RU2191295C1

RU2191295C1 - Reversible pump

Info

Publication number: RU2191295C1
Application number: RU2001109081A
Authority: RU
Inventors: А.А. Строганов; А.Н. Зимников
Original assignee: Строганов Александр Анатольевич; Зимников Александр Николаевич
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; reversible pulsationless high-pressure pumps which operate in pump mode and engine mode. SUBSTANCE: proposed pump includes stator, rotor with holes where expulsors are located for motion along axis of rotation, working chamber with suction cavity and discharge cavity, as minimum two separating strips, units interconnecting the cavities located on different sides from opposite butts of expulsors. Working chamber of pump is bounded by surfaces of circular slot made in rotor butt; it passes through holes of rotor where expulsors are placed. These holes form recesses on surfaces of circular slot when they intersect with it. Mechanism setting the axial relative position of expulsors is made for sliding contact with each dividing strip always at minimum of one expulsor. EFFECT: improved working parameters of pump; facilitated procedure of manufacture and extended functional capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в обратимых беспульсационных насосах высокого давления, которые могут работать как в режиме насоса, так и в режиме двигателя (в дальнейшем просто насос). В качестве рабочего тела в насосе применимы как жидкости, так и газы. The invention relates to mechanical engineering and can be used in reversible pulsation-free high pressure pumps, which can operate both in pump mode and in motor mode (hereinafter simply a pump). As the working fluid in the pump, both liquids and gases are applicable.

Широко известен обратимый беспульсационный насос высокого давления (Патент Российской Федерации 2123602). Насос содержит корпус с впускным и выпускным отверстиями, в котором установлен ротор. В роторе выполнены прорези, в которых размещены шиберы, с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль его оси вращения. Далее при описании устройств вместо термина шибер будет использоваться более общий термин - вытеснитель. Насос содержит установленный внутри корпуса механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей в прорезях ротора, рабочую камеру, перегородку, которая при взаимодействии с ротором отделяет полость всасывания от полости нагнетания и тем самым препятствует перетеканию между ними рабочей среды. Перегородка по своей сути является частным случаем одного из изолирующих элементов, под которыми подразумевается любой из элементов насоса, который препятствует перетеканию рабочей среды из полостей насоса, а именно является частным случаем одной из разделительных перемычек, так как любой насос подобного типа содержит как минимум две разделительные перемычки. The reversible pulsation-free high-pressure pump is widely known (Patent of the Russian Federation 2123602). The pump comprises a housing with inlet and outlet openings in which the rotor is mounted. Slots are made in the rotor, in which the gates are placed, with the possibility of reciprocating motion along its axis of rotation. Further, when describing devices, instead of the term gate, the more general term - displacer will be used. The pump contains a mechanism installed inside the housing, which determines the axial relative position of the displacers in the slots of the rotor, a working chamber, a partition, which, when interacting with the rotor, separates the suction cavity from the discharge cavity and thereby prevents the medium from flowing between them. The partition is inherently a special case of one of the insulating elements, which means any of the pump elements, which prevents the flow of the working medium from the pump cavities, namely, it is a special case of one of the separation jumpers, since any pump of this type contains at least two separation jumpers.

В этом насосе рабочая камера ограничена в осевом направлении, с одной стороны, поверхностью торца ротора, с которым перегородка находится в скользящем контакте и который назван в заявке первым торцом ротора, и, с другой стороны, - регулировочным элементом, являющимся по своей сути подвижным в осевом направлении изолирующим элементом, а именно - второй разделительной перемычкой, которая установлена с возможностью движения в осевом направлении. In this pump, the working chamber is axially limited, on the one hand, by the surface of the end of the rotor, with which the baffle is in sliding contact and which is called the first end of the rotor in the application, and, on the other hand, is an adjusting element, which is essentially movable in axial direction of the insulating element, namely, the second dividing jumper, which is installed with the possibility of movement in the axial direction.

В радиальном направлении рабочая камера ограничена поверхностями вала и внутренней поверхностью полого цилиндра, который установлен внутри корпуса без возможности вращения вместе с ротором. In the radial direction, the working chamber is limited by the surfaces of the shaft and the inner surface of the hollow cylinder, which is mounted inside the housing without rotation with the rotor.

Насос содержит так же средства, соединяющие между собой полости, находящиеся по разные стороны от противолежащих в осевом направлении торцов вытеснителей. Эти средства реализованы в виде закрепленного внутри корпуса опорно-распределительного элемента, который контактирует своим торцом с возможностью скольжения со вторым торцом ротора. В упомянутом торце опорно-распределительного элемента выполнены две не соприкасающиеся между собой полости, в которые выходят прорези ротора с размещенными в них вытеснителями. Одна из этих полостей соединена каналом с входным отверстием, а другая - соединена каналом с выходным отверстием. Эти полости расположены таким образом, что одна из них находится напротив полости всасывания и соединена каналом соответственно с впускным отверстием насоса, а другая находится напротив полости нагнетания и соединена каналом с выпускным отверстием насоса. Таким образом происходит соединение между собой полостей насоса, находящихся по разные стороны от торцов вытеснителя и тем самым уравновешивается гидравлическая нагрузка на них (от сил давления рабочего тела) и исключается влияние объема вытеснителей на равномерность подачи и производительность при работе насоса. Еще одним из широко известных практических вариантов реализации этих средств могут быть каналы, которые выполнены в каждом вытеснителе таким образом, что они соединяют полости, находящиеся по разные стороны от противолежащих в осевом направлении торцов каждого вытеснителя. The pump also contains means connecting the cavities located on opposite sides from the axially opposite ends of the displacers. These tools are implemented in the form of a support-distribution element fixed inside the housing, which contacts with its end with the possibility of sliding with the second end of the rotor. In the said end face of the support-distribution element, two cavities are made that are not in contact with each other, into which the rotor slots exit with the displacers placed in them. One of these cavities is connected by a channel to the inlet, and the other is connected by a channel to the outlet. These cavities are located in such a way that one of them is opposite the suction cavity and is connected by a channel to the pump inlet, respectively, and the other is opposite the discharge cavity and connected by the channel to the pump outlet. Thus, the pump cavities are connected to each other, located on opposite sides from the ends of the displacer and thereby balance the hydraulic load on them (from the pressure of the working fluid) and exclude the influence of the displacer volume on the uniformity of flow and pump performance. Another widely known practical implementation option for these tools can be channels that are made in each displacer in such a way that they connect the cavity located on opposite sides of the axially opposite ends of each displacer.

