PL223648B1

PL223648B1 - Gear pump with external gear

Info

Publication number: PL223648B1
Application number: PL404800A
Authority: PL
Inventors: Piotr Osiński
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL404800A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest pompa zębata o zewnętrznym zazębieniu stosowana zwłaszcza w układach hydraulicznych i układach smarowania.The subject of the invention is an external gear pump used in particular in hydraulic systems and lubrication systems.

Znana jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr 316090 pompa zębata, która ma łożyska igiełkowe, przy czym przecieki z komory ciśnienia odprowadzane są do otworu ssącego pompy kanałami, wykonanymi w płycie i korpusie, powodując skrócenie drogi i zmniejszenie oporów przepływu. W szczególności komora pompy zaprojektowana została w taki sposób, aby uzyskać strefy sprężania umożliwiające sprężanie większej ilości medium na dłuższym odcinku pomiędzy kołami zębatymi pompy, co pozwala zwiększyć jej wydajność.A gear pump is known from the Polish patent application No. 316090, which has needle bearings, whereby leaks from the pressure chamber are led to the pump's suction opening through channels made in the plate and the body, causing the path to be shortened and flow resistance to be reduced. In particular, the pump chamber has been designed to have compression zones that allow more medium to be compressed over a longer distance between the pump gears, thereby increasing its efficiency.

Pompa zębata o dużej wydajności, do pompowania płynów o dużej lepkości znana jest z polskiego opisu patentowego nr 194708. W pompie między każdym z kół zębatych, a wewnętrznymi ściankami komory znajdują się strefy sprężania, które mają grubość zmieniającą się wzdłuż kół zęb atych. Kształt stref sprężania sprawia, że lepki płyn, który zasysany jest wskutek obrotów przekładni zębatych, wtłaczany jest w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów przekładni, do zwężającej się stopniowo szczeliny. Szczelina kończy się łagodnym odcięciem przepływu płynu wraz z rozpoczęciem się strefy szczelnej. Kształt stref sprężania sprzyja zwiększeniu ilości wtłaczanego lepkiego płynu i jego sprężeniu. Płyn wpompowany jest między zęby przekładni, co ułatwia całkowite wypełnienie przestrzeni między nimi. Pompa jest bardziej wydajna niż znane pompy i może pracować w większym zakresie prędkości i w stosunkowo większym zakresie lepkości płynu.A high-capacity gear pump for pumping high-viscosity fluids is known from the Polish patent specification No. 194708. In the pump, between each of the gears and the inner walls of the chamber, there are compression zones, the thickness of which varies along the gears. The shape of the compression zones means that the viscous fluid sucked in due to the rotation of the gears is forced in the direction of rotation of the gears into a gradually narrowing gap. The fracture ends with a gentle cut-off of fluid flow with the start of the sealed zone. The shape of the compression zones helps to increase the amount of the viscous fluid injected and to compress it. The fluid is pumped between the teeth of the gearbox, which facilitates the complete filling of the space between them. The pump is more efficient than known pumps and can operate over a greater speed range and over a relatively greater fluid viscosity range.

Znana jest również pompa zębata wielostrumieniowa do dozowania stopionego polimeru w m aszynach przędzalniczych według polskiego opisu patentowego nr 121344. Zgodnie z opisem patentowym pompa zawiera jedną płytę centralną z kanałami wylotowymi dla wszystkich strumieni pomp. Płyta centralna umieszczona jest między dolnymi dwoma dwustrumieniowymi zespołami pompującymi, z których każdy składa się z płyty okularowej, jednego środkowego koła zębatego pędzącego i dwóch par kół zębatych pędzonych.A multi-jet gear pump is also known for dispensing molten polymer in spinning machines according to Polish Patent No. 121344. According to the patent, the pump comprises one central plate with outlet channels for all pump streams. The central plate is placed between the lower two double-stream pumping units, each of which consists of an eyepiece plate, one central rushing gear and two pairs of driven gears.

Znane ze stosowania pompy zębate mają korpus, w którym wykonany jest otwór ssący połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate z otworem tłocznym. W pompach tych, profil zęba ma zarys nacięty w wyniku obróbki metodami obwiedniowymi lub kształtowymi.Gear pumps known from use have a body in which a suction opening is made, connected through a working chamber in which two gears work with a discharge opening. In these pumps, the tooth profile has a contour cut as a result of machining by hobbing or profiling methods.

