RU2005212C1

RU2005212C1 - Gear pump

Info

Publication number: RU2005212C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Калинин; Владимир Натанович Архипов; Борис Федорович Урюпин
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Геофизика"
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1993-12-30

Abstract

Сущность изобретени : насос содержит корпус с патрубками всасывани и нагнетани насосную камеру с нагнетательными шестерн ми, укрепленными на установленных в подшипниках скольжени ведомом и приводном валах, привод содержащий двигатель, внутреннюю магнитную полумуфту и установленную снаружи нее наружную магнитную полумуфту , разделенные немагнитным экраном, герметично соединенным с корпусом. Внутренн магнитна полумуфта установлена на подшипнике качени , закрепленном на корпусе, при этом приводной вал со стороны внутренней полумуфты имеет продольный паз. в котором с зазором расположен поводок, жестко закрепленный во внутренней полумуфте и выполненный в виде двухлопастной турбины Зи The inventive pump includes a housing with suction and discharge nozzles, a pump chamber with discharge gears mounted on driven drives and drive shafts installed in the slide bearings, a drive comprising a motor, an internal magnetic coupling half and an external magnetic coupling half mounted outside it, separated by a non-magnetic shield, hermetically connected with housing. The inner magnetic coupling half is mounted on a rolling bearing mounted on the housing, while the drive shaft has a longitudinal groove on the side of the inner coupling half. in which a lead is located with a gap, rigidly fixed in the inner coupling half and made in the form of a two-bladed Zi turbine

Description

Изобретение относитс к гидравлике, конкретно к гидромашинам дл перекачивани жидкости.FIELD OF THE INVENTION This invention relates to hydraulics, and more particularly, to fluid transfer pumps.

Сложным вопросом при разработке ше- стеренных насосов вл етс обеспечение их надежности и долговечности, особенно в случа х перекачивани агрессивных и кор- розионно-активных жидкостей, т.к. диапазон примен емых материалов при этом достаточно ограничен.A difficult issue in the development of gear pumps is to ensure their reliability and durability, especially in cases of pumping aggressive and corrosive liquids, because the range of materials used is rather limited.

Особую сложность представл ет собой разработка насосов дл медицинских целей , в частности насосов дл перемещени Анализирующего раствора в аппарате Искусственна почка. Вследствие того, что диализирующий раствор вл етс коррози- онно-активным раствором типа морска , вода и обладает очень слабыми смазывающими свойствами, а область применени накладывает на конструкцию и примен емые материалы р д дополнительных требований полна герметичность агрегата, невозможность применени посторонних смазывающих веществ, стойкость к химической и тепловой дезинфекции и т.д.), подбор материалов и выбор конструктивных решений в этом случае вл етс весьма трудной задачей.Of particular difficulty is the development of pumps for medical purposes, in particular pumps for transporting the Sample solution in an artificial kidney apparatus. Due to the fact that the dialysis fluid is a corrosion-active solution such as marine, water has very weak lubricating properties, and the application area imposes complete tightness of the unit on a number of additional requirements, impossibility of using extraneous lubricants, and resistance chemical and thermal disinfection, etc.), the selection of materials and the choice of structural solutions in this case is a very difficult task.

Нередко шестеренные насосы конструктивно выполн ют таким образом, что в качестве смазки их трущихс частей используетс перекачиваема жидкость. Известен, например, шестеренный насос, примен емый .дл перекачивани сахарного сиропа при производстве сахара. Дл обеспечени смазки в детал х насоса выполнены специальные каналы, обеспечивающие подачу перекачиваемой жидкости под давлением из зоны нагнетани через рабочие зазоры трущихс частей в зону всасывани 1.Gear pumps are often constructed in such a way that a pumped liquid is used as a lubricant for their friction parts. A gear pump is known, for example, for pumping sugar syrup in the production of sugar. In order to provide lubrication, special channels are made in the pump parts to provide the pumped liquid under pressure from the discharge zone through the working gaps of the friction parts to the suction zone 1.