В качестве ближайшего аналога выбран обратимый беспульсационный насос высокого давления (Патент Российской Федерации 2115807), который так же, как и в предыдущем примере, содержит корпус с впускным и выпускным отверстиями, в котором установлен ротор. В роторе выполнены прорези, в которых размещены вытеснители, с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль его оси вращения. Насос содержит установленный внутри корпуса механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей в прорезях ротора, рабочую камеру, перегородку, которая при взаимодействии с ротором отделяет полость всасывания от полости нагнетания и тем самым препятствует перетеканию между ними рабочей среды. Перегородка по своей сути является частным случаем одного из изолирующих элементов, под которыми подразумевается любой из элементов насоса, который препятствует перетеканию рабочей среды из полостей насоса, а именно является частным случаем одной из разделительных перемычек, так как любой насос подобного типа содержит как минимум две разделительные перемычки. В данном насосе рабочая камера ограничена в направлении вдоль оси вращения ротора с одной стороны - поверхностью торца ротора, с которым перегородка находится в скользящем контакте и который назван в данной заявке первым торцом ротора, и с другой стороны - противолежащими этому торцу ротора внутренними поверхностями корпуса, часть которого, с которой контактируют вытеснители, отделяя при этом полость всасывания от полости нагнетания, является второй разделительной перемычкой насоса. В радиальном направлении рабочая камера ограничена поверхностями вала и внутренней поверхностью корпуса. Насос содержит так же средства, соединяющие между собой полости, находящиеся по разные стороны от противолежащих в осевом направлении торцов вытеснителей. В этом конкретном насосе эти средства реализованы в виде закрепленного внутри корпуса опорно-распределительного элемента, который с возможностью скольжения контактирует своим торцом со вторым торцом ротора. В упомянутом торце опорно-распределительного элемента выполнены две не соприкасающиеся между собой полости, в которые выходят прорези ротора с размещенными в них вытеснителями. Одна из этих полостей соединена каналом с впускным отверстием, а другая соединена каналом с выпускным отверстием. Эти полости расположены таким образом, что одна из них находится напротив полости всасывания и соединена каналом соответственно с впускным отверстием насоса, а другая находится напротив полости нагнетания и соединена каналом с выпускным отверстием насоса. Таким образом, происходит соединение между собой полостей насоса, находящихся по разные стороны от торцов вытеснителя, и тем самым уравновешивается гидравлическая нагрузка на них (от сил давления рабочего тела) и исключается влияние объема вытеснителей на равномерность подачи и производительность насоса. Еще одним из широко известных практических вариантов реализации этих средств могут быть каналы, которые выполнены в каждом вытеснителе таким образом, что они соединяют полости, находящиеся по разные стороны от торцов вытеснителя. As the closest analogue, a reversible pulsation-free high-pressure pump (Patent of the Russian Federation 2115807) was selected, which, as in the previous example, contains a housing with inlet and outlet openings in which the rotor is installed. Slots are made in the rotor, in which the displacers are placed, with the possibility of reciprocating motion along its axis of rotation. The pump contains a mechanism installed inside the housing, which determines the axial relative position of the displacers in the slots of the rotor, a working chamber, a partition, which, when interacting with the rotor, separates the suction cavity from the discharge cavity and thereby prevents the medium from flowing between them. The partition is inherently a special case of one of the insulating elements, which means any of the pump elements, which prevents the flow of the working medium from the pump cavities, namely, it is a special case of one of the separation jumpers, since any pump of this type contains at least two separation jumpers. In this pump, the working chamber is limited in the direction along the axis of rotation of the rotor on one side — by the surface of the end of the rotor, with which the baffle is in sliding contact and which is called in this application the first end of the rotor, and on the other hand, the internal surfaces of the rotor opposite the end of the rotor, the part of which the displacers come into contact with while separating the suction cavity from the discharge cavity is the second dividing jumper of the pump. In the radial direction, the working chamber is limited by the surfaces of the shaft and the inner surface of the housing. The pump also contains means connecting the cavities located on opposite sides from the axially opposite ends of the displacers. In this particular pump, these means are implemented in the form of a support and distribution element fixed inside the housing, which, with the possibility of sliding, contacts its end face with the second end face of the rotor. In the said end face of the support-distribution element, two cavities are made that are not in contact with each other, into which the rotor slots exit with the displacers placed in them. One of these cavities is connected to the inlet by the channel, and the other is connected to the outlet by the channel. These cavities are located in such a way that one of them is opposite the suction cavity and is connected by a channel to the pump inlet, respectively, and the other is opposite the discharge cavity and connected by the channel to the pump outlet. Thus, the pump cavities are connected to each other, located on opposite sides from the ends of the displacer, and thereby the hydraulic load on them is balanced (from the pressure of the working fluid) and the influence of the displacer volume on the uniformity of flow and pump performance is eliminated. Another widely known practical implementation option for these tools can be channels that are made in each displacer in such a way that they connect the cavity located on opposite sides from the ends of the displacer.

