RU2133877C1 - Guide-vane pump - Google Patents
Guide-vane pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133877C1 RU2133877C1 RU97121436A RU97121436A RU2133877C1 RU 2133877 C1 RU2133877 C1 RU 2133877C1 RU 97121436 A RU97121436 A RU 97121436A RU 97121436 A RU97121436 A RU 97121436A RU 2133877 C1 RU2133877 C1 RU 2133877C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge
- rotor
- pump
- radius
- plate
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами с лопастями, перемещающимися возвратно-поступательно относительно внутреннего элемента, в частности к роторным пластинчатым насосам, и может применяться в различных отраслях промышленности в составе подвижных и стационарных насосных агрегатов для перекачивания жидкостей при выполнении сливно-наливных операций. The invention relates to hydraulic displacement machines with rotating working bodies with blades moving reciprocating relative to the internal element, in particular to rotary vane pumps, and can be used in various industries as a part of mobile and stationary pumping units for pumping liquids when performing discharge bulk operations.
Как показала практика эксплуатации пластинчатых насосов, наибольшие трудности в обеспечении их надежной эксплуатации связаны с износом пластин. As shown by the practice of operating vane pumps, the greatest difficulties in ensuring their reliable operation are associated with wear of the plates.
Известен роторный пластинчатый насос для перекачивания различных жидкостей, имеющий корпус с профилированной внутренней поверхностью, участки замыкателей которой в поперечном сечении описаны дугами окружностей с центрами, совпадающими с центром ротора, а профили участков между замыкателями описаны лекальными кривыми. В роторе насоса выполнены радиальные пазы, в которых установлены пластины [1]. Known rotary vane pump for pumping various liquids, having a housing with a profiled inner surface, the sections of the contactors of which in cross section are described by circular arcs with centers coinciding with the center of the rotor, and the profiles of the sections between the contactors are described by curve curves. Radial grooves are made in the pump rotor, in which the plates are installed [1].
В известном насосе положение кромки нагнетательного окна совпадает с точкой сопряжения дуги окружности, описывающей нижний замыкатель, с лекальной кривой профиля корпуса со стороны напорного патрубка насоса. На каждую пластину, движущуюся по нижнему замыкателю, после прохода предшествующей пластиной кромки нагнетательного окна действует давление из напорной полости насоса. Под действием этого давления пластина подвержена осевому нагружению на неработающий торец пластины, что положительно усиливает прижим пластины к замыканию корпуса, и изгибающему нагружению, приводящему к износу "лицевой" боковой стороны пластины. Однако при перемещении пластины по замыкателю осевого перемещения пластины нет, износа от огибающего усилия и осевого перемещения пластины практически не происходит. Разгрузка пластины от давления нагнетания происходит лишь в момент ее прохода кромки нагнетательного окна. In the known pump, the position of the edge of the discharge window coincides with the mating point of the arc of a circle describing the lower contactor, with the curve of the profile of the housing on the pressure side of the pump. For each plate moving along the lower trap, after the edge of the discharge window has passed by the previous plate, pressure from the pressure cavity of the pump acts. Under the influence of this pressure, the plate is subjected to axial loading on the idle end of the plate, which positively enhances the pressure of the plate to the closure of the body, and bending loading, which leads to wear of the "front" side of the plate. However, when moving the plate along the trap, there is no axial movement of the plate, there is practically no wear from the envelope force and axial movement of the plate. The unloading of the plate from the discharge pressure occurs only at the moment of its passage through the edge of the discharge window.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и взятым за прототип является роторный пластинчатый насос, содержащий торцевые крышки, корпус с окнами всасывания и нагнетания, внутренняя полость корпуса которого выполнена с верхним и нижним замыкателем, соединенными между собой участками с криволинейным профилем - лекальными кривыми. Внутри корпуса установлен ротор с пазами, в которых размещены подвижные в радиальном направлении пластины. Окна всасывания нагнетания разделены между собой по дуге замыкателями [2]. The closest in technical essence to the present invention and taken as a prototype is a rotary vane pump containing end caps, a housing with suction and discharge windows, the internal cavity of the housing of which is made with an upper and lower contactor, interconnected by sections with a curved profile - curve curves. A rotor with grooves is installed inside the housing, in which the plates are movable in the radial direction. The discharge suction windows are separated by an arc using contactors [2].