Недостатком конструкции указанного насоса вл етс наличие сальникового уплотнител приводного вала, что значительно снижает его надежность, особенно при использовании в качестве источника разрежени .A drawback of the design of said pump is the presence of a packing for the drive shaft, which significantly reduces its reliability, especially when used as a vacuum source.

Известны шестеренные насосы дл перекачивани жидкости, в которых в качестве опорных подшипников вращающихс частей (валов или втулок) используютс подшипники скольжени , смазка которых обеспечиваетс перекачиваемой жидкостью , при этом дл обеспечени герметичности рабочей части насоса передача вращени от привода на рабочий (приводной ) вал осуществл етс с помощью магнитной муфты через тонкий колпак из немагнитного материала.Gear pumps for pumping liquids are known in which sliding bearings are used as supporting bearings of rotating parts (shafts or bushings), the lubrication of which is provided by the pumped fluid, while to ensure the tightness of the pump working part, the rotation is transmitted from the drive to the working (drive) shaft using a magnetic coupling through a thin cap made of non-magnetic material.

Наиболее близким по принципу действи к за вл емому техническому решениюClosest to the principle of action to the claimed technical solution

вл етс шестеренный насос с магнитным приводом, состо щий из корпуса, с одного конца которого размещена насосна камера с нагнетательными шестерн ми: ведомойis a gear pump with a magnetic drive, consisting of a housing, at one end of which there is a pump chamber with discharge gears: driven

и ведущей, жестко закрепленными на своих валах, а с другого - внутренн магнитна полумуфта, насаженна на выступающий из корпуса хвостовик приводного вала и отделенна от внешнего пространства немагнитным ,экраном, выполненным в виде тонкого колпака. Внутренн магнитна полумуфта взаимодействует посредством магнитного пол с охватывающей колпак наружной магнитной полумуфтой, закрепленной на валу электродвигател , причем оси симметрии магнитных полей смещены относительно друг друга таким образом, что образуетс дополнительное осевое усилие, отжимающее рабочую шестерню от корпусаand a leading one, rigidly fixed on its shafts, and on the other, an internal magnetic coupling half, mounted on the shaft of the drive shaft protruding from the housing and separated from the outside by a non-magnetic screen made in the form of a thin cap. The internal magnetic coupling half interacts by means of a magnetic field with the outer magnetic coupling coupling enclosing the cap mounted on the motor shaft, and the axis of symmetry of the magnetic fields are displaced relative to each other so that an additional axial force is generated that squeezes the working gear from the housing

и прижимающее ее к крышке, выполненной из антифрикционного материала.and pressing it to a cover made of antifriction material.

Дл размещени валов нагнетательных шестерен в корпусе выполнены сквозные каналы, в которые вставлены втулки опорных подшипников скольжени , выполненные из антифрикционного материала, В корпусе имеютс также дополнительные каналы , соедин ющие насосную камеру с полостью под колпаком, обеспечивающиеTo accommodate the shafts of the pressure gears in the housing, through channels are made into which the sleeve bearings of the plain bearings are made of antifriction material. The housing also has additional channels connecting the pump chamber to the cavity under the cap, providing

возможность перемещени перекачиваемой жидкости из насосной камеры через зазоры подшипников в полость под колпаком и смазки, таким образом, трущихс частей насоса 2.the ability to move the pumped liquid from the pump chamber through the clearance of the bearings into the cavity under the cap and lubricate, thus, the rubbing parts of the pump 2.

Недостатком такого шестеренного насоса вл етс закрепление внутренней магнитной полумуфты непосредственно па консольно выступающем из опорного подшипника скольжени приводном валу, т.к.The disadvantage of such a gear pump is the fastening of the internal magnetic coupling half directly to the cantilever projecting from the plain bearing of the sliding shaft, since

при вращении привода неизбежно возникает динамическа нагрузка от дисбаланса внутренней полумуфты, в результате чего увеличиваетс скорость износа подшипников рабочего вала, уменьшаетс срок службы .when the drive rotates, a dynamic load inevitably arises from the imbalance of the inner coupling half, as a result of which the wear rate of the bearings of the working shaft increases, and the service life is reduced.

