RU158447U1

RU158447U1 - GEAR PUMP WITH INTERNAL CLUTCHING GEAR

Info

Publication number: RU158447U1
Application number: RU2014149861/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Голубов; Евгений Ювенальевич Марчуков; Андрей Андреевич Пчёлкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-01-10

Abstract

Шестеренный насос с внутренним зацеплением шестерен, содержащий корпус с расположенной в нем в опорных подшипниках внутренней шестерней с внешними зубьями, поверх которой с эксцентриситетом установлена находящаяся с ней в зацеплении внешняя шестерня с внутренними зубьями, и разделительный элемент полостей всасывания и нагнетания, отличающийся тем, что в теле внутренней шестерни выполнены центральная расточка и радиальные каналы с выходными отверстиями в область межзубовых впадин, а разделительный элемент установлен внутри центральной расточки внутренней шестерни перед заборными отверстиями радиальных каналов и снабжен боковым окном, сообщающим полость всасывания через радиальные каналы с межзубовыми впадинами, причем разделительный элемент установлен в корпусе с возможностью свободного хода вдоль оси внутренней шестерни и подпружинен в направлении последней, а между разделительным элементом и корпусом установлено радиальное уплотнение.A gear pump with internal gear engagement, comprising a housing with an internal gear with external teeth located in it in the thrust bearings, on top of which with an eccentricity an external gear with internal gears is engaged with it, and a separating element of the suction and discharge cavities, characterized in that in the body of the internal gear, a central bore and radial channels with outlet openings in the region of the interdental cavities are made, and a dividing element is installed inside the central of the bore of the internal gear in front of the intake openings of the radial channels and is provided with a side window communicating the suction cavity through the radial channels with interdental cavities, the separation element being installed in the housing with free play along the axis of the internal gear and spring-loaded in the direction of the latter, and between the separation element and the housing radial seal installed.

Description

Предложение относится к области машиностроения, в частности к насосам, применяемым в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей.The proposal relates to the field of mechanical engineering, in particular to pumps used in oil systems of aircraft gas turbine engines.

Известен шестеренный маслонасос с внутренним зацеплением шестерен, содержащий корпус с расположенной в нем в опорных подшипниках внутренней шестерней с внешними зубьями, поверх которой с эксцентриситетом установлена находящаяся с ней в зацеплении внешняя шестерня с внутренними зубьями и разделительный элемент полостей всасывания и нагнетания (Т.М. Башта «Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем», Москва, Машиностроение, 1974 г., с. 351, рис. 134).A gear oil pump with internal gear engagement is known, comprising a housing with an internal gear with external teeth located in it in the thrust bearings, over which an external gear with internal teeth and a separating element of the suction and discharge cavities are mounted with it in eccentricity (T.M. Tower "Volumetric pumps and hydraulic motors of hydraulic systems", Moscow, Engineering, 1974, S. 351, Fig. 134).

Известный насос пригоден для работы при частотах вращения до 5000 об/мин, что недостаточно для использования его в маслосистеме авиационного газотурбинного двигателя (ГТД), особенно в тех местах, где привод насоса осуществляется напрямую от ротора двигателя, частота вращения которого превышает 10000 об/мин.The known pump is suitable for operation at rotational speeds up to 5000 rpm, which is not enough for use in the oil system of an aircraft gas turbine engine (GTE), especially in those places where the pump is driven directly from the engine rotor, the rotational speed of which exceeds 10000 rpm .

Объясняется указанный недостаток тем, что в известном насосе подвод масла в межзубовые впадины при вращении шестерен осуществляется с внешней стороны в направлении от периферии к центру, либо со стороны торца шестерен и центробежные силы, действующие на масло во впадинах, препятствуют его заполнению межзубовых впадин, что снижает объемный КПД насоса. К другому недостатку известного насоса можно отнести отсутствие гидравлической, либо механической компенсации торцового зазора в шестернях, что также снижает объемный КПД и ухудшает его высотные характеристики (зависимость производительности насоса от высоты полеты самолета).This drawback is explained by the fact that in the known pump, the oil is supplied to the interdental cavities when the gears rotate, from the outside in the direction from the periphery to the center, or from the gear end face and the centrifugal forces acting on the oil in the cavities prevent it from filling the interdental cavities, which reduces volumetric efficiency of the pump. Another disadvantage of the known pump can be attributed to the lack of hydraulic or mechanical compensation of the mechanical clearance in the gears, which also reduces the volumetric efficiency and worsens its altitude characteristics (the dependence of the pump performance on the flight altitude of the aircraft).

