RU126383U1

RU126383U1 - Vane Rotary Pump

Info

Publication number: RU126383U1
Application number: RU2012141095/06U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Литвиненко
Original assignee: Андрей Николаевич Литвиненко
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-03-27

Abstract

1. Пластинчатый роторный насос, содержащий корпус, который имеет цилиндрическую полость, впускное отверстие и выпускное отверстие, которые сообщаются с указанной цилиндрической полостью; ротор, который имеет радиальные пазы и который установлен в указанной цилиндрической полости корпуса с возможностью вращения относительно оси, не совпадающей с осью цилиндрической полости корпуса; рабочие пластины, которые размещены в пазах ротора с возможностью скользящего перемещения, и по меньшей мере один плавающий элемент, который расположен с возможностью перемещения по меньшей мере в одной цилиндрической полости указанного ротора и на который опираются указанные рабочие пластины, отличающийся тем, что указанный ротор выполнен разъемным и имеет по меньшей мере две части, между которыми расположена указанная цилиндрическая полость ротора, указанный плавающий элемент выполнен в виде кольца.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что его корпус выполнен из металла или пластмассы.3. Насос по п.1, отличающийся тем, что рабочие пластины выполнены из металла или полимера.4. Насос по п.1, отличающийся тем, что в корпусе неподвижно расположен полый цилиндрический вкладыш, который имеет отверстия, соответствующие впускному и выпускному отверстию корпуса, и который имеет переменную толщину.5. Насос по п.4, отличающийся тем, что указанный цилиндрический вкладыш выполнен из металла или полимера.6. Насос по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что ротор имеет шпоночный паз.1. A rotary vane pump comprising a housing that has a cylindrical cavity, an inlet and an outlet that communicate with said cylindrical cavity; a rotor that has radial grooves and which is installed in the specified cylindrical cavity of the housing with the possibility of rotation about an axis that does not coincide with the axis of the cylindrical cavity of the housing; working plates that are placed in the slots of the rotor with the possibility of sliding movement, and at least one floating element, which is located with the possibility of movement in at least one cylindrical cavity of the specified rotor and on which these working plates are supported, characterized in that the said rotor is made detachable and has at least two parts between which the specified cylindrical cavity of the rotor is located, the specified floating element is made in the form of a ring. 2. The pump according to claim 1, characterized in that its housing is made of metal or plastic. The pump according to claim 1, characterized in that the working plates are made of metal or polymer. A pump according to claim 1, characterized in that the hollow cylindrical liner is fixedly located in the housing, which has holes corresponding to the inlet and outlet of the housing, and which has a variable thickness. A pump according to claim 4, characterized in that said cylindrical liner is made of metal or polymer. A pump according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the rotor has a keyway.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящая полезная модель относится к устройствам для напорного перемещения среды в результате сообщения ей внешней энергии, а именно к пластинчатым роторным насосам. Предложенный роторный насос обеспечивает возможность перемещения жидкостей различной вязкости, газожидкостных смесей и сыпучих материалов и может быть использован в различных отраслях промышленности.The present utility model relates to devices for pressure transfer of a medium as a result of the communication of external energy to it, namely to rotary vane pumps. The proposed rotary pump provides the ability to move liquids of various viscosities, gas-liquid mixtures and bulk materials and can be used in various industries.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В настоящее время пластинчатые роторные насосы широко применяются в различных отраслях промышленности для перекачивания сред различной вязкости.Currently, rotary vane rotary pumps are widely used in various industries for pumping media of various viscosities.

Из патента РФ на изобретение №2005213 известен пластинчатый насос для перекачивания лакокрасочных жидкостей, содержащий цилиндрический корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и эксцентрично установленный в корпусе ротор с диаметральной прорезью, в которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием центробежной силы размещена рабочая пластина. Недостатком указанного насоса является его низкая надежность вследствие большого рабочего хода пластины и вытекающей из этого высокой вероятности ее заклинивания в диаметральной прорези ротора.From the RF patent for invention No. 2005213, a vane pump for pumping paint and varnish liquids is known, comprising a cylindrical body with suction and discharge nozzles and a rotor with a diametrical slot eccentrically mounted in the housing, in which a working plate is placed with the possibility of reciprocating movement under the action of centrifugal force. The disadvantage of this pump is its low reliability due to the large stroke of the plate and the resulting high probability of its jamming in the diametrical slot of the rotor.