Целью изобретени вл етс повышение надежности и увеличение срока службы насоса.The aim of the invention is to increase reliability and increase the service life of the pump.

Достигаетс это за счет того, что внутренн магнитна полумуфта установлена на подшипник качени , закрепленный в корпусе, и динамическа нагрузка возникающа при ее вращении, полностью воспринимаетс этим подшипником.This is achieved due to the fact that the inner magnetic coupling is mounted on a rolling bearing mounted in the housing, and the dynamic load arising from its rotation is fully absorbed by this bearing.

Поводок, передающий вращение от внутренней магнитной полумуфты на приводной вал и выполненный в виде двухлопастной турбины, создает направленный поток жидкости через сепаратор подшипника , обеспечива его промывку от механических частиц.The leash transmitting rotation from the internal magnetic coupling half to the drive shaft and made in the form of a two-blade turbine creates a directed fluid flow through the bearing cage, ensuring its flushing from mechanical particles.

Сущность изобретени заключаетс в том, что в шестеренном насосе, содержащем корпус, нагнетательные шестерни, закрепленные на валах, установленных в подшипниках скольжени , выполненных из антифрикционного материала, привод с двигателем и внешней магнитной полумуфтой , внутренн магнитна полумуфта, отделенна от внешней герметичным немагнитным экраном/установлена на подшипнике качени ,закрепленном в корпусе, при этом передача вращени от нее на приводной вал осуществл етс жестко закрепленным в ней поводком, размещенным с зазором в пазу хвостовика рабочего вала и выполненным в виде двухлопастной турбины (пропеллера).The essence of the invention lies in the fact that in a gear pump containing a housing, pressure gears mounted on shafts mounted in sliding bearings made of antifriction material, a drive with a motor and an external magnetic coupling, an internal magnetic coupling separated from an external sealed non-magnetic screen / mounted on a rolling bearing mounted in the housing, while the transmission of rotation from it to the drive shaft is carried out by a rigidly fixed lead in it, placed with a gap in a groove of the shank of the working shaft and designed as a two-bladed turbine (propeller).

На фиг. 1 показан насос, продольный разрез в плоскости валов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a pump, a longitudinal section in the plane of the shafts; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1.

Конструкци насоса включает в себ корпус 1 и крышку 2, между которыми установлена обойма 3 с насосной камерой 4, в которой размещены нагнетательные шестерни: ведуща 5 и ведома 6.The design of the pump includes a housing 1 and a cover 2, between which a ferrule 3 is mounted with a pump chamber 4, in which pressure gears are mounted: drive 5 and follower 6.

Корпус 1 и крышка 2 имеют сквозные каналы с размещенными в них втулками подшипников скольжени 7, 8, 9 и 10 приводного вала 11 и ведомого вала 12. Ведуща шестерн 5 жестко закреплена на приводном валу 11, а на ведомом валу 12 жестко закреплена ведома шестерн 6. Крышка 2 имеет в передней части расточку 13, закрываемую крышкой 14 с уплотнением 15 и гидравлически соедин ющую каналы подшипников скольжени 8 и 10.The housing 1 and the cover 2 have through channels with sleeve bearings 7, 8, 9 and 10 of the drive shaft 11 and the driven shaft 12 located thereon. The pinion gear 5 is rigidly fixed to the drive shaft 11, and the driven gear 6 is rigidly fixed to the driven shaft 12 The cover 2 has a front bore 13, which is closed by a cover 14 with a seal 15 and hydraulically connecting the channels of the sliding bearings 8 and 10.