В вышеприведенных примерах насосов элемент насоса, названный там перегородкой, и часть корпусной крышки, с внутренней поверхностью которой находятся в скользящем контакте вытеснители, отделяющие при этом полость всасывания от полости нагнетания, (а также в регулируемом варианте исполнения насоса - регулировочный элемент) - это частные случаи изолирующих элементов статорного узла, а именно частные случаи разделительных перемычек. При этом в аналогах перегородкой названа разделительная перемычка, торец которой расположен ближе к торцу ротора (и в частности с ним контактирует). In the above examples of pumps, the pump element, called the partition there, and the part of the casing cover, with the displacers in their sliding surface separating the suction cavity from the discharge cavity (and also in the adjustable version of the pump, the adjusting element) are private cases of insulating elements of the stator assembly, namely, special cases of dividing jumpers. Moreover, in analogs, a partition is called a dividing jumper, the end of which is located closer to the end of the rotor (and in particular is in contact with it).

В роторных насосах подобного типа всегда можно выделить две группы элементов, которые одновременно с равными по значению, но противоположными по направлению, угловыми скоростями вращаются относительно друг друга вокруг общей оси. В каждой из этих групп элементов обычно выделяют по одному основному звену, вращение которых относительно друг друга вокруг общей оси приводит к вращению и всех остальных элементов насоса. Одно из этих звеньев обычно называют ротором, а другое, относительно которого рассматривается вращение, обычно называют статором (или очень часто - корпусом). Понятия "звено ротор" и "звено статор" - это относительные понятия и зависят только от того, относительно какого из этих звеньев рассматривается вращение другого звена (в дальнейшем просто ротор и статор). In rotary pumps of this type, one can always distinguish two groups of elements that simultaneously with equal in value, but opposite in direction, angular velocities rotate relative to each other around a common axis. In each of these groups of elements, one main link is usually distinguished, the rotation of which relative to each other around a common axis leads to the rotation of all other elements of the pump. One of these links is usually called the rotor, and the other, relative to which rotation is considered, is usually called the stator (or very often - the body). The concepts of “rotor link” and “stator link” are relative concepts and depend only on which of these links the rotation of the other link is considered (hereinafter, simply the rotor and stator).

Следует отметить, что все вращения рассматриваются (и в дальнейшем будут рассматриваться, если иное специально не будет оговорено) относительно общей оси вращения, а под осевым направлением будет подразумеваться направление, параллельное этой общей оси вращения. It should be noted that all rotations are considered (and will be further considered, unless specifically agreed otherwise) with respect to the common axis of rotation, and the axial direction will mean the direction parallel to this common axis of rotation.

