, кинематически связанным с валом насоса, оснащенным полостью, связанной с полостью высокого давления насоса, и, последовательно, с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и корпусе гидрораспределителя. На наружной поверхности ротора выполнена группа продольных пазов, равномерно расположенных по поверхности, и кольцевая

канавка, полости которых связаны между собой, и через канал в подшипнике скольжения и корпусе гидрораспределителя с полостью высокого давления насоса. В подшипнике скольжения выполнены группы каналов, по одной группе на каждого потребителя, равномерно расположенные по наружной поверхности и смещенные друг относительно друга по длине подшипника скольжения и углу, с полостями, связанными с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидрораспределителя, и циклически - с полостями продольных пазов ротора, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов ротора.

Новым является то, что на наружной поверхности ротора выполнена группа продольных пазов, равномерно расположенных по поверхности, и кольцевая канавка, полости которых связаны между собой, и через канал в подшипнике скольжения и корпусе гидрораспределителя с полостью высокого давления насоса. В подшипнике скольжения выполнены группы каналов, по одной группе на каждого потребителя, равномерно расположенные по наружной поверхности и смещенные друг относительно друга по длине подшипника скольжения и углу, с полостями, связанными с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидрораспределителя, и циклически - с полостями продольных пазов ротора, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов ротора.

На фиг.1 представлен разрез по плоскости валов двухпоточного насоса шестеренного.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

На фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

На фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1.

На фиг.6 - разрез по плоскости валов трехпоточного насоса шестеренного.

На фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.6.

На фиг.8 - разрез Ж-Ж на фиг.6.

На фиг.9 - разрез 3-3 на фиг.6.

На фиг.10 - разрез по плоскости валов четырехпоточного насоса шестеренного.

На фиг.11 - разрез И-И на фиг.10.

На фиг.12 - разрез К-К на фиг.10.

На фиг.13 - разрез Л-Л на фиг.10.

На фиг.14 - разрез М-М на фиг.10.

На фиг.15 - разрез по плоскости валов двухпоточного насоса шестеренного с одинаковыми параметрами расхода рабочей жидкости по контурам потребителей.

На фиг.16 - разрез по плоскости валов двухпоточного насоса шестеренного с различными параметрами расхода рабочей жидкости по контурам потребителей.

Насос шестеренный содержит корпус 1, шестерни 2, 3, образованные на ведущем 4 и ведомом 5 валах. Валы 4, 5 установлены в подшипниках скольжения 6, 7 корпуса 1. Шестерни 2, 3 образуют полости низкого 8 и высокого 9 давления. Полость низкого давления 8 связана с баком гидросистемы (не показан) через канал 10 корпуса 1.

Насос шестеренный оснащен гидравлическим распределителем с ротором 11, кинематически связанным с ведущим валом 4 и приводимым от него во вращение. Ротор 11 установлен в подшипнике скольжения 12 корпуса 1 соосно с валом 4 насоса.

На наружной образующей поверхности ротора 11 выполнена кольцевая канавка 13. Полость кольцевой канавки 13 связана с полостью высокого давления 9 через канал 14, трубопровод 15, канал 16, выполненные в корпусе 1 насоса, кольцевую канавку 17 и каналы 18, выполненные в подшипнике скольжения 12. Плоскости кольцевых канавок 13, 17, и каналов 18 совпадают. На наружной образующей поверхности ротора 11 выполнена

группа продольных пазов 19, полости которых связаны с полостью кольцевой канавки 13.

В подшипнике скольжения 12 образованы группы продольных каналов 20, 21, 22, 23. Полости групп каналов 20, 21, 22, 23 связаны с полостями кольцевых канавок 24, 25, 26, 27, выполненных на наружной поверхности подшипника скольжения 12, и каналами 28, 29, 30, 31 подключения потребителей.

Продольные пазы 19, каналы 20, 21, 22, 23 в группах равномерно распределены по окружностям. Каналы 20, 21, 22, 23 групп смещены относительно друг друга на расчетный угол. Число продольных пазов 19 и каналов 20, 21, 22, 23 одинаково.

Потоки рабочей жидкости каналов 28, 29 и 30, 31 могут быть объединены посредством трубопровода 32 (фиг.15). Насос преобразуется в двухпоточный, с каналами 33, 34 подключения двух потребителей. Параметры расходов рабочей жидкости через каналы 33, 34 одинаковые.

Для получения двухпоточного насоса с различными параметрами расхода рабочей жидкости по контурам двух потребителей потоки рабочей жидкости каналов 28, 29, 30 могут быть объединены посредством трубопровода 35 (фиг.16). Параметры расходов рабочей жидкости через каналы 33, 34 различные.

Насос шестеренный работает следующим образом.

При работе насоса шестеренного вал 4 вращается от двигателя (не показан), и приводит во вращение шестерни 2, 3. Ротор 11 гидрораспределителя приводится во вращение от вала 4 через муфту.

Рабочая жидкость через канал 10 поступает из бака гидросистемы в полость низкого давления 8. Далее, жидкость во впадинах шестерен 2, 3 переносится в полость высокого давления 9. Из полости 9 через канал 14, трубопровод 15, канал 16 корпуса 1 жидкость поступает в полость кольцевой канавки 17 гидрораспределителя. Из полости кольцевой канавки 17 через

каналы 18 жидкость поступает в полость кольцевой канавки 13 ротора 11, и далее, в полости продольных пазов 19.

