BG560Y1 - Ротационна пластинкова помпа - Google Patents

Description

(54) РОТАЦИОННА ПЛАСТИНКОВА ПОМПА

Област на техниката

Полезният модел се отнася до ротационна пластинкова помпа, която се използва в различни флуидни системи като средство за транспортиране и нагнетяване на флуиди, а също и като двигател.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е ротационна пластинкова помпа, която се състои от кух цилиндричен корпус, затворен от двете си страни с челни капаци, между които се простира вътрешната му околна повърхнина. При сечение с равнина, перпендикулярна на оста на корпуса тази вътрешна околна повърхнина има форма, определена от сечението като спирала на Паскал. В кухия цилиндричен корпус коаксиално е разположен и лагеруван в челните капаци цилиндричен ротор с кръгово сечение, който опира плътно във вътрешната околна повърхнина на корпуса в линия, определена от симетрична равнина на вътрешната повърхнина. Симетричната равнина е перпендикулярна на челните капаци на корпуса. Диаметрално в цилиндричния ротор е оформен правоъгълен прорез, в който е поместена и плъзгащо монтирана пластина, простираща се между вътрешните повърхнини на челните стени на корпуса. Краищата на пластината, опиращи във вътрешната околна повърхнина на корпуса са скосени и образуват остри ъгли. По този начин вътрешността на кухия цилиндричен корпус винаги е разделена на две непрекъснато променящи се камери, които са свързани с входящ и изходящ отвори за флуидния поток. В описаната помпа тези отвори са разположени асиметрично от двете страни на симетричната секуща равнина на корпуса. /1/

При известната помпа уплътнението между двете пространства в корпуса е осъществено само по линиите, където опират срещуположните краища на пластината. Това създава възможност с течение на времето да се появят хлабини в резултат на износване на повърхнините, което значително намалява ефективността на помпата. Освен това, при тази конструкция вътрешната околна повърхнина на корпуса е оформена в сечение като спирала на Пас кал. Това предполага разделянето на двете камери да се осъществява единствено и само от пластината при контакта на краищата й със споменатата вътрешна околна повърхнина на корпуса.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се създаде ротационна пластинкова помпа, при която уплътнението между двете камери във вътрешността на корпуса да е надеждно при продължителна експлоатация.

Задачата се решава с ротационна пластинкова помпа, състояща се от кух цилиндричен корпус, затворен от двете страни с челни капаци и от цилиндричен ротор, разположен коаксиално в кухия цилиндричен корпус и лагеруван в челните капаци. В тялото на цилиндричния ротор, плъзгащо в правоъгълен процеп, е монтирана пластина, като краищата на страните й, успоредни на оста на ротора, са в непрекъснат контакт с вътрешната околна повърхнина на кухия цилиндричен корпус. Другите две страни опират плъзгащо във вътрешните повърхнини на челните капаци. Пространството, образувано между външната повърхнина на цилиндричния ротор и вътрешната повърхнина на кухия цилиндричен корпус е разделено от пластината на две непрекъснато променящи обема си камери, свързани през отвори в челните стени и/или в стената на корпуса, съответно със смукателната и нагнетателната магистрали. Вътрешната повърхнина на кухия цилиндричен корпус е съставена от четири плавно преливащи се участъка, два по два срещуположни. Едната двойка участъци е оформена от цилиндрични повърхнини с постоянен радиус, при което радиусът на единия участък е равен на радиуса на цилиндричния ротор. Радиусът на другия срещуположен участък е от 1,2 до 3 пъти по-голям от радиуса на цилиндричния ротор. Цилиндричните повърхнини на участъците с постоянни радиуси се простират в централни ъгли от 30 до 75°. Другите два срещуположни участъка на околната вътрешна повърхнина на кухия цилиндричен корпус са свързващи и са с кривина, отговаряща на условието за непрекъснат контакт със съответните страни на пластината, успоредни на оста на ротора, както и осигуряваща плавно преминаване към другите два участъка. Тези страни на пластината са с триъгълен профил, чиито бедра са с кривина, еднаква с част от кривината на свързващите части, които са с непосредствена близост до участъка от околната повърхнина с по-малкия постоянен радиус.

В предпочитан вариант на ротационната пластинкова помпа по дължината на пластината има оформен правоъгълен отвор, в който перпендикулярно е разположен щифт, монтиран неподвижно в тялото на цилиндричния ротор. Диаметърът на щифта е равен на малката страна на правоъгълния отвор. Симетрично и диаметрално противоположно в тялото на ротора успоредно на надлъжните стени на пластината са оформени канали, свързващи съответната камера с пространството между щифта и правоъгълния отвор в пластината.