Из источника в сети Internet (http://en.wikipedia.org/wiki/Rotarv_vane_pump) известен пластинчатый насос, содержащий цилиндрический корпус, который имеет всасывающий и нагнетательный патрубки, и эксцентрично установленный в корпусе ротор с диаметральной прорезью, в которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещены две рабочие пластины, связанные между собой пружиной. При этом ротор прижат к внутренней поверхности корпуса для изоляции друг от друга полостей высокого и низкого давления. Указанная конструкция позволяет снизить вероятность заклинивания рабочих пластин и несколько увеличить производительность по сравнению с насосом по патенту РФ №2005213. Однако указанный насос имеет невысокую надежность вследствие использования пружины для регулировки хода рабочих пластин, поскольку рабочий ход пружины со временем изменяется, в частности из-за усталостных изменений материала. Указанное изменение пружины приводит к ухудшению рабочих характеристик насоса.From a source on the Internet (http://en.wikipedia.org/wiki/Rotarv_vane_pump) a vane pump is known comprising a cylindrical casing, which has a suction and discharge nozzles, and a rotor eccentrically mounted in the casing with a diametrical slot, in which it can be returned - translational movement placed two working plates interconnected by a spring. In this case, the rotor is pressed against the inner surface of the housing to isolate the cavities of high and low pressure from each other. The specified design allows to reduce the likelihood of jamming of the working plates and slightly increase productivity compared with the pump according to the patent of the Russian Federation No. 20055213. However, this pump has low reliability due to the use of a spring to adjust the stroke of the working plates, since the working stroke of the spring changes over time, in particular due to fatigue changes in the material. The specified change in the spring leads to poor performance of the pump.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является пластинчатый насос, описанный в патенте РФ на полезную модель №43041. Указанный пластинчатый насос включает корпус, который имеет цилиндрическую полость, впускное отверстие и выпускное отверстие, которые сообщаются с указанной цилиндрической полостью; ротор, который имеет радиальные пазы и который установлен в указанной цилиндрической полости корпуса с возможностью вращения относительно оси, не совпадающей с осью цилиндрической полости корпуса; рабочие пластины, которые размещены в пазах ротора с возможностью скользящего перемещения, и по меньшей мере один плавающий элемент, который расположен с возможностью перемещения по меньшей мере в одной цилиндрической полости указанного ротора и на который опираются рабочие пластины.The closest analogue to the claimed technical solution is a vane pump, described in the patent of the Russian Federation for utility model No. 43041. The specified vane pump includes a housing that has a cylindrical cavity, an inlet and an outlet, which are in communication with the specified cylindrical cavity; a rotor that has radial grooves and which is installed in the specified cylindrical cavity of the housing with the possibility of rotation about an axis that does not coincide with the axis of the cylindrical cavity of the housing; working plates that are placed in the grooves of the rotor with the possibility of sliding movement, and at least one floating element, which is located with the possibility of movement in at least one cylindrical cavity of the specified rotor and on which the working plates are supported.

Указанный насос имеет недостаток, который заключается в высокой вероятности заклинивания рабочих пластин вследствие износа, в частности неравномерного изменения формы цилиндрической поверхности плавающего элемента, выполненного в виде цилиндрической втулки. Указанный факт существенно снижает срок эксплуатации насоса. Кроме того, выполнение ротора неразъемным и заодно с приводным валом повышает сложность и стоимость производства такого насоса.The specified pump has a disadvantage, which is the high probability of jamming of the working plates due to wear, in particular, uneven changes in the shape of the cylindrical surface of the floating element, made in the form of a cylindrical sleeve. This fact significantly reduces the life of the pump. In addition, the execution of the rotor is integral and along with the drive shaft increases the complexity and cost of production of such a pump.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Задачей настоящей полезной модели является создание пластинчатого роторного насоса, имеющего увеличенный срок эксплуатации и лишенного указанных выше недостатков.The objective of this utility model is to create a rotary vane pump having an extended service life and devoid of the above disadvantages.