При вращении ротора относительно статора часть элементов насоса, кинематически связанных с ротором, тоже приходит во вращение. Совокупность этих элементов насоса и ротора мы в дальнейшем будем называть роторным узлом. Оставшуюся часть элементов насоса, которая не приходит во вращение вместе с ротором относительно статора, в дальнейшем мы вместе со статором будем называть статорным узлом. Как в статорном узле, так и в роторном узле всегда можно выделить элементы, образующие рабочую камеру насоса, которая включает в себя полость всасывания и полость нагнетания, и выделить из них элементы, выполняющие роль рабочих органов насоса, которые при работе насоса непосредственно совершают работу по переносу рабочего тела из полости всасывания в полоть нагнетания. Полость всасывания и полость нагнетания - это рабочие полости насоса. В описываемых насосах при каждом обороте взаимного вращательного движения роторного узла и статорного узла рабочие органы этих узлов также совершают вместе с ними вращательные движения, при этом в одном из этих узлов рабочие органы этого узла совершают также и циклические движения вдоль их общей оси вращения при каждом обороте этого узла и взаимодействуют с рабочими органами второго (другого, оставшегося) узла, которые таких циклических движений не совершают. В дальнейшем мы будем называть узел насоса, в котором элементы, являющиеся рабочими органами, совершают при вращении этого узла на каждый оборот еще и циклические движения вдоль общей оси вращения - роторным узлом и соответственно основное звено этого узла будем называть ротором. Оставшийся же узел будем называть статорным узлом и соответственно основное звено этого узла будем называть статором. Следует отметить, что вращение ротора в заявке везде будет рассматриваться относительно статора, безотносительно того, на каком устройстве этот статор может быть закреплен для создания относительного вращения ротора и статора насоса. И во многих практических случаях использования изобретения звено насоса, которое названо у нас статором насоса, может быть закреплено на вращающемся валу данного устройства, а звено насоса, названное у нас ротором, может быть закреплено на станине или на другом вращающемся валу этого же устройства. В дальнейшем в описании все вращения ротора будут рассматриваться относительно статора в вышеприведенном понимании этих понятий. Рабочие органы насоса, вращающиеся вместе с ротором и непосредственно совершающие работу по вытеснению рабочего тела в полость нагнетания насоса, обычно называют вытеснителями (в дальнейшем и мы их будем так называть), а элементы статорного узла, которые взаимодействуют с элементами роторного узла, отделяя при этом полость всасывания от полости нагнетания насоса, обычно называют разделительными перемычками (в дальнейшем и мы их будем так называть). Полость всасывания сообщается с впускным отверстием насоса, а полость нагнетания сообщается с выпускным отверстием насоса. В насосе с одним циклом движения вытеснителей за один оборот ротора всегда присутствует как минимум две разделительных перемычки, отделяющих полость всасывания от полости нагнетания насоса. В насосах с двумя циклами количество разделительных перемычек удваивается, с тремя - утраивается и так далее... When the rotor rotates relative to the stator, part of the pump elements kinematically connected with the rotor also comes into rotation. The combination of these pump and rotor elements will be called the rotor assembly in the future. The rest of the pump elements, which does not come into rotation with the rotor relative to the stator, will be referred to as the stator assembly together with the stator. Both in the stator assembly and in the rotary assembly, it is always possible to isolate the elements forming the working chamber of the pump, which includes the suction cavity and the discharge cavity, and to distinguish from them the elements that act as the working bodies of the pump, which, when the pump is operating, directly perform work on transfer of the working fluid from the suction cavity to the injection web. The suction cavity and the discharge cavity are the working cavities of the pump. In the described pumps, at each revolution of the mutual rotational motion of the rotor assembly and the stator assembly, the working bodies of these assemblies also rotate together with them, while in one of these assemblies the working bodies of this assembly also make cyclic movements along their common axis of rotation at each revolution this node and interact with the working bodies of the second (other, remaining) node, which do not make such cyclic movements. In what follows, we will call the pump assembly, in which the elements, which are the working bodies, make cyclic movements along the common axis of rotation — the rotor assembly — and, accordingly, the main link of this assembly will be called the rotor during rotation of this assembly for each revolution. The remaining node will be called the stator node and, accordingly, the main link of this node will be called the stator. It should be noted that the rotation of the rotor in the application will be everywhere considered relative to the stator, regardless of the device on which this stator can be mounted to create relative rotation of the rotor and stator of the pump. And in many practical cases of using the invention, the pump link, which we call the pump stator, can be mounted on the rotating shaft of this device, and the pump link, called our rotor, can be mounted on the bed or on another rotating shaft of the same device. Further in the description, all rotor rotations will be considered relative to the stator in the above understanding of these concepts. The working bodies of the pump, rotating together with the rotor and directly doing the work of displacing the working fluid into the pump discharge cavity, are usually called displacers (hereinafter we will call them that), and the elements of the stator assembly that interact with the elements of the rotor assembly, separating the suction cavity from the pump discharge cavity is usually called dividing jumpers (hereinafter, we will call them that). The suction cavity communicates with the pump inlet, and the discharge cavity communicates with the pump outlet. In a pump with one cycle of displacer movement for one revolution of the rotor, there are always at least two dividing jumpers separating the suction cavity from the pump discharge cavity. In pumps with two cycles, the number of separation jumpers doubles, with three triples, and so on ...

Разность расстояний между торцом ротора и торцами разделительных перемычек, которые обращены к этому торцу ротора, определяет подачу насосов этого типа на один оборот ротора (или другими словами, расстояние в осевом направлении между торцами разделительных перемычек, обращенных к ротору, определяет подачу таких насосов на один оборот ротора). The difference in the distances between the end face of the rotor and the ends of the separation jumpers that face this end of the rotor determines the flow of pumps of this type per revolution of the rotor (or, in other words, the axial distance between the ends of the separation jumpers facing the rotor determines the flow of such pumps to one rotor revolution).

В примерах насосов, которые выбраны в качестве аналогов, разделительная перемычка, названная там перегородкой, контактирует своим торцом с торцевой поверхностью ротора и непосредственно за счет этого контакта отделяет в рабочей камере полость всасывания от полости нагнетания. Поэтому вытеснители, расположенные в роторе напротив перегородки, могут и не иметь скользящего контакта с торцом перегородки, что может упрощать (в некоторых случаях) конструкцию средств осевого взаиморасположения вытеснителей. In the examples of pumps that are selected as analogs, the dividing jumper, called the baffle there, contacts its end face with the end surface of the rotor and directly separates the suction cavity from the injection cavity in the working chamber. Therefore, the displacers located in the rotor opposite the partition may not have sliding contact with the end of the partition, which may simplify (in some cases) the design of the means of axial relative positioning of the displacers.

Однако необходимость постоянного скользящего изолирующего контакта между торцевыми поверхностями ротора и перегородки в случае, когда вытеснители не взаимодействуют с перегородкой, приводит к повышенным требованиям по точности изготовления и фиксации в корпусе этих элементов. Это, при необходимости работы насоса при высоких рабочих давлениях и минимальном перетекании рабочего тела между полостью всасывания и нагнетания, стоит дороже и сложнее в реализации, чем изменение средств осевого взаиморасположения вытеснителей в заявляемом насосе (особенно при изготовлении насосов большой производительности). However, the need for constant sliding insulating contact between the end surfaces of the rotor and the baffle in the case when the displacers do not interact with the baffle, leads to increased requirements for precision manufacturing and fixing in the housing of these elements. This, if it is necessary to operate the pump at high working pressures and minimal overflow of the working fluid between the suction and discharge cavities, is more expensive and more difficult to implement than changing the means of axial relative positioning of the displacers in the inventive pump (especially in the manufacture of high performance pumps).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение рабочих параметров насосов подобного типа, технологичности их изготовления и расширение функциональных возможностей. The problem to which the invention is directed is to improve the operating parameters of pumps of this type, the manufacturability of their manufacture and the expansion of functionality.