Istota pompy zębatej o zewnętrznym zazębieniu z korpusem, w którym wykonany jest otwór ssący połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate, gdzie pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona, polega na tym, że w co najmniej jednym kole zębatym występują zęby ze skośnym sfrezowaniem fragmentu wierzchołka zęba.The essence of a gear pump with external meshing with the body, in which a suction opening is made, connected through a working chamber in which two gear wheels work, where a sealed space is formed between the gear teeth, consists in the fact that at least one gear wheel has teeth with oblique milling of a fragment of the tooth apex.

Korzystnie skośne sfrezowanie fragmentu wierzchołka zęba jest jedno lub dwustronne.Preferably, the oblique milling of the tooth apex is one or two-sided.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że skośne sfrezowanie fragmentu wierzchołka zęba nie powoduje zmiany stopnia pokrycia ani skrócenia odcinka przyporu. Ponadto, koło zębate ze skośnym sfrezowaniem fragmentu wierzchołka zęba charakteryzuje się lepszym odprowadzeniem czynnika roboczego z przestrzeni zasklepionej w porównaniu do konstrukcji, w której nie przeprowadzono tego typu modyfikacji. Nieprawidłowe odciążenie przestrzeni zasklepionej powoduje gwałtowny przyrost ciśnienia Ap_z w krótkim okresie czasu. Na wykresie 1 przedstawiono teoretyczny przebieg ciśnienia p(t) w pompie zębatej w czasie jednego pełnego obrotu koła zębatego (2π). Rozróżnia się następujące obszary charakterystyczne, w których ciśnienie p(t) przyjmuje następujące wartości:An advantage of the solution according to the invention is that the oblique milling of the tooth tip portion does not change the degree of coverage or shorten the buttress portion. In addition, the gear wheel with an oblique milling of the tooth tip fragment is characterized by a better discharge of the working medium from the capped space compared to a structure in which such modifications have not been carried out. Incorrect relieve a sealed space results in a rapid increase in pressure _{from the} Revelation in a short period of time. Graph 1 shows the theoretical course of pressure p (t) in the gear pump during one full revolution of the gear (2π). The following characteristic areas are distinguished in which the pressure p (t) takes the following values:

- obszar ssawny - suction area Ψ1 Ψ1 P(t)=Ps P (t) = Ps - obszar wzrostu ciśnienia - pressure increase area Ψ2 Ψ2 Ps<P(t)<Pt Ps <P (t) <Pt - obszar tłoczny - pressure area ψ3 ψ3 P(t)=Pt P (t) = Pt - obszar zmiany ciśnienia w przestrzeni zasklepionej - pressure change area in the capped space ψ4 ψ4 P(t)=Pz=Pt+APz P (t) = Pz = Pt + APz