Задача настоящей полезной модели решена путем создания пластинчатого роторного насоса, содержащего корпус, который имеет цилиндрическую полость, впускное отверстие и выпускное отверстие, которые сообщаются с указанной цилиндрической полостью; ротор, который имеет радиальные пазы и который установлен в указанной цилиндрической полости корпуса с возможностью вращения относительно оси, не совпадающей с осью цилиндрической полости корпуса; рабочие пластины, которые размещены в пазах ротора с возможностью скользящего перемещения, и по меньшей мере один плавающий элемент, который расположен с возможностью перемещения по меньшей мере в одной цилиндрической полости указанного ротора и на который опираются рабочие пластины. Указанный пластинчатый насос отличается тем, что указанный ротор выполнен разъемным и имеет по меньшей мере две части, между которыми расположена указанная полость, а указанный по меньшей мере один плавающий элемент выполнен в виде кольца.The objective of this utility model is solved by creating a rotary vane pump containing a housing that has a cylindrical cavity, an inlet and an outlet that communicate with the specified cylindrical cavity; a rotor that has radial grooves and which is installed in the specified cylindrical cavity of the housing with the possibility of rotation about an axis that does not coincide with the axis of the cylindrical cavity of the housing; working plates that are placed in the grooves of the rotor with the possibility of sliding movement, and at least one floating element, which is located with the possibility of movement in at least one cylindrical cavity of the specified rotor and on which the working plates are supported. Said vane pump is characterized in that said rotor is detachable and has at least two parts between which said cavity is located, and said at least one floating element is made in the form of a ring.

Выполнение указанного плавающего элемента в виде кольца в полости ротора позволяет существенно уменьшить вероятность заклинивания рабочих пластин вследствие уменьшения износа, в частности уменьшения неравномерного изменения формы цилиндрической поверхности плавающего элемента, и увеличить срок эксплуатации насоса.The implementation of the specified floating element in the form of a ring in the cavity of the rotor can significantly reduce the likelihood of jamming of the working plates due to reduced wear, in particular to reduce the uneven change in the shape of the cylindrical surface of the floating element, and to increase the life of the pump.

Согласно еще одному варианту реализации предложен насос, который отличается тем, что его корпус выполнен из металла или полимера.According to another embodiment, a pump is proposed, which is characterized in that its housing is made of metal or polymer.

Согласно еще одному варианту реализации предложен насос, который отличается тем, что рабочие пластины выполнены из металла или полимера.According to another embodiment, a pump is proposed, which is characterized in that the working plates are made of metal or polymer.

Выполнение корпуса насоса или рабочих пластин из различных материалов позволяет обеспечить возможность использования насоса в различных отраслях промышленности, то есть повысить его универсальность. Выполнение корпуса насоса, например, из полимера позволяет использовать его в пищевой промышленности и применять для его изготовления современные методы производства, обеспечивающие существенное снижение производственных затрат.The implementation of the pump casing or working plates of various materials makes it possible to use the pump in various industries, that is, to increase its versatility. The implementation of the pump housing, for example, of polymer allows it to be used in the food industry and to apply modern production methods for its manufacture, which provide a significant reduction in production costs.

Согласно еще одному варианту реализации предложен насос, который отличается тем, что в корпусе неподвижно расположен полый цилиндрический вкладыш, который имеет отверстия, соответствующие впускному и выпускному отверстию корпуса, и который имеет переменную толщину. Согласно еще одному варианту реализации предложен насос, который отличается тем, что указанный цилиндрический вкладыш выполнен из металла или полимера.According to another embodiment, a pump is proposed which is characterized in that a hollow cylindrical insert is fixedly located in the housing, which has openings corresponding to the inlet and outlet of the housing, and which has a variable thickness. According to another embodiment, a pump is proposed which is characterized in that said cylindrical insert is made of metal or polymer.