На корпусе 1 соосно с каналом подшипников 7 и 8 приводного вала 11 выполнен цилиндрический выступ 16, на котором через подшипник качени 17 установлена внутренн магнитна полумуфта 18, герметично закрыта тонкостенным колпаком 19, выполненным в виде немагнитного экрана, при этом торцы подшипников скольжени 7 и 9 гидравлически соединены между собой внутренней полостью колпака 19. Обойма 3 имеет сквозные каналы 20 и 21 дл нагнетани и всасывани жидкости,A cylindrical protrusion 16 is made coaxially with the channel of bearings 7 and 8 of the drive shaft 11 on the housing 1, on which an internal magnetic coupling 18 is mounted through a rolling bearing 17, hermetically closed by a thin-walled cap 19 made in the form of a non-magnetic screen, while the ends of the bearings 7 and 9 hydraulically interconnected by the inner cavity of the cap 19. The cage 3 has through channels 20 and 21 for pumping and sucking fluid;

В корпусе 1 и крышке 2 выполнены каналы 22 и 23, соедин ющие через канал 20 обоймы 3 расточку 13 и внутреннюю полость колпака 19, который герметично соединен с корпусом 1.Channels 22 and 23 are made in the housing 1 and the lid 2, connecting the bore 13 and the inner cavity of the hood 19, which is hermetically connected to the housing 1 through the channel 20 of the holder 3.

Канал 22 корпуса 1 соединен с патрубками всасывани 24, а канал 25 соединен с каналом 21 обоймы 3 и патрубком нагнетани 26.The channel 22 of the housing 1 is connected to the suction pipes 24, and the channel 25 is connected to the channel 21 of the cage 3 and the discharge pipe 26.

Приводной вал 11 имеет в выступающей хвостовой части продольный паз 27, в.кото- ром свободно размещен поводок 28, выполненный в виде двухлопастной турбины и 5 жестко зафиксированный на внутренней магнитной полумуфте 18, при этом в ней выполнен сквозной цилиндрический канал 31, с одной стороны которого размещены лопасти турбины поводка 28, а с другой вThe drive shaft 11 has a longitudinal groove 27 in the protruding tail portion, in which the lead 28 is freely placed, made in the form of a two-blade turbine and 5 is rigidly fixed to the internal magnetic coupling half 18, while a through cylindrical channel 31 is made in it, on one side which placed the turbine blades of the leash 28, and on the other

10 него установлен подшипник 17.10 it is installed bearing 17.

Внутренн магнитна полумуфта 18 сцеплена магнитным полем через герметичный колпак 19с наружной магнитной полу- муфт йй 29, закрепленной на валу 30The inner magnetic coupling 18 is coupled by a magnetic field through a sealed cap 19c of the outer magnetic coupling half 29 mounted on the shaft 30

5 электродвигател .5 electric motor.

Работает насос следующим образом. При вращении вала 30 электродвигател внутренн магнитна полумуфта 18, сцепленна через герметичный колпак 19 маг0 нитным полем магнитов с наружной полумуфтой 29, обеспечивает через поводок 28 вращение приводного вала 11. Вращение приводного вала 11 передаетс через шестерни 5 и 6 на ведомый вал 12, при этомThe pump operates as follows. When the shaft 30 of the motor is rotated, the inner magnetic coupling 18, coupled through a sealed cap 19 with a magnetic field of magnets to the outer coupling half 29, provides rotation of the drive shaft 11 through the lead 28. The rotation of the drive shaft 11 is transmitted through gears 5 and 6 to the driven shaft 12, while

