PL230845B1 - Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pompa zębata, przeznaczona do generowania energii strumienia cieczy w układach hydraulicznych i układach smarowania.

Pompa zębata, stosowana zwłaszcza w układach hydraulicznych znana z polskiego zgłoszenia patentowego nr 316090, ma łożyska igiełkowe, ponadto przecieki odprowadzane są do otworu ssącego pompy kanałami, wykonanymi w płycie i korpusie, powodując skrócenie drogi i zmniejszenie oporów przepływu.

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 zębatych. 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.

Pompa zębata z kołami zębatymi rozstawionymi promieniowo-symetrycznie znana jest z polskiego opisu patentowego nr 163895. Konstrukcja cechuje się występowaniem jednego środkowego koła zębatego pędzącego i pary kół zębatych pędzonych rozstawionych promieniowo-symetrycznie w stosunku do wałka ślimacznicy. Koła zębate osadzono w obudowie składającej się z pokrywy górnej i dolnej, które są napędzane centralnie od ślimaka i ślimacznicy poprzez przekładnie pośrednie kół zębatych. Rozwiązanie może być wykorzystane do napędu silników hydraulicznych.

Znana jest również pompa zębata wielostrumieniowa do dozowania stopionego polimeru w maszynach przędzalniczych wg polskiego opisu patentowego 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.

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, do kompensacji luzów, powierzchniach bocznych kół zębatych, powstałych w wyniku wysokiego ciśnienia roboczego zastosowane są pływające bloki łożyskowe, które mimo zmian wymiarów wewnętrznych korpusu, dociskane są do powierzchni bocznych kół zębatych ciśnieniem roboczym tejże pompy.

Pompa zębata z zatokami, oddzielonymi od komory roboczej elastycznymi językami, znana z polskiego zgłoszenia patentowego nr 397539. Zatoki wykonane są w korpusie pompy, symetrycznie po obu stronach otworu tłocznego, wzdłuż komory roboczej na co najmniej jednej czwartej obwodu. Zatoki wykonane są na całej długości korpusu odpowiadającej szerokości kół zębatych. Wspomniane zatoki oddzielone są od komory roboczej elastycznymi językami. Mają one za zadanie kompensować przyrosty luzów promieniowych spowodowanych naprężeniami w korpusie pompy w wyniku wysokiego ciśnienia tłoczenia.

W zgłoszeniu nr 397539 przedstawiono pompę zębatą o zazębieniu zewnętrznym o korpusie złożonym z trzech części. W częściach skrajnych umieszczone są korpusy łożysk ślizgowych. W środkowym fragmencie korpusu, o szerokości zbliżonej do szerokości kół zębatych, wykonano kanały w kształcie łuku po stronie tłocznej pompy. Umieszczono je symetrycznie względem króćca tłocznego pompy. Kanały te są połączone z króćcem tłocznym pompy. Ciecz pod ciśnieniem tłoczenia dociska wargi powstałe po wykonaniu kanałów do głów zębów kół zębatych zapewniając kompensację luzu obwodowego.

Znane są również metody kompensacji luzu obwodowego wg zgłoszeń patentowych P398436 i P39740. W wymienionych zgłoszeniach kompensacja odbywa się poprzez docisk elementów uszczelniających umieszczonych w głowach zębów koła czynnego i biernego do korpusu pompy. W zależności od zgłoszenia możemy wyróżnić rodzaj elementu uszczelniającego oraz metodę jego docisku. Może to być wałeczek - zgłoszenie P398436 lub łopatka - zgłoszenie P39740. Docisk może odbywać się poprzez sprężynę lub ciecz pod ciśnieniem.