Поставленная задача решена в обратимом насосе, содержащем статор, ротор с отверстиями, в которых размещены с возможностью движения вдоль его оси вращения вытеснители, механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей, рабочую камеру, включающую в себя полость всасывания и полость нагнетания, как минимум две разделительные перемычки, средства, соединяющие между собой полости, находящиеся по разные стороны от противолежащих в осевом направлении торцов вытеснителей, согласно изобретению рабочая камера ограничена поверхностями кольцевого паза, выполненного в торце ротора и проходящего через отверстия ротора, в которых размещены вытеснители, причем эти отверстия образуют выемки на поверхностях кольцевого паза при пересечении их с ним, кроме того, механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей, выполнен с обеспечением скользящего контакта с каждой разделительной перемычкой всегда как минимум одного вытеснителя. Кроме того, как минимум одна разделительная перемычка выполнена в виде регулировочного элемента, который установлен с возможностью перемещения вдоль оси вращения ротора. Кроме того, все разделительные перемычки установлены с возможностью перемещения вдоль оси вращения ротора. The problem is solved in a reversible pump containing a stator, a rotor with holes in which displacers are placed with the possibility of movement along its axis of rotation, a mechanism specifying the axial relative position of the displacers, a working chamber including a suction cavity and a discharge cavity, at least two dividing jumpers , means for interconnecting cavities located on opposite sides from axially opposite ends of the displacers, according to the invention, the working chamber is limited by surfaces to a groove groove made in the end face of the rotor and passing through the rotor holes in which the displacers are placed, and these holes form recesses on the surfaces of the annular groove when they intersect with it, in addition, the mechanism specifying the axial relative position of the displacers is made to ensure sliding contact with each the dividing bridge is always at least one displacer. In addition, at least one dividing jumper is made in the form of an adjusting element, which is installed with the possibility of movement along the axis of rotation of the rotor. In addition, all dividing jumpers are installed with the possibility of movement along the axis of rotation of the rotor.

За счет того, что механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей, выполнен таким образом, что всегда обеспечивает скользящий контакт как минимум одного из вытеснителей с каждой из разделительных перемычек, улучшается изоляция между полостями всасывания и нагнетания насоса. Кроме того, деформации корпуса насоса, которые возникают при высоких рабочих давлениях, меньше сказываются на степени изоляции между полостями всасывания и нагнетания насоса. Так, для отделения полости всасывания от полости нагнетания насоса разделительная перемычка, которая расположена ближе к дну кольцевого паза, может и не взаимодействовать с дном этого кольцевого паза, утечки рабочего тела по торцу этой разделительной перемычки гораздо меньше зависят от осевых колебаний ротора и от изменения расстояния между торцом этой перемычки и дном кольцевого паза (которые возникают вследствие тепловых расширений деталей насоса и их износа), так как при этом сохраняется скользящий контакт вытеснителей с торцом данной разделительной перемычки, обеспечивающий отделение полостей всасывания и нагнетания. Более того, применение в насосе механизма, задающего осевое взаиморасположение вытеснителей, который всегда обеспечивает скользящий контакт как минимум одного из вытеснителей с каждой из разделительных перемычек, позволяет оставлять практически любой зазор между торцом этой разделительной перемычки и дном кольцевого паза, поверхностями которого ограничена рабочая камера насоса. Вследствие этого снижаются требования к точности изготовления и фиксации в осевом направлении ротора и разделительной перемычки, которая расположена ближе к ротору. И, в частности, снижаются требования к точности изготовления дна кольцевого паза и торца этой разделительной перемычки, которые могут находиться и не в параллельных друг с другом плоскостях, и осевое сечение разделительной перемычки может и не совпадать с сечением кольцевого паза, в котором она находится. Due to the fact that the mechanism specifying the axial relative position of the displacers is designed in such a way that always provides a sliding contact of at least one of the displacers with each of the dividing jumpers, the insulation between the suction and discharge cavities of the pump is improved. In addition, deformations of the pump casing that occur at high operating pressures less affect the degree of isolation between the suction and discharge cavities of the pump. So, to separate the suction cavity from the pump discharge cavity, the dividing jumper, which is located closer to the bottom of the annular groove, may not interact with the bottom of this annular groove, the leakage of the working fluid at the end of this dividing jumper is much less dependent on the axial vibrations of the rotor and on the change in distance between the end of this jumper and the bottom of the annular groove (which arise due to thermal expansion of the pump parts and their wear), since the sliding contact of the displacers with the end face is given second dividing bridge providing separation suction and discharge cavities. Moreover, the use of a mechanism in the pump that determines the axial relative position of the displacers, which always ensures the sliding contact of at least one of the displacers with each of the dividing jumpers, allows you to leave almost any gap between the end of this dividing jumper and the bottom of the annular groove, the surfaces of which the pump working chamber is limited to . As a result, the requirements for precision manufacturing and fixing in the axial direction of the rotor and the separation bridge, which is located closer to the rotor, are reduced. And, in particular, the requirements for the accuracy of manufacturing the bottom of the annular groove and the end of this dividing bridge, which may not be in planes parallel to each other, and the axial section of the dividing bridge may not coincide with the section of the ring groove in which it is reduced, are reduced.