Недостатком известного насоса является неравномерный ступенчатый износ по длине пластин и износ-выработка на их задних нерабочих гранях пластин, образующийся при перемещении пластины с нижнего замыкателя на лекальную кривую-кромку окна нагнетателя корпуса и одновременного движения пластины по пазу ротора. При этом пластина подвергается изгибающим усилиям от разности давлений в напорном патрубке насоса и "открывающейся" межпластинной камере насоса. A disadvantage of the known pump is the uneven stepwise wear along the length of the plates and wear and tear on their rear non-working faces of the plates, which is formed when the plate moves from the bottom contactor to the curve curve-edge of the housing blower window and the plate moves simultaneously along the rotor groove. In this case, the plate is subjected to bending forces from the pressure difference in the pressure port of the pump and the “opening” interplate chamber of the pump.
Это положение объясняется тем, что кромка нагнетательного окна совпадает с точкой сопряжения замыкателя и лекальной кривой, и процесс разгрузки пластины теоретически происходит мгновенно в момент прохождения пластиной этой кромки, однако вследствие относительно больших скоростей вращения имеется все же временной интервал, оцениваемый долями секунды, когда пластина еще не разгружена полностью, а имеет уже радиальное перемещение, т.е. "мгновенный" удар, результатом чего является линейное "намятие" нерабочей боковой стороны пластины. This position is explained by the fact that the edge of the discharge window coincides with the contact point of the contactor and the curve, and the plate unloading process theoretically occurs instantly at the moment the plate passes this edge, however, due to the relatively high rotation speeds, there is still a time interval estimated in fractions of a second when the plate not yet unloaded completely, but already has a radial movement, i.e. “instantaneous” impact, the result of which is a linear “denting” of the non-working side of the plate.
На фиг. 1 показаны пластины, выполненные из различных материалов после 100 ч. работы с износом ("а") нерабочей боковой стороны пластин (насос ПН-30/4). In FIG. 1 shows plates made of various materials after 100 hours of work with wear ("a") of the non-working lateral side of the plates (pump PN-30/4).
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение надежности и долговечности работы насоса за счет обеспечения процесса "разгрузки" пластины до начала радиального ее перемещения в пазу ротора. The technical result of the invention is to increase the reliability and durability of the pump by ensuring the process of "unloading" the plate before it begins to radially move it into the groove of the rotor.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном пластинчатом насосе, содержащем корпус, внутри которого жестко закреплена гильза с окнами всасывания и нагнетания, а во внутренней полости гильзы установлен ротор с радиальными пазами и размещенными в них подвижными пластинами, взаимодействующими с верхним и нижним замыкателями, выполненными по дуге радиуса R между кромками всасывающих и нагнетательных окон и соединенными между собой криволинейными поверхностями, описываемыми лекальными кривыми, согласно предлагаемому изобретению за нижним замыкателем от кромки окна нагнетания по направлению вращения ротора по дуге радиуса R выполнен разгрузочный участок, центральный угол α которого определяют по следующему соотношению:
α = (1,1÷1,5)b/R,
где α - центральный угол разгрузочного участка за нижним замыкателем;
b - ширина рабочей части пластины (см. фиг. 4);
R - радиус дуги нижнего замыкателя.The specified technical result is achieved by the fact that in the well-known vane pump containing a housing, inside of which a sleeve with suction and discharge windows is rigidly fixed, and in the inner cavity of the sleeve there is a rotor with radial grooves and movable plates placed in them, interacting with the upper and lower contactors, made along an arc of radius R between the edges of the suction and discharge windows and interconnected curved surfaces described by curve curves, according to the proposed invention, behind the lower contactor from the edge of the discharge window in the direction of rotation of the rotor along an arc of radius R, a discharge section is made, the central angle α of which is determined by the following relation:
α = (1,1 ÷ 1,5) b / R,
where α is the central angle of the discharge section behind the lower contactor;
b is the width of the working part of the plate (see Fig. 4);
R is the radius of the arc of the lower contactor.
На фиг. 1 приведены фото пластин из различных материалов после 100 ч. работы насоса ПН-30/4;
на фиг. 2 представлен пластинчатый насос (поперечный разрез);
на фиг. 3 изображена гильза корпуса пластинчатого насоса (поперечный разрез);
на фиг. 4 показана пластина насоса ПН-30/4 (поперечный разрез).In FIG. 1 shows photos of plates of various materials after 100 hours of operation of the PN-30/4 pump;
in FIG. 2 shows a vane pump (cross section);
in FIG. 3 shows a sleeve of a casing of a vane pump (cross section);
in FIG. 4 shows the pump plate PN-30/4 (cross section).