PL 230 845 Β1

Istotą rozwiązania pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, która ma korpus, w którym wykonane są otwory ssące połączone poprzez komorę roboczą, w której pracują koła zębate z otworami tłocznymi i charakteryzuje się tym, że korpus wykonany jest z części zewnętrznej i części wewnętrznej w postaci tulei, gdzie w części zewnętrznej, po obu stronach otworu tłocznego wykonane są zatoki oddzielone od komory roboczej tuleją, przy czym zatoki wykonane są na całej szerokości zewnętrznej części korpusu odpowiadającej szerokości kół zębatych i łączą się z otworami tłocznymi.

Korzystnie zatoki są wykonane w tulei po obu stronach otworu tłocznego.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że tuleja w pompie zębatej o zazębieniu zewnętrznym może odkształcać pod naporem cieczy znajdującej się w zatokach w kierunku kół zębatych. Ponadto grubość ścianki tulei jest zmienna na obwodzie. Dodatkowo korpusy łożysk ślizgowych umieszczone są w tulei o konstrukcji jednolitej, i dzięki temu nie występuje problem nie osiowej współpracy elementów korpusu i zespołu pompującego.

Przedmiot wynalazku w pierwszym przykładzie realizacji przedstawiono na figurach 1 i 2.

Przykład 1

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus dwuelementowy, złożony z części wewnętrznej, w formie tulei 2, osadzonej w części zewnętrznej 1. Część zewnętrzna 1 posiada otwór ssawny 5 połączony z otworem ssawnym 7 tulei, której wymiary wewnętrzne określają wielkość komory roboczej 14, połączonej z otworem tłocznym 8 tulei 2, a następnie z otworem tłocznym 6 części zewnętrznej korpusu 1. W komorze roboczej 14 pracują dwa koła zębate 3 i 4, osadzone na odpowiadających im wałach 13 i 12.

W części zewnętrznej korpusu 1, po obu stronach otworu tłocznego, wykonane są dwie zatoki 10 i 11, połączone z otworami tłocznymi 6 i 8, oddzielone od komory roboczej tuleją 2. Zatoki wykonane są na całej długości części zewnętrznej korpusu 1 odpowiadającej szerokości kół zębatych 3 i 4.

W tulei wykonane są nacięcia 9, a ich rozstaw pokrywa się z szerokością kół zębatych 3 i 4.

W trakcie pracy pompy, koła zębate 3 i 4 pompują ciecz roboczą z otworu ssawnego 5 i 7, poprzez komorę roboczą 14 do otworu tłocznego 8. Ciecz pod ciśnieniem tłoczenia, wtłaczana jest do zatok 10 i 11, a następnie dalej do otworu tłocznego 6. Ciecz robocza napierając na tuleję 2, na obszarze określonym przez nacięcia 9, oraz na obwodzie określonym przez kąt, na jakim wykonane są zatoki 10 i 11, powoduje odkształcenie się tulei 2 tak, aby zminimalizować luz obwodowy, pomiędzy kołami 3 i 4, a wewnętrzną ścianką tulei 2.

Przedmiot wynalazku w drugim przykładzie realizacji przedstawiono na figurach 3 i 4.

Przykład 2

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, wykonana tak jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że przestrzenie 10 i 11 wykonane są w tulei 2, po obu stronach otworu tłocznego 8. Grubość ścianki tulei 2 jest zmienna na obwodzie.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus, w którym wykonane są otwory ssące połączone poprzez komorę roboczą, w której pracują koła zębate z otworami tłocznymi, znamienna tym, że korpus wykonany jest z części zewnętrznej (1) i części wewnętrznej w postaci tulei (2), gdzie w części zewnętrznej (1), po obu stronach otworu tłocznego (6) wykonane są zatoki (10) i (11), oddzielone od komory roboczej (14) tuleją (2), przy czym zatoki (10) i (11) wykonane są na całej szerokości zewnętrznej części korpusu (1) odpowiadającej szerokości kół zębatych (3) i (4) i łączą się z otworami tłocznymi (6) i (8).
2. 2. Pompa, według zastrz. 1, znamienna tym, że zatoki (10) i (11) są wykonane w tulei (2) po obu stronach otworu tłocznego (8).