Применив механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей, который всегда обеспечивает скользящий контакт как минимум одного из вытеснителей с каждой из разделительных перемычек, и выполнив при этом хотя бы одну разделительную перемычку в виде регулировочного элемента, установленного с возможностью перемещения вдоль оси вращения ротора, производительность насоса можно регулировать. Установив разделительную перемычку, торец которой расположен ближе к дну кольцевого паза, с возможностью перемещения вдоль оси вращения ротора и кинематически связав ее с механизмом, задающим осевое взаиморасположение вытеснителей, можно не только изменять подачу на один оборот насоса, но и менять направление подачи рабочего тела (так как уплотнение по ее торцу не пропадает за счет того, что механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей, обеспечивает скользящий контакт с ней вытеснителей, который и обеспечивает отделение полости всасывания от полости нагнетания). Applying a mechanism that sets the axial relative position of the displacers, which always ensures the sliding contact of at least one of the displacers with each of the dividing jumpers, and having performed at least one dividing jumper in the form of an adjusting element mounted with the possibility of movement along the axis of rotation of the rotor, the pump performance can be to regulate. By installing a dividing jumper, the end of which is located closer to the bottom of the annular groove, with the possibility of moving along the axis of rotation of the rotor and kinematically connecting it with a mechanism that sets the axial relative position of the displacers, you can not only change the flow by one revolution of the pump, but also change the flow direction of the working fluid ( since the seal at its end does not disappear due to the fact that the mechanism specifying the axial relative position of the displacers provides sliding contact with the displacers, which ensures separation Lost suction cavity from pumping).

Это существенное отличие от регулируемого насоса, который взят у нас в качестве аналога и где подвижной в осевом направлении разделительной перемычкой, торец которой находится в удалении от торца ротора (и которая там названа регулировочным элементом), можно только изменять подачу насоса на один оборот, без изменения направления потока рабочего тела. This is a significant difference from an adjustable pump, which is taken from us as an analogue and where an axially movable dividing jumper, the end of which is located far from the end of the rotor (and which is called the adjusting element there), you can only change the pump flow by one revolution, without changes in the direction of flow of the working fluid.

Следует отметить, что в регулируемом насосе (который приводится у нас в качестве аналога) другой разделительной перемычкой, названной в аналоговой заявке перегородкой, регулировать подачу насоса нельзя даже в том случае, если сделать ее подвижной в осевом направлении, поскольку только наличие скользящего контакта между ней и ротором приводит к отделению полости всасывания от полости нагнетания. Таким образом, без использования в этом насосе механизма, который бы задавал взаиморасположение вытеснителей таким образом, чтобы им всегда обеспечивался скользящий контакт с каждой разделительной перемычкой как минимум одного вытеснителя, при отодвигании этой разделительной перемычки от ротора полости всасывания и нагнетания соединятся между собой, что сделает насос неработоспособным. It should be noted that in an adjustable pump (which is given as an analogue with us) by another dividing jumper, called a baffle in the analog application, it is impossible to regulate the pump flow even if it is made movable in the axial direction, since there is only a sliding contact between it and the rotor leads to the separation of the suction cavity from the discharge cavity. Thus, without the use of a mechanism in this pump that sets the displacers relative position so that they always provide sliding contact with each dividing jumper of at least one displacer, when this dividing jumper is moved away from the rotor of the suction and discharge cavities, they will be interconnected, which will make the pump is inoperative.

Более того, в насосах заявляемой конструкции, в которых применен механизм, всегда обеспечивающий скользящий контакт как минимум одного из вытеснителей с каждой из разделительных перемычек, производительность насоса можно регулировать любой из разделительных перемычек, если выполнить их в виде подвижных в осевом направлении регулировочных элементов. Причем насос можно регулировать как каждой разделительной перемычкой в отдельности, так и обеими вместе, установив их с возможностью перемещения вдоль оси вращения ротора и соответствующим образом связав с механизмом, задающим осевое взаиморасположение вытеснителей. При этом, если одновременно регулировать производительность насоса при помощи обеих разделительных перемычек, то примерно в два раза можно повысить скорость регулирования производительности насоса и также увеличить скорость изменения направления подачи насоса. Moreover, in pumps of the claimed design, in which a mechanism is always used that ensures the sliding contact of at least one of the displacers with each of the dividing jumpers, the pump performance can be controlled by any of the dividing jumpers if they are made in the form of axial-moving adjusting elements. Moreover, the pump can be controlled as each dividing jumper individually, or both together, setting them with the ability to move along the axis of rotation of the rotor and correspondingly connecting with a mechanism that sets the axial relative position of the displacers. At the same time, if you simultaneously adjust the pump performance using both dividing jumpers, then you can approximately double the speed of regulation of the pump performance and also increase the speed of changing the direction of pump flow.

Совокупность всех вышеперечисленных признаков, введенных в состав насоса, приводит к увеличению объемного кпд и ресурса работы насоса, упрощению технологии изготовления насоса с заданными допусками и размерами (в частности дна кольцевого паза), а также к существенному повышению стойкости насоса к гидроударам и резким повышениям давления, расширяются функциональные возможности (изменение направления подачи). The combination of all of the above characteristics introduced into the pump leads to an increase in volumetric efficiency and pump life, simplification of the manufacturing technology of the pump with specified tolerances and dimensions (in particular, the bottom of the annular groove), as well as a significant increase in the resistance of the pump to water hammer and sharp pressure increases , expanding functionality (changing the flow direction).