Согласно еще одному варианту реализации предложен насос, который отличается тем, что ротор имеет центральное отверстие, в котором выполнен шпоночный паз. Такое выполнение ротора позволяет упростить производство насоса, поскольку обеспечена возможность изготавливать ведущий вал отдельно от ротора насоса.According to another embodiment, a pump is proposed, which is characterized in that the rotor has a central hole in which a keyway is made. This embodiment of the rotor makes it possible to simplify the production of the pump, since it is possible to produce a drive shaft separately from the pump rotor.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Предпочтительный вариант реализации предлагаемой полезной модели далее будет описан более подробно со ссылками на чертежи, на которых:A preferred embodiment of the proposed utility model will now be described in more detail with reference to the drawings, in which:

Фиг.1 - показывает главный вид предлагаемого насоса с пространственным разделением деталей;Figure 1 - shows the main view of the proposed pump with a spatial separation of the parts;

Фиг.2 - показывает вид в разрезе насоса с плавающими элементами согласно настоящей полезной модели.Figure 2 - shows a view in section of a pump with floating elements according to the present utility model.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

Описанный ниже пластинчатый насос 1 согласно предпочтительному варианту реализации может использоваться в пищевой промышленности, вследствие чего некоторые детали, вступающие в контакт с рабочим телом, выполнены из полимерного материала, допущенного к использованию в пищевой промышленности (пищевого полимера). В настоящем описании под рабочим телом подразумевается перемещаемая насосом текучая среда. Рабочее тело может быть в сжимаемом газообразном состоянии (сжимаемая текучая среда), например в виде пара, в несжимаемом жидком состоянии или в состоянии, при котором одновременно существуют фазы сжимаемой газообразной среды и несжимаемой жидкости.The vane pump 1 described below, according to a preferred embodiment, can be used in the food industry, as a result of which some parts that come into contact with the working fluid are made of a polymer material approved for use in the food industry (food polymer). In the present description, a working fluid is understood to mean a pumped fluid. The working fluid may be in a compressible gaseous state (compressible fluid), for example in the form of steam, in an incompressible fluid state or in a state in which phases of a compressible gaseous medium and an incompressible fluid simultaneously exist.