5 вращающиес шестерни 5 и б захватывают жидкость из канала 20, соединенного с патрубком всасывани 24, и перенос т ее во впадинах между зубь ми по периферии насосной камеры 4 обоймы 3 в канал 21, сое0 диненный с патрубком нагнетани 26. Жидкость, сжимаема в пространстве между зубь ми шестерен 5 и 6 в точке их зацеплени , выдавливаетс в торцовые зазоры между шестерн ми и корпусом 1 и между5, the rotating gears 5 and b capture liquid from the channel 20 connected to the suction pipe 24 and transfer it in the cavities between the teeth along the periphery of the pump chamber 4 of the cage 3 to the channel 21 connected to the discharge pipe 26. The fluid is compressible in space between the teeth of the gears 5 and 6 at the point of their engagement, extruded into the end gaps between the gears and the housing 1 and between

5 шестерн ми и крышкой 2, откуда проходит через зазоры между втулками подшипников скольжени 7, 8, 9 и 10 и валами 11 и 12, обеспечива смазку последних. Эта жидкость поступает в полость расточки 13 и5 gears and cover 2, from where it passes through the gaps between the bushings of the sliding bearings 7, 8, 9 and 10 and the shafts 11 and 12, providing lubrication of the latter. This fluid enters the cavity of the bore 13 and

0 внутреннюю полость колпака 19, откуда через каналы 22 и 23 возвращаетс в канал 20 патрубка всасывани 24. Так как внутренн магнитна полумуфта 18 установлена на подшипнике качени 17, закрепленном на0 the inner cavity of the cap 19, from where through the channels 22 and 23 it returns to the channel 20 of the suction pipe 24. Since the inner magnetic coupling 18 is mounted on a rolling bearing 17, mounted on

5 корпусе 1, а вращение от внутренней магнитной полумуфты 18 передаетс на приводной вал 11 через свободно размещенный в пазу его хвостовой части поводок 28, до динамическа радиальна нагрузка, неиз0 бежно возникающа при вращении внутренней магнитной полумуфты 18 от смещени ее центра масс (дисбаланса), полностью воспринимаетс подшипником качени 17 и не воздействует на подшипник5 to the housing 1, and the rotation from the inner magnetic coupling half 18 is transmitted to the drive shaft 11 through the lead 28, freely placed in the groove of its tail portion, until the dynamic radial load inevitably arises when the inner magnetic coupling coupling 18 rotates from the displacement of its center of mass (imbalance). completely perceived by the rolling bearing 17 and does not affect the bearing

5 скольжени 7 приводного вала 11.5 slide 7 of the drive shaft 11.

При вращении внутренней магнитной полумуфты 18 лопасти поводка 28 создают поток жидкости в канале 31. промывающий сепаратор подшипника 17 от механических частиц.When the inner magnetic coupling half 18 rotates, the blades of the leash 28 create a fluid flow in the channel 31. a washing bearing cage 17 from mechanical particles.

(56) 1.. Патент США № 2276107, кл, 418-79, опублик. 1940.(56) 1 .. US Patent No. 2276107, CL, 418-79, published. 1940.

2, Патент США № 3238883, кл. 4172-299, опублик. 1966.2, US Patent No. 3238883, cl. 4172-299, published. 1966.

Claims

The claims

A gear pump containing a housing with suction and discharge nozzles, a pump chamber with discharge gears mounted on driven and drive shafts installed in sliding bearings, a drive comprising a motor, an internal magnetic coupling half and an external magnetic coupling half mounted outside it, separated by a non-magnetic screen, are hermetically connected with housing

nineteen

. 9 i 5 $ 10 2 Fig. f

characterized in that, in order to increase the service life and reliability of the pump, the inner magnetic coupling is provided with a through cylindrical channel, in which 10 there is a rolling bearing mounted on the housing, while the drive shaft on the side of the internal coupling has a longitudinal groove in which there is a clearance a leash rigidly fixed in the inner coupling half and made in the form of a two-blade turbine located in its cylindrical channel.

fifteen

548

U / Sh7 /////////////;

y ////////////

27

Compiled by S. Kalinin Editor N. Tsalikhina Tehred M. Morgenthal Corrector M. Petrova

m yy

gz

26 i f

FIG 2

6-6, 11

FIG. 3