Подобно насосам других типов, данный насос может быть сконструирован многокамерным и иметь несколько рабочих циклов вытеснителей за один оборот ротора, а также с каждого торца ротора иметь по несколько кольцевых пазов, в которых размещены рабочие камеры, которые могут в зависимости от условий работы насоса соединяться между собой нужным образом. Like other types of pumps, this pump can be designed multi-chamber and have several working cycles of displacers per revolution of the rotor, and also have several annular grooves at each end of the rotor, in which working chambers are located, which, depending on the pump operating conditions, can be connected between in the right way.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - продольный разрез насоса;
фиг.2 - фрагмент ротора с вытеснителем;
фиг.3 - боковая развертка ротора.The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:
figure 1 is a longitudinal section of a pump;
figure 2 is a fragment of a rotor with a displacer;
figure 3 is a side scan of the rotor.

Насос по фиг.1 содержит корпус 1, включающий в себя корпусные крышки 2 и 3. В корпусе 1 установлен насаженный на вал 4 ротор 5. В роторе 5 выполнены отверстия 6, в которых размещены с возможностью движения вдоль его оси вращения вытеснители 7. В торце ротора 5, находящегося напротив корпусной крышки 2, выполнен кольцевой цилиндрический паз (поз.8 по фиг.2), ограничивающий в радиальном направлении рабочую камеру и соответственно полость всасывания (поз. 9 по фиг.3) и полость нагнетания (поз.10 по фиг.3) насоса (полость всасывания 9 сообщается с впускным отверстием насоса, а полость нагнетания 10 сообщается с выпускным отверстием насоса, которые на чертежах не показаны, чтобы не усложнять чертежи.) Отверстия 6, в которых размещены вытеснители 7, выполнены в роторе 5 таким образом, что проходят через дно (поз. 11 по фиг.2) кольцевого цилиндрического паза (поз.8 по фиг.2), выходят в него и образуют выемки 12 на его внутренних цилиндрических поверхностях. Другими словами, кольцевой цилиндрический паз 8 выполнен в торце ротора 5 таким образом, что проходит через отверстия 6 ротора 5, в которых размещены вытеснители 7, при этом ширина кольцевого цилиндрического паза 8 в радиальном направлении меньше ширины вытеснителей 7. В представленном на чертежах варианте исполнения насоса отверстия 6 доходят до торца ротора 5 и образуют выемки 12 на внутренних цилиндрических поверхностях кольцевого паза 8 на всей его глубине, но в других вариантах исполнения насоса они могут и не доходить до торца ротора 5 на некоторое расстояние. Насос содержит закрепленные на корпусной крышке разделительные перемычки 13 и 14, с которыми взаимодействуют вытеснители 7. В общем случае реализации изобретения эти разделительные перемычки (13 и 14) могут составлять с этой корпусной крышкой 2 единую деталь. The pump of FIG. 1 comprises a housing 1, including housing covers 2 and 3. In the housing 1, a rotor 5 is mounted on the shaft 4. The rotor 5 has holes 6 in which displacers 7 are placed with the possibility of movement along its axis of rotation. the end face of the rotor 5, opposite the housing cover 2, has an annular cylindrical groove (pos. 8 in Fig. 2), limiting in the radial direction the working chamber and, accordingly, the suction cavity (pos. 9 in Fig. 3) and the discharge cavity (pos. 10 figure 3) of the pump (suction cavity 9 communicates with the inlet pump, and the discharge cavity 10 communicates with the pump outlet, which are not shown in the drawings, so as not to complicate the drawings.) The holes 6, in which the displacers 7 are placed, are made in the rotor 5 in such a way that they pass through the bottom (pos. 11 figure 2) an annular cylindrical groove (pos. 8 in figure 2), go into it and form a recess 12 on its inner cylindrical surfaces. In other words, the annular cylindrical groove 8 is made in the end face of the rotor 5 in such a way that it passes through the holes 6 of the rotor 5 in which the displacers 7 are placed, while the width of the annular cylindrical groove 8 in the radial direction is less than the width of the displacers 7. In the embodiment shown in the drawings holes 6 of the pump reach the end of the rotor 5 and form a recess 12 on the inner cylindrical surfaces of the annular groove 8 at its entire depth, but in other versions of the pump they may not reach the end of the rotor 5 at ome distance. The pump contains dividing jumpers 13 and 14 fixed to the housing cover, with which displacers 7 interact. In the general case of the invention, these dividing jumpers (13 and 14) can constitute a single part with this housing cover 2.

Насос содержит механизм, задающий осевое взаиморасположение вытеснителей 7 в отверстиях 6 ротора 5. Этот механизм выполнен таким образом, что обеспечивает скользящий контакт как минимум одного вытеснителя 7 с разделительной перемычкой 13 и как минимум одного вытеснителя 7 с разделительной перемычкой 14. The pump contains a mechanism that defines the axial relative position of the displacers 7 in the holes 6 of the rotor 5. This mechanism is designed in such a way that provides sliding contact of at least one displacer 7 with a separation jumper 13 and at least one displacer 7 with a separation jumper 14.