Предлагаемый насос 1 включает корпус 2, который имеет цилиндрическую полость 3 с центральной осью 3 a. В корпусе 1 выполнено впускное отверстие 4 для впуска рабочего тела и выпускное отверстие 5 для выпуска рабочего тела, которые сообщаются с полостью 3. Доступ к полости 3 для целей ремонта насоса может быть обеспечен с торцов корпуса 2. В полости 3 с плотным прилеганием к внутренней стенке корпуса 2 размещен полый вкладыш 6 переменной толщины, выполненный из пищевого полимера. Указанный вкладыш 6 имеет отверстия, соответствующие впускному отверстию 4 и выпускному отверстию 5 корпуса 2. Вкладыш 6 размещен в полости 3 неподвижно и закреплен от поворотного перемещения шпонкой 7. Предлагаемый насос также включает металлический ротор 8 (рабочее колесо), который имеет радиальные пазы 9 и который установлен в полости 3 корпуса с возможностью вращения относительно своей центральной оси 8a, причем ось 8a расположена со смещением относительно оси 3 а полости 3 и параллельно этой оси 3 a. Согласно проиллюстрированному варианту реализации ротор 8 включает центральную часть 10 и две боковые части 11, которые соединены между собой с использованием крепежных средств. В каждой боковой части ротора 8 со стороны, которая при сборке обращена внутрь ротора, выполнена центральная цилиндрическая выточка, а в центральной части центральные цилиндрические выточки выполнены с обеих сторон. Таким образом, при сборке ротора между боковыми частями и центральной частью образуются две полости. Выточки выполняются таким образом, чтобы при сборке были образованы две полости, равноудаленные от боковых сторон ротора. В указанных полостях с возможностью свободного перемещения расположены плавающие элементы 12, которые выполнены в виде металлических колец. В пазах ротора 8 с возможностью радиального перемещения расположены рабочие пластины 16, которые согласно предпочтительному варианту реализации выполнены из пищевого полимера. Указанные пластины 16 опираются на плавающие элементы 12 своими торцевыми поверхностями и под действием указанных плавающих элементов 12 перемещаются в пазах ротора 8. После надлежащей сборки ротора 8 все пластины 16 своими торцевыми поверхностями вступают в контакт с плавающими элементами 12. В роторе 8 выполнено отверстие 18, имеющее шпоночный паз для установки вала привода, приводящего в движение ротор 8. Корпус 2 герметично закрыт с торцов крышками с использованием герметизирующих колец и крепежных элементов. В указанных крышках также выполнены отверстия 18a для установки вала привода.The proposed pump 1 includes a housing 2, which has a cylindrical cavity 3 with a Central axis 3 a. In the housing 1 there is an inlet 4 for the inlet of the working fluid and an outlet 5 for the release of the working fluid, which communicate with the cavity 3. Access to the cavity 3 for pump repair purposes can be provided from the ends of the housing 2. In the cavity 3 with a snug fit to the inside the wall of the housing 2 is placed a hollow liner 6 of variable thickness, made of food-grade polymer. The specified liner 6 has holes corresponding to the inlet 4 and the outlet 5 of the housing 2. The liner 6 is fixed in the cavity 3 and is fixed from pivoting by a key 7. The proposed pump also includes a metal rotor 8 (impeller), which has radial grooves 9 and which is installed in the cavity 3 of the housing with the possibility of rotation relative to its Central axis 8a, and the axis 8a is located offset from the axis 3a of the cavity 3 and parallel to this axis 3a. According to the illustrated embodiment, the rotor 8 includes a central part 10 and two side parts 11, which are interconnected using fasteners. In each side part of the rotor 8, on the side that during assembly faces the inside of the rotor, a central cylindrical undercut is made, and in the central part, central cylindrical undercuts are made on both sides. Thus, when the rotor is assembled between the side parts and the central part, two cavities are formed. Recesses are made so that during assembly two cavities are formed equidistant from the sides of the rotor. In these cavities with the possibility of free movement are floating elements 12, which are made in the form of metal rings. In the grooves of the rotor 8 with the possibility of radial movement are working plates 16, which according to a preferred embodiment are made of food grade polymer. These plates 16 are based on the floating elements 12 with their end surfaces and, under the action of these floating elements 12, move in the grooves of the rotor 8. After the rotor 8 is properly assembled, all plates 16 with their end surfaces come into contact with the floating elements 12. An opening 18 is made in the rotor 8, having a keyway for mounting the drive shaft driving the rotor 8. The housing 2 is hermetically sealed at the ends by covers using sealing rings and fasteners. Holes 18a for mounting the drive shaft are also provided in these covers.

Предлагаемый насос работает следующим образом. Вал привода приводит во вращение ротор 8. При вращении ротора 8 рабочие пластины 16 равномерно опираются на плавающие элементы 12 и под их воздействием радиально перемещаются в пазах 9 ротора 8, поочередно попадая в рабочий канал насоса. В результате такого перемещения между двумя соседними пластинами 16 и поверхностью вкладыша 6 образуется рабочий объем, в котором размещена транспортируемая среда и который перемещается от зоны всасывания вблизи впускного отверстия 4 в зону нагнетания вблизи выпускного отверстия 5. Пластины 16 и вкладыш 6 выполнены из полимерного материала, что позволяет достичь высокой степени герметичности рабочего объема, при этом его перемещение происходит без защемления и вытеснения рабочего тела. Кроме того, благодаря использованию полимерных материалов, снижена вероятность заклинивания при замыкании пластинами 16 объема, а также обеспечено хорошее разряжение на входе в насос, что позволяет использовать его в режиме самовсасывания. При работе насоса пластины смазываются рабочим телом.The proposed pump operates as follows. The drive shaft drives the rotor 8. When the rotor 8 is rotated, the working plates 16 evenly rest on the floating elements 12 and, under their influence, radially move in the grooves 9 of the rotor 8, alternately falling into the working channel of the pump. As a result of such movement between two adjacent plates 16 and the surface of the liner 6, a working volume is formed in which the transported medium is placed and which moves from the suction zone near the inlet 4 to the discharge zone near the outlet 5. The plates 16 and the liner 6 are made of polymer material, which allows to achieve a high degree of tightness of the working volume, while its movement occurs without pinching and crowding out the working fluid. In addition, due to the use of polymeric materials, the likelihood of jamming during shorting by the plates 16 of the volume is reduced, and a good discharge at the pump inlet is ensured, which allows it to be used in self-priming mode. When the pump is in operation, the plates are lubricated with a working fluid.