В двухпоточной гидромашине (фиг.1) рабочая жидкость из полостей продольных пазов 19 периодически поступает к группам каналов 20, 21 подшипника скольжения 12 гидрораспределителя. Из полостей каналов групп 20, 21 рабочая жидкость поступает в кольцевые канавки 24, 25 на наружной поверхности подшипника скольжения 12, и далее, в каналы 28, 29 подключения напорных магистралей двух потребителей.

В трехпоточной гидромашине (фиг.6) рабочая жидкость из полостей продольных пазов 19 периодически поступает к группам каналов 20, 21, 22 подшипника скольжения 12 гидрораспределителя. Из полостей каналов групп 20, 21, 22 рабочая жидкость поступает в кольцевые канавки 24, 25, 26 на наружной поверхности подшипника скольжения 12, и далее, в каналы 28, 29, 30 подключения напорных магистралей трех потребителей.

Аналогично, в четырехпоточной гидромашине (фиг.10) рабочая жидкость из полостей продольных пазов 19 периодически поступает к группам каналов 20, 21, 22, 23 подшипника скольжения 12 гидрораспределителя. Из полостей каналов групп 20, 21, 22, 23 рабочая жидкость поступает в кольцевые канавки 24, 25, 26, 27 на наружной поверхности подшипника скольжения 12, и далее, в каналы 28, 29, 30, 31 подключения напорных магистралей четырех потребителей.

Насос подает рабочую жидкость в напорные магистрали двух, трех, четырех потребителей периодически, малыми дискретными порциями. Это обеспечивает независимость расходов рабочей жидкости по напорным магистралям потребителей от режимов нагружения их. В каждую напорную магистраль за один оборот ротора 11 гидрораспределителя подается четыре (фиг.10), пять (фиг.1, фиг.6) порций рабочей жидкости. Число порций рабочей жидкости за один оборот блока цилиндров определяется количеством продольных каналов 20, 21, 22, 23 в каждой группе,

образованных в подшипнике скольжения 12. Равенство чисел продольных пазов 19 и каналов 20, 21, 22, 23 в каждой группе обеспечивает максимальное проходное сечение магистралей, и минимальное сопротивление потокам рабочей жидкости в гидрораспределителе.

Чем выше степень дискретизации потока рабочей жидкости, тем меньше степень неравномерности подачи рабочей жидкости по напорным магистралям потребителей, динамичность нагружения деталей гидромашины.

Предлагаемое техническое решение позволяет объединять потоки рабочей жидкости насоса заданным образом. Так, объединение двух пар потоков четырехпоточного насоса (фиг.15) позволяет создать двухпоточный насос с одинаковыми расходными характеристиками двух потоков. Объединение трех потоков в один (фиг.16) позволит создать двухпоточный насос с различными расходными характеристиками двух потоков.

При работе многопоточного насоса в контуре одного потребителя снимается трубопровод 15 (фиг.2). Канал 16 глушится (фиг.3), а магистраль потребителя подключается к каналу 14 корпуса 1.

Насос шестеренный может быть оснащен также гаммой распределителей, обеспечивающих различные расходы рабочей жидкости по напорным магистралям потребителей. Это достигается за счет разности центральных углов каналов 19 и 20, 21, 22, 23.

Насос шестеренный обеспечивает объемное деление потока рабочей жидкости, работая в режиме гидромотора. Рабочая жидкость подается в канал 10, а на выходе из гидромотора образуется ряд потоков рабочей жидкости со стабильными расходными характеристиками.

Насос шестеренный обеспечивает объемное суммирование потоков рабочей жидкости, работая в режиме гидромотора. Рабочая жидкость подается в каналы 28, 29, 30, 31 (фиг.10) со стабильными расходными характеристиками, а на выходе из гидромотора (канал 10) образуется один

поток рабочей жидкости.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает уменьшение неравномерности подачи рабочей жидкости по контурам потребителей за счет увеличения количества порций рабочей жидкости, подаваемой в напорную магистраль каждого потребителя за один оборот вала ротора гидрораспределителя, при одновременном уменьшении объема каждой порции. Уменьшение пульсации расхода рабочей жидкости снижает динамические нагрузки деталей, и, соответственно, увеличивает надежность работы насоса шестеренного.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:

1. Патент Республики Беларусь №1930U «Насос шестеренный», кл. F15В 11/22. Опубликован: Официальный бюллетень №2 (45) 2005 г.

2. Патент Республики Беларусь №2772U «Насос шестеренный», кл. F15В 11/22. Опубликован: Официальный бюллетень №3 (50) 2006 г.

Насос шестеренный, содержащий корпус, шестерни, закрепленные на валах, образующие полости низкого и высокого давления, гидрораспределитель с ротором, кинематически связанным с валом насоса, оснащенным полостью, связанной с полостью высокого давления насоса, и, последовательно, с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и корпусе гидрораспределителя, отличающийся тем, что на наружной поверхности ротора выполнена группа продольных пазов, равномерно расположенных по поверхности, и кольцевая канавка, полости которых связаны между собой, и через канал в подшипнике скольжения и корпусе гидрораспределителя с полостью высокого давления насоса, а в подшипнике скольжения - группы каналов, по одной группе на каждого потребителя, равномерно расположенные по наружной поверхности и смещенные относительно друг друга по длине подшипника скольжения и углу, с полостями, связанными с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидрораспределителя, и циклически - с полостями продольных пазов ротора, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов ротора.