Функция обеспечения скользящего контакта как минимум одного вытеснителя с разделительными перемычками (13 и 14), при котором происходит отделение полости всасывания 9 от полости нагнетания 10 насоса, может быть реализована самыми различными способами и устройствами (реализация которых широко известна из существующего уровня техники и не представляет особого труда). Для этой цели в насосе могут применяться устройства, которые задают осевое взаиморасположение вытеснителей 7 в роторе 5 посредством электропривода (например, каждый вытеснитель 7 может быть связан с соленоидом, который в нужный момент придвигает вытеснители 7 к разделительным перемычкам 13 и 14); а также устройства, использующие для взаиморасположения вытеснителей 7 гидравлические или пневматические эффекты, а также различные виды кулачковых механизмов. В качестве конкретного примера реализации такого устройства у нас выбран кулачковый механизм, который включает в себя два полых цилиндра 15 и 16, на внутренней поверхности которых выполнено соответственно по замкнутому криволинейному пазу 17 и 18, кривизна которых определяет осевое взаиморасположение вытеснителей 7. Кроме того, каждый вытеснитель 7 снабжен толкателем 19. Эти толкатели 19 входят в один из замкнутых криволинейных пазов, в паз 17 или паз 18, и находятся с ними в скользящем контакте. Причем толкатели 19 двух ближайших вытеснителей 7 входят в различные замкнутые криволинейные пазы. Один из этих толкателей 19 входит в паз 17, а другой входит в паз 18, и вытеснители 7 таким образом можно разбить на две группы. Толкатели 19 одной группы вытеснителей 7 входят в паз 17 цилиндра 15, а толкатели 19 другой группы вытеснителей 7 входят в паз 18 полого цилиндра 16. Замкнутый криволинейный паз 17 полого цилиндра 15 выполнен таким образом, что как минимум один из группы вытеснителей 7, толкатели 19 которых находятся в этом пазу 17 полого цилиндра 15, контактирует с торцом разделительной перемычки 13, в то время как замкнутый криволинейный паз 18 полого цилиндра 16 выполнен таким образом, что как минимум один из группы вытеснителей 7, толкатели 19 которых находятся в этом пазу 18 полого цилиндра 16, контактирует с торцом разделительной перемычки 14. The function of providing a sliding contact of at least one displacer with dividing jumpers (13 and 14), in which the suction cavity 9 is separated from the discharge cavity 10 of the pump, can be implemented in a variety of ways and devices (the implementation of which is widely known from the existing prior art and does not represent special labor). For this purpose, devices that specify the axial relative position of the displacers 7 in the rotor 5 by means of an electric drive can be used (for example, each displacer 7 can be connected to a solenoid, which at the right time moves the displacers 7 to the dividing jumpers 13 and 14); as well as devices that use hydraulic or pneumatic effects, as well as various types of cam mechanisms to relocate displacers 7. As a specific example of the implementation of such a device, we have chosen a cam mechanism, which includes two hollow cylinders 15 and 16, on the inner surface of which is made according to a closed curved groove 17 and 18, the curvature of which determines the axial relative position of the displacers 7. In addition, each the displacer 7 is equipped with a pusher 19. These pushers 19 are included in one of the closed curved grooves, in the groove 17 or groove 18, and are in sliding contact with them. Moreover, the pushers 19 of the two nearest displacers 7 are included in various closed curved grooves. One of these pushers 19 enters into the groove 17, and the other enters into the groove 18, and the displacers 7 can thus be divided into two groups. The pushers 19 of one group of displacers 7 enter the groove 17 of the cylinder 15, and the pushers 19 of the other group of displacers 7 enter the groove 18 of the hollow cylinder 16. The closed curved groove 17 of the hollow cylinder 15 is designed so that at least one of the group of displacers 7, pushers 19 which are in this groove 17 of the hollow cylinder 15, is in contact with the end of the dividing bridge 13, while the closed curved groove 18 of the hollow cylinder 16 is made in such a way that at least one of the group of displacers 7, the pushers 19 of which are in this groove 18 the hollow cylinder 16 in contact with the end of the separating webs 14.

Насос содержит также средства, соединяющие между собой полости, находящиеся по разные стороны от противолежащих в осевом направлении торцов каждого вытеснителя 7. В данном конкретном варианте исполнения насоса эти средства реализованы в виде каналов, которые выполнены в каждом вытеснителе 7 таким образом, что эти каналы соединяют полости, находящиеся по разные стороны от противолежащих в осевом направлении торцов вытеснителей 7. Эти каналы на чертеже не показаны, чтобы не усложнять чертеж. Однако в общем случае средства, соединяющие между собой полости, находящиеся по разные стороны от противолежащих в осевом направлении торцов вытеснителей 7, могут быть реализованы и другими способами, например, при помощи опорно-распределительного диска, который подробно описан в ближайшем аналоге изобретения (или совокупности этих и других средств аналогичного назначения). The pump also contains means connecting cavities located on opposite sides of the axially opposite ends of each displacer 7. In this particular embodiment of the pump, these means are implemented in the form of channels that are made in each displacer 7 in such a way that these channels connect cavities located on opposite sides of the axially opposite ends of the displacers 7. These channels are not shown in the drawing, so as not to complicate the drawing. However, in the General case, the means connecting the cavities located on opposite sides of the axially opposite ends of the displacers 7 can be implemented in other ways, for example, using a support and distribution disk, which is described in detail in the closest analogue of the invention (or the combination these and other means of similar purpose).

На фиг. 2 изображен ротор 5 в аксонометрии, с вырезом и одним вытеснителем 7 с толкателем 19 с целью наглядной демонстрации кольцевого цилиндрического паза 8, который ограничивает рабочую камеру насоса в радиальном направлении, его дна 11 и выемок 12 на его внутренних поверхностях. In FIG. 2 shows a rotor 5 in a perspective view, with a notch and one displacer 7 with a pusher 19 for the purpose of demonstrating an annular cylindrical groove 8, which limits the working chamber of the pump in the radial direction, its bottom 11 and recesses 12 on its inner surfaces.

Насос работает следующим образом. The pump operates as follows.

После запуска насоса при вращении ротора 5 толкатели 19, размещенные в замкнутом криволинейном пазу 17 полого цилиндра 15, начинают скользить по его криволинейной