Применяемый принцип подачи рабочей среды прост и позволяет перекачивать рабочие тела различной вязкости. Выполнение плавающих элементов 12 в виде колец с малой площадью цилиндрической поверхности позволяет повысить поверхностную твердость плавающих элементов 12, что в свою очередь приводит к снижению вероятности заклинивания вследствие уменьшения степени неравномерного износа цилиндрической поверхности плавающего элемента 12. Кроме того, принудительное выталкивание лопаток плавающим элементом 12, выполненным в виде кольца, позволяет приложить к лопатке насоса существенное усилие, способное преодолеть силу трения особо вязких рабочих тел, как битум, мазут, патока, нефть. В предлагаемом насосе в основном износу подвержены рабочие пластины 16, поверхность эксцентрического вкладыша 6, об который трутся выдвигающиеся пластины 16, а также пазы 9 ротора 8. Выполнение ротора 8 и корпуса 2 разъемным позволяет обеспечить возможность легко заменить изнашиваемые детали при ремонте. Таким образом, предлагаемый насос имеет высокую надежность и обладает широким диапазоном применения.The applied principle of supplying a working medium is simple and allows pumping working fluids of various viscosities. The implementation of the floating elements 12 in the form of rings with a small area of the cylindrical surface allows to increase the surface hardness of the floating elements 12, which in turn reduces the likelihood of jamming due to a decrease in the degree of uneven wear on the cylindrical surface of the floating element 12. In addition, the forced ejection of the blades by the floating element 12, made in the form of a ring, it makes it possible to apply a substantial force to the pump blade that can overcome the friction force of especially viscous working bodies like bitumen, fuel oil, molasses, oil. In the proposed pump, the working plates 16 are mainly subject to wear, the surface of the eccentric insert 6, on which the sliding plates 16 rub, and also the grooves 9 of the rotor 8. The rotor 8 and the housing 2 are detachable, making it possible to easily replace wearing parts during repair. Thus, the proposed pump has high reliability and has a wide range of applications.

Claims

1. A rotary vane pump comprising a housing that has a cylindrical cavity, an inlet and an outlet that communicate with said cylindrical cavity; a rotor that has radial grooves and which is installed in the specified cylindrical cavity of the housing with the possibility of rotation about an axis that does not coincide with the axis of the cylindrical cavity of the housing; working plates that are placed in the slots of the rotor with the possibility of sliding movement, and at least one floating element, which is located with the possibility of movement in at least one cylindrical cavity of the specified rotor and on which these working plates are supported, characterized in that the said rotor is made detachable and has at least two parts between which the specified cylindrical cavity of the rotor is located, the specified floating element is made in the form of a ring.

2. The pump according to claim 1, characterized in that its housing is made of metal or plastic.

3. The pump according to claim 1, characterized in that the working plates are made of metal or polymer.

4. The pump according to claim 1, characterized in that the housing is still located hollow cylindrical liner, which has holes corresponding to the inlet and outlet of the housing, and which has a variable thickness.

5. The pump according to claim 4, characterized in that said cylindrical liner is made of metal or polymer.

6. The pump according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the rotor has a keyway.