Пластинчатый насос состоит из корпуса 1 с всасывающим 2 и напорным 3 патрубками. Внутри корпуса 1 размещена гильза 4, имеющая верхний и нижний замыкатель 5, 6 соответственно, всасывающие и нагнетательные окна 7, 8. В верхней части корпуса 1 установлен предохранительно-перепускной клапан 9. Внутри гильзы 4 установлен ротор 10 с радиальными пазами 11, в которых размещены пластины 12 с разгрузочными канавками 13. Нижний замыкатель 6 от начала (точка A) до конца (точка B) описан дугой AB окружности из центра ротора 10 радиусом R с центральным углом β.
Для пояснения работы насоса введены следующие условные обозначения:
R - радиус нижнего замыкателя дуги AB из центра ротора (точка O) от начала (точка A) до конца (точка B).The vane pump consists of a
To explain the pump, the following conventions are introduced:
R is the radius of the lower contactor of the arc AB from the center of the rotor (point O) from the beginning (point A) to the end (point B).
β = AOB - центральный угол, соответствующий длине замыкателя-дуге AB радиуса R между кромкой конца всасывающего окна (точка A) и кромкой начала нагнетательного окна (точка B). β = AOB is the central angle corresponding to the length of the arc contactor AB of radius R between the edge of the end of the suction window (point A) and the edge of the beginning of the discharge window (point B).
α = BOC - центральный угол разгрузочного участка-дуги BC радиуса R. α = BOC is the central angle of the discharge section-arc BC of radius R.
b - ширина рабочей части пластины. b is the width of the working part of the plate.
Пластинчатый насос работает следующим образом. При вращении ротора 10 в направлении, указанном стрелкой, происходит изменение объемов полостей, ограниченных внутренней поверхностью гильзы 4 корпуса 1, двумя соседними пластинами 12 и торцевыми крышками (не показаны) насоса, в результате чего создается разряжение в полости всасывания и происходит перемещение жидкости к полости нагнетания (к напорному патрубку 3). Верхний замыкатель 5 и нижний замыкатель 6, по которым скользят рабочие торцы пластин 12, разделяют полость насоса на всасывающую и нагнетательные полости. До перехода пластины 12 конца нижнего замыкателя 6 (точки "B") на пластину 12 воздействует перепад давления. Пластина 12 после точки "B" скользит по разгрузочному участку BC после нижнего замыкателя 6 того же радиуса R, как и дуга AB замыкателя 6, что на некоторое время задерживает радиальное перемещение пластины 12 по пазу 11 ротора 10. Этого промежутка времени достаточно для того, чтобы давление жидкости на пластину 12 сравнялось с давлением, поступающим в последующую межпластинную камеру через щель между рабочим торцом пластины 12 и кромкой нагнетательного окна 8 (точка B). The vane pump operates as follows. When the
Таким образом, техническая сущность заявляемого пластинчатого насоса заключается в создании условий, снижающих износ пластин, т.е. обеспечивается процесс "разгрузки" пластины до начала ее радиального перемещения в пазу 11 ротора 10 за счет наличия разгрузочного участка BC. Thus, the technical essence of the inventive vane pump is to create conditions that reduce wear of the plates, i.e. the process of "unloading" of the plate to the beginning of its radial movement in the
Применение изобретения повышает надежность и долговечность работы пластинчатого насоса без снижения эксплуатационных показателей насоса (см. таблицу в конце описания). The application of the invention increases the reliability and durability of the vane pump without reducing the operational characteristics of the pump (see table at the end of the description).
Как видно из таблицы, наличие на выходе нижнего замыкателя 6 (AB) разгрузочных участков (BC) такого же радиуса R величиной, равной (1,11,5) ширины рабочей части торца пластины 12, позволяет повысить долговечность и надежность насоса. Увеличение этого участка на величину свыше 1,5 сопровождается изменением акустико-вибрационных показателей насоса. As can be seen from the table, the presence of discharge sections (BC) of the same radius R at the output of the lower contactor 6 (AB) of the same radius R equal to (1.11.5) the width of the working part of the end face of the
Следовательно, новым относительно прототипа (насос фирмы "Blackmer" XL(S)3), является выполнение на выходе нижнего замыкателя радиуса R разгрузочного участка, определяемого по следующему соотношению:
α = (1,1÷1,5)b/R.