В описаната ротационна пластинкова помпа се постига надеждно уплътняване между пластината на ротора и околната вътрешна повърхнина на цилиндричния корпус, което се дължи преди всичко на профила на вътрешната повърхнина на корпуса, като в зоната на смукателния и нагнетателния отвори частта й от окръжност контактува с цилиндричния ротор в сектор с централен ъгъл 55-60° при относително нищожна хлабина между тях. В същото време профилът на краищата на пластината е триъгълен, но с бедра, чиято кривина е еднаква с част от кривината на свързващите участъци от вътрешната околна повърхнина на корпуса. При работа това допълнително осигурява по-надеждно уплътняване между двете камери.

Описание на приложените фигури

Фигура 1 представлява общ вид в разрез със секуща равнина перпендикулярна на пластината;

фигура 2 - сечение по А-А от фиг. 1;

фигури от 3 до 5 - сечения, показани на фиг. 2, показващи три различни положения на цилиндричния ротор, съответно на пластината.

Примери за изпълнение на полезния модел

Ротационната пластинкова помпа се състои от кух цилиндричен корпус 1, затворен от двете си страни с челни капаци 2 и 3, и от цилиндричен ротор 4, разположен коаксиално в ку хия цилиндричен корпус 1 и лагеруван в челните капаци 2 и 3 на плъзгащи лагери 5. В тялото на цилиндричния ротор 4 плъзгащо в правоъгълен процеп 6 е монтирана пластина 7, която със страните си, успоредни на оста на ротора 4, е в непрекъснат контакт с околната вътрешна повърхнина 8 на цилиндричния кух корпус 1. Другите две страни на пластината 7 опират плъзгащо в челните капаци 2 и 3. Пространството, образувано между външната повърхнина на цилиндричния ротор 4 и вътрешната повърхнина 8 на кутия цилиндричен корпус 1, е разделено от пластината 7 на две непрекъснато променящи обема си камери, свързани през смукателен 9 и нагнетателен 10 отвори в единия челен капак 3 със смукателната и нагнетателната магистрали през съответни щуцери 11 и 12. Вътрешната повърхнина 8 на цилиндричния кух корпус 1 е съставена от четири плавно преливащи се участъка АВ, ВС, CD, DA. Едната от двойките срещуположни участъци АВ и CD е оформена от цилиндрични повърхнини с постоянен радиус. Радиусът на единия участък АВ е равен на радиуса на цилиндричния ротор 4, а радиусът на другия срещуположен участък CD е от 1.2 до 3 пъти поголям от радиуса на цилиндричния ротор 4. Цилиндричните повърхнини на тези участъци с постоянни радиуси се простират в централни ъгли с големина от 30 до 75°. Другите два срещуположни участъка ВС и DA на околната вътрешна повърхнина 8 на цилиндричния кух корпус 1 са свързващи и са с кривина, отговаряща на условието за непрекъснат контакт със страните на пластината 7, успоредни на оста на ротора 4 и за плавно преминаване към участъците с постоянен радиус. Тези страни на пластината 7, контактуващи с околната повърхнина, са с триъгълен профил, чийто бедра 13 са с кривина, еднаква с част от кривината на свързващите участъци AD и ВС от околната повърхнина 8 от страната на малкия радиус. Кухият цилиндричен корпус 1 е уплътнен към челните капаци 3 и 4 чрез уплътнения 14. Опашката 15 на цилиндричния ротор 4 преминава през челния капак 4, уплътнена с него чрез уплътнителен пръстен 16. Външно на кухия цилиндричен корпус 1 към опашката 15 на ротора 4 чрез шпонка 17 и фиксиращ болт 18 с планка 19 е монтирана задвижваща ремъчна шайба 20. Пластината 7 има изработен в тялото си надлъжен правоъгълен отвор 21, в който перпендикулярно е разположен ограничителен щифт 22, монтиран стегнато в тялото на ротора 4 и с диаметър, равен на малката страна на отвора 21. Симетрично и диаметрално противоположно в тялото на цилиндричния ротор 4, успоредно на надлъжните стени на пластината 7 са оформени канали 23, свързващи пространството на процепа 6, в който е монтирана пластината 7 със съответните камери. Самата пластина 7 е снабдена с уплътнения 24, монтирани в линиите на контакт с вътрешната повърхнина 8 на кухия цилиндричен корпус 1.