Техническим результатом, на достижение которого направлено предложение, является повышение объемного КПД шестеренного насоса с внутренним зацеплением шестерен.The technical result, the achievement of which the proposal is directed, is to increase the volumetric efficiency of the gear pump with internal gear engagement.

Заявленный технический результат достигается тем, что в шестеренном насосе с внутренним зацеплением шестерен, содержащем корпус с расположенной в нем в опорных подшипниках внутренней шестерней с внешними зубьями, поверх которой с эксцентриситетом установлена находящаяся с ней в зацеплении внешняя шестерня с внутренними зубьями и разделительный элемент полостей всасывания и нагнетания, согласно предложению, в теле внутренней шестерни выполнены центральная расточка и радиальные каналы с выходными отверстиями в область межзубовых впадин, а разделительный элемент размещен внутри центральной расточки внутренней шестерни перед заборными отверстиями радиальных каналов и снабжен боковым окном, сообщающим полость всасывания через радиальные каналы с межзубовыми впадинами, причем разделительный элемент установлен в корпусе с возможностью свободного хода вдоль оси внутренней шестерни и подпружинен в направлении последней, а между разделительным элементом и корпусом установлено радиальное уплотнение.The claimed technical result is achieved in that in a gear pump with internal gear engagement, comprising a housing with an internal gear with external teeth located in it in the thrust bearings, over which an external gear with internal teeth and a separating element of the suction cavities are mounted with it in gearing with an eccentricity and injection, according to the proposal, in the body of the inner gear there is a central bore and radial channels with outlet openings in the region of the interdental teeth dyne, and the separating element is placed inside the central bore of the internal gear in front of the intake openings of the radial channels and is equipped with a side window communicating the suction cavity through the radial channels with interdental cavities, the separating element being installed in the housing with free movement along the axis of the internal gear and spring-loaded in the direction of the latter and a radial seal is installed between the spacer element and the housing.

Установка разделительного элемента, снабженного боковым окном, внутри центральной расточки внутренней шестерни с торца, обращенного на вход насоса, и перед заборными отверстиями радиальных каналов с выходными отверстиями в области межзубовых впадин, позволит организовать направление потока масла в направлении от центра к периферии внутренней шестерни. При такой организации потока, развивающиеся при вращении шестерен центробежные силы, действующие на масло в радиальных каналах, не будут препятствовать его заполнению межзубовых впадин, что, в свою очередь, позволит снять ограничение по частоте вращения и осуществлять привод насоса напрямую от вала авиационного ГТД.The installation of a dividing element equipped with a side window inside the central bore of the internal gear from the end facing the pump inlet and in front of the intake openings of the radial channels with outlet openings in the area of the interdental cavities will allow organizing the direction of oil flow in the direction from the center to the periphery of the internal gear. With this flow arrangement, the centrifugal forces developing during the rotation of the gears acting on the oil in the radial channels will not prevent it from filling the interdental cavities, which, in turn, will remove the speed limit and drive the pump directly from the aircraft engine shaft.

Выполнение разделительного элемента подпружиненным и подвижным вдоль оси внутренней шестерни позволит прижать торец разделительного элемента к торцу внутренней шестерни, обеспечив частичную пружинную компенсацию торцовых зазоров насоса за счет внутренней шестерни.The implementation of the separation element spring-loaded and movable along the axis of the internal gear will allow you to press the end of the separation element to the end of the internal gear, providing partial spring compensation of the end clearances of the pump due to the internal gear.

Установка радиального уплотнения между корпусом и разделительным элементом позволит уменьшить протечки масла при работе насоса.Installing a radial seal between the housing and the separation element will reduce oil leakage during pump operation.

На чертежах изображен заявляемый Шестеренный насос с внутренним зацеплением шестерен:The drawings depict the inventive Gear pump with internal gearing:

На фиг. 1 - продольный разрез шестеренного насоса с внутренним зацеплением шестеренIn FIG. 1 is a longitudinal section of a gear pump with internal gear engagement.

На фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1In FIG. 2 is a section AA of FIG. one

Шестеренный насос с внутренним зацеплением шестерен содержит корпус 1 с расположенной в нем в опорных подшипниках 2 внутренней шестерней 3, поверх которой с эксцентриситетом «е» установлена в подшипнике скольжения 4 находящаяся с ней в зацеплении внешняя шестерня 5. В теле внутренней шестерни 3 выполнены центральная расточка 6 и радиальные каналы 7 с выходными отверстиями 8 в область межзубовых впадин. Разделительный элемент 9 полостей всасывания 10 и нагнетания 11 установлен с возможностью хода «h» вдоль оси внутренней шестерни 3 и с помощью пружины 12 поджат в подпятник 13, установленный в центральную расточку 6 внутренней шестерни 3, а между разделительным элементом 9 и корпусом 1 установлено радиальное уплотнение 14. Кроме того разделительный элемент 9 установлен перед заборными отверстиями 15 радиальных каналов 7 и снабжен боковым окном 16, сообщающим полость всасывания 10 через радиальные каналы 7 с межзубовыми впадинами.The gear pump with internal gear engagement comprises a housing 1 with an internal gear 3 located in it in the thrust bearings 2, on top of which with an eccentricity "e" installed in the sliding bearing 4, the external gear 5 engaged with it is engaged with it. A central bore is made in the body of the internal gear 3 6 and radial channels 7 with outlet openings 8 into the region of the interdental cavities. The separation element 9 of the suction and discharge cavities 10 is installed with the possibility of a stroke “h” along the axis of the internal gear 3 and, using a spring 12, is pressed into the thrust bearing 13 installed in the central bore 6 of the internal gear 3, and a radial shaft is installed between the separation element 9 and the housing 1 the seal 14. In addition, the separation element 9 is installed in front of the intake holes 15 of the radial channels 7 and is provided with a side window 16 communicating the suction cavity 10 through the radial channels 7 with interdental cavities.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При работе шестеренного насоса с внутренним зацеплением шестерен приводится во вращение расположенная в опорных подшипниках 2 внутренняя шестерня 3, выполненная за одно целое с приводной рессорой, которая приводит во вращение находящуюся с ней в зацеплении внешнюю шестерню 5, при этом наружная стенка последней будет проворачиваться в подшипнике скольжения 4. Под действием усилия пружины 12 разделительный элемент 9 смещается по оси внутренней шестерни 3 в направлении последней, поджимаясь своим торцем к подпятнику 13 сокращая утечку масла через торцевой зазор насоса до минимума. Масло из полости всасывания 10 через боковое окно 16 в разделительном элементе 9 будет попадать в межзубовое пространство шестерен 3 и 5 через радиальные каналы 7. При вращении внутренней шестерни 3 на масло находящееся в радиальных каналах 7 будет действовать центробежная сила способствующая заполнению межзубовых впадин. Протечки масла из полости нагнетания 11 в полость всасывания 10 из-за подвижности разделительного элемента 9 относительно корпуса 1 будут блокированы радиальным уплотнением 14.During operation of the gear pump with internal gear engagement, the internal gear 3 located in the thrust bearings 2 is rotated, integrally formed with a drive spring, which drives the external gear 5 which is engaged with it, while the outer wall of the latter rotates in the bearing slip 4. Under the action of the force of the spring 12, the separating element 9 is shifted along the axis of the inner gear 3 in the direction of the latter, pressing its end against the thrust bearing 13 reducing the oil leak Through the end clearance of the pump to a minimum. Oil from the suction cavity 10 through the side window 16 in the separating element 9 will enter the interdental space of gears 3 and 5 through the radial channels 7. When the inner gear 3 rotates, the centrifugal force acting on the oil in the radial channels 7 will help to fill the interdental cavities. Oil leakage from the injection cavity 11 into the suction cavity 10 due to the mobility of the separation element 9 relative to the housing 1 will be blocked by a radial seal 14.

Реализация предложения позволит повысить объемный КПД шестеренного насоса с внутренним зацеплением шестерен и сделает возможным осуществлять его привод напрямую от ротора двигателя, частота вращения которого превышает 10000 об/мин.The implementation of the proposal will increase the volumetric efficiency of the gear pump with internal gearing of the gears and will make it possible to drive it directly from the rotor of the engine, the rotational speed of which exceeds 10,000 rpm.

Claims

A gear pump with internal gear engagement, comprising a housing with an internal gear with external teeth located in it in the thrust bearings, on top of which with an eccentricity an external gear with internal teeth is engaged with it, and a spacer element for the suction and discharge cavities, characterized in that in the body of the internal gear, a central bore and radial channels with outlet openings in the region of the interdental cavities are made, and a dividing element is installed inside the central of the bore of the internal gear in front of the intake openings of the radial channels and is provided with a side window communicating the suction cavity through the radial channels with interdental cavities, the separation element being installed in the housing with free play along the axis of the internal gear and spring-loaded in the direction of the latter, and between the separation element and the housing radial seal installed.