Введение разгрузочного участка на нижнем замыкателе 6 практически не требует каких-либо дополнительных технологических операций, их внедрение ожидается при освоении серийного производства новых пластинчатых насосов ПН-60/8 и ПН-90/8 в 1998-1999 г.Therefore, new relative to the prototype (pump company "Blackmer" XL (S) 3), is the execution at the output of the lower contactor of radius R of the discharge section, determined by the following ratio:
α = (1.1 ÷ 1.5) b / R.
The introduction of the discharge section on the
Таким образом, предложенное техническое решение отвечает критериям изобретения: новизне, изобретательскому уровню и промышленному применению. Thus, the proposed technical solution meets the criteria of the invention: novelty, inventive step and industrial application.
Источники информации
1. Бюллетень фирмы "Blackmer" США, Bulletin 100, октябрь, 1983 г., с. 14-15;
2. Там же с. 10-11, насос XL(S)3 (прототип).Sources of information
1. Bulletin of the company "Blackmer" USA,
2. In the same place with. 10-11, pump XL (S) 3 (prototype).
Claims (1)
α = (1,1-1,5)b/R,
где α - центральный угол разгрузочного участка за нижним замыкателем;
b - ширина рабочей части пластины, мм;
R - радиус дуги нижнего замыкателя, мм.A vane pump containing a housing, inside of which a sleeve with suction and discharge windows is rigidly fixed, and a rotor with radial grooves and movable plates placed in them, interacting with upper and lower contactors made along an arc of radius R between the edges of the suction and discharge windows and interconnected curved surfaces described by curve curves, characterized in that behind the lower contactor from the edge of the discharge window in the direction of rotation Nia rotor radius R of the arc discharge portion is formed, the central angle α which is determined by the ratio
α = (1.1-1.5) b / R,
where α is the central angle of the discharge section behind the lower contactor;
b is the width of the working part of the plate, mm;
R is the radius of the arc of the lower contactor, mm
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97121436A RU2133877C1 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Guide-vane pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97121436A RU2133877C1 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Guide-vane pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2133877C1 true RU2133877C1 (en) | 1999-07-27 |
Family
ID=20200382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97121436A RU2133877C1 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Guide-vane pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2133877C1 (en) |
-
1997
- 1997-12-19 RU RU97121436A patent/RU2133877C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Blackmer, Positive displacement pumps for industrial processing and lignid transfer, BULLETIN 100, USA, October, 1983, с. 10 - 11 (насос XL(S)3), с. 14 - 15. 2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4558998A (en) | Variable capacity type vane pump with balancing groove in the cam ring | |
US2435279A (en) | Pump, vane type | |
GB1565969A (en) | Sliding-vane type hydraulic rotary machine | |
KR890004076A (en) | Fluid pump device | |
US4673337A (en) | Hydraulic radial piston pump intake porting arrangement | |
US4659296A (en) | Rotary vane pump with plural outlet ports and relationship for cam surface radii | |
US3547562A (en) | Variable displacement vane pump | |
RU2133877C1 (en) | Guide-vane pump | |
US2423639A (en) | Rotary pump | |
CA1077780A (en) | Method for sealing off in the radial direction a volume of fluid bound between a stator and a rotor and an arrangement for carrying out said method | |
JP3776601B2 (en) | Variable displacement vane pump | |
US3194122A (en) | Hydraulic cam motor vane switching system | |
US3824045A (en) | Variable-capacity sliding-vane pump | |
US2463118A (en) | Movable vane rotary pump or fluid motor | |
EP3287593B1 (en) | Rotary vane pump | |
RU2209344C1 (en) | Sliding-vane pump | |
US3567347A (en) | Hydraulic pump | |
US3263621A (en) | Rotary vane machine | |
RU2135778C1 (en) | Rotary machine | |
RU2135834C1 (en) | Guide-vane pump | |
GB2334760A (en) | Vane pumps or motors | |
US3938919A (en) | Rotary piston machine of trochoidal construction | |
GB2039618A (en) | Rotary positive-displacement fluid-machines | |
RU2172429C1 (en) | Guide-vane pump | |
JPS56101001A (en) | Vane-type fluidic machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031220 |