Използване на полезния модел

Ротационната пластинкова помпа съгласно полезния модел работи по следния начин. Условно е приета посока на въртене на цилиндричния ротор 4 обратна на часовниковата стрелка. За по-точно илюстриране на работата са използвани схеми в три положения на пластината 7 /фиг. 3 до 5/. Приема се за начално положение, положението, при което пластината 7 е разположена по диаметъра на вътрешната околна повърхнина 8 на кухия цилиндричен корпус 1, определен от симетричната равнина на помпата. При това положение и двете камери на пространството между цилиндричния ротор 4 и кухия цилиндричен корпус 1 са свързани, съответно със смукателния 9 и нагнетателния 10 отвори. Уплътняването между цилиндричния кух корпус 1 и цилиндричния ротор 4 се извършва както от краищата на пластината 7, така и от цилиндричните повърхнини на двата елемента, които са с еднакъв радиус в този участък на кухия цилиндричен корпус 1. При завъртане в посока, обратна на часовниковата стрелка този контакт непрекъснато се запазва, а едновременно с това наблюдаваната зона Р от пластината 7 преминава над смукателния отвор 9, при което засмукването на съответната порция флуид се преустановява, а нагнетяването на предходната също е преустановено. В следващия момент започва свиването на засмукания флуид и последващото му изпускане в нагнетателния отвор 10. Едновременно с това зад зоната Р на пластината 7 се оформя отново смукателна камера с непрекъснато увеличаващ се обем. Уплътнението между двете камери (смукателната и нагнетателната) е надеждно в процеса на експлоатация, защото контактните повърхнини на цилиндричния ротор 4 и кухия цилиндричен корпус 1 са окръжност и част от окръжност с еднакъв радиус, а контактът се осъществява в относително голям сектор от 30 до 75°, като за предпочитане е да бъде 55 до 60°. Това създава възможност помпата да работи с максимално обемно кпд, както и с флуиди с минимален вискозитет, например газове. Направените канали 23 в тялото на цилиндричния ротор 4, които свързват камерата на смукателния отвор 9, респ. камерата на нагнетателния отвор 10, с пространството, оформено от правоъгълния отвор 21 в пластината 7 и щифта 22 помагат за преразпределяне силите от налягането на транспортирания флуид, с което в известен смисъл се облекчава работата на помпата, съответно на краищата на пластината 7.

Патентни претенции

Claims (2)

1. Ротационна пластинкова помпа, състояща се от кух цилиндричен корпус, затворен от двете си страни с челни капаци и от цилиндричен ротор, разположен коаксиално в кухия цилиндричен корпус и лагеруван в капаците, като в тялото на цилиндричния ротор плъзгащо в правоъгълен процеп е монтирана пластина, чиито краища на страните, успоредни на оста на ротора, са в непрекъснат контакт с околната вътрешна повърхнина на кухия цилиндричен корпус, а другите й две страни опират плъзгащо в челните капаци, при което пространството образувано между външната повърхнина на цилиндричния ротор и вътрешната повърхнина на кухия цилиндричен корпус е разделено от пластината на две непрекъснато променящи се пространства, свързани през отвори в челните стени и/или в стената на корпуса съответно със смукателната и нагнетателната магистрали, характеризираща се с това, че вътрешната повърхнина (8) на кухия цилиндричен корпус (1) е съставена от четири плавно преливащи се участъка (АВ, ВС, CD, DA), два по два срещуположни, като едната двойка участъци (AB, CD) е оформена от цилиндрични повърхнини с постоянен радиус, при което радиусът на единия участък (АВ) е равен на радиуса на цилиндричния ротор (4), а радиусът на другия срещуположен участък (CD) е от 1,2 до 3 пъти по-голям от радиуса на цилиндричния ротор (4), при което цилиндрич ните повърхнини на участъците (AB, CD) с постоянни радиуси се простират в централни ъгли с големина от 30 до 75°, при което другите два срещуположни участъка (ВС, DA) на околната вътрешна повърхнина (8) на кухия цилиндричен корпус (1) са свързващи и са с кривина, отговаряща на условието за непрекъснат контакт със страните на пластината (7), успоредни на оста на ротора (4) и за плавно преминаване към участъците с постоянни радиуси, като тези страни на пластината (7) са с триъгълен профил, чиито бедра (13) са с кривина, еднаква с част от кривината на свързващите части (ВС, DA) на вътрешната околната повърхнина (8) откъм страните, които са в непосредствена близост до участъка от околната повърхнина (8) с по-малък постоянен радиус (АВ).

2. Ротационна пластинкова помпа съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че по дължината на пластината (7) е оформен правоъгълен отвор (21), в който перпендику5 лярно е разположен щифт (22), монтиран неподвижно в тялото на цилиндричния ротор (4), като диаметърът на щифта (22) е равен на малката страна на правоъгълния отвор (21), при което симетрично и диаметрално противо10 положно в тялото на ротора (4), успоредно на надлъжните стени на пластината (7), са оформени канали (23) на процепа (6).

Приложение: 5 фигури