PL 223 648 B1PL 223 648 B1

Zastosowanie skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka zęba wpływa korzystnie na obniżenie nadwyżki ciśnienia Ap_z w przestrzeni zasklepionej.The use of oblique milling of the tooth apex has a positive effect on reducing the excess pressure Ap _z in the capped space.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach jego realizacji oraz uwidoczniony na rysunkach, na których Fig. 1 przedstawia pompę zębatą o zazębieniu zewnętrznym, Fig 2 przedstawia koło zębate, Fig. 3 przedstawia zarys zęba ze skośnym sfrezowaniem fragmentu wierzchołka zęba.The subject of the invention is presented in more detail in the examples of its implementation and in the drawings, in which Fig. 1 shows a gear pump with external meshing, Fig. 2 shows a gear wheel, Fig. 3 shows a tooth contour with an oblique milling of a tooth tip fragment.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus 1, w którym wykonany jest otwór ssący 2, połączony poprzez komorę roboczą 3, w której pracują dwa koła zębate 4, z otworem tłocznym 6. Pomiędzy zębami kół zębatych 4 utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Jedno z kół zębatych 4 ma zęby z jednostronnym skośnym sfrezowaniem wierzchołków zębów. W zębach z jednostronnym sk ośnym sfrezowaniem można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych 4 metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyniku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów.The gear pump with external gearing has a casing 1 in which a suction opening 2 is made, connected through a working chamber 3 in which two gear wheels 4 work with a discharge opening 6. A sealed space 5 is formed between the teeth of the gear wheels 4. of the gears 4 has teeth with one-sided oblique milling of the tips of the teeth. In the teeth with one-sided oblique milling, it is possible to distinguish the primary surface 7, resulting from the machining of cylindrical gears 4 with shaped or circumferential methods, and the secondary surface 8, resulting from the technologically intended operation of oblique milling of the tip fragment. During pumping, the relief of the capped space 5 is facilitated by the flow of the medium in the gap formed between the secondary surface 8 and the primary surface 7 of the mating pairs of teeth.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus 1, w którym wykonany jest otwór ssący 2, połączony poprzez komorę roboczą 3, w której pracują dwa koła zębate 4, z otworem tłocznym 6. Pomiędzy zębami kół zębatych 4 utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Jedno z kół zębatych 4 ma dwustronnie skośne sfrezowanie wierzchołków zębów. W zębach dwustronnie skośne sfrezowanych można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyniku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów.The gear pump with external gearing has a casing 1 in which a suction opening 2 is made, connected through a working chamber 3 in which two gear wheels 4 work with a discharge opening 6. A sealed space 5 is formed between the teeth of the gear wheels 4. of the gears 4 has two-sided oblique milling of the tooth tips. In two-sided oblique milled teeth, it is possible to distinguish a primary surface 7, resulting from the machining of cylindrical gears with shaped or circumferential methods, and a secondary surface 8 resulting from the technologically intended operation of oblique milling of a tip fragment. During pumping, the relief of the capped space 5 is facilitated by the flow of the medium in the gap formed between the secondary surface 8 and the primary surface 7 of the mating pairs of teeth.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus 1, w którym wykonany jest otwór ssący 2, połączony poprzez komorę roboczą 3, w której pracują dwa koła zębate 4, z otworem tłocznym 6. Pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Obydwa koła zębate mają zęby z jednostronnym skośnym sfrezowaniem wierzchołka zęba. W zarysie zębów z jednostronnym skośnym sfrezowaniem można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyn i4The gear pump with external gearing has a casing 1 in which a suction opening 2 is made, connected through a working chamber 3 in which two gear wheels 4 work, with a pressure opening 6. A sealed space 5 is formed between the gear teeth. teeth with one-sided oblique milling of the tooth tip. In the contour of the teeth with one-sided oblique milling, it is possible to distinguish the primary surface 7, resulting from the machining of cylindrical gears with shaped or circumferential methods, and the secondary surface 8 formed in the area i4

PL 223 648 B1 ku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów.In order to carry out the technologically intended operation of oblique milling of the vertex fragment. During pumping, the relief of the capped space 5 is facilitated by the flow of the medium in the gap formed between the secondary surface 8 and the primary surface 7 of the mating pairs of teeth.

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus 1, w którym wykonany jest otwór ssący 2, połączony poprzez komorę roboczą 3, w której pracują dwa koła zębate 4, z otworem tłocznym 6. Pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń sfrezowania wierzchołka zęba. W zarysie zębów dwustronnie skośnie sfrezowanych można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyniku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów.The gear pump with external gearing has a casing 1 in which a suction opening 2 is made, connected through a working chamber 3 in which two gear wheels 4 work, with a pressure opening 6. A space for milling the tooth tip is formed between the gear teeth. In the contour of the teeth that are obliquely milled on both sides, it is possible to distinguish the primary surface 7, resulting from the machining of cylindrical gears with shaped or circumferential methods, and the secondary surface 8 resulting from the technologically intended operation of oblique milling of a tip fragment. During pumping, the relief of the capped space 5 is facilitated by the flow of the medium in the gap formed between the secondary surface 8 and the primary surface 7 of the mating pairs of teeth.

W rozwiązaniu z modyfikacją wierzchołka zęba wyróżnia się dwie charakterystyczne płaszczyzny, pierwsza (pierwotna) niemodyfikowana powstała w wyniku obróbki walcowych kół zębatych m etodami kształtowymi lub obwiedniowymi, natomiast druga (wtórna) modyfikowana powstała w wyniku zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka.In the solution with modification of the tooth tip, two characteristic planes are distinguished, the first (primary) unmodified as a result of machining cylindrical gears with shaping or enveloping methods, while the second (secondary) modified as a result of the technologically intended operation of oblique milling of the tip fragment.

Claims

Patent claims

1. The external toothed gear pump has a body with a suction opening connected through a working chamber in which two gear wheels work, with a capped space between the gear teeth, characterized in that there are teeth in at least one gear wheel. with an oblique milling of the tooth apex.

2. The pump according to claim The method of claim 1, characterized in that the oblique milling of the tooth apex portion is one-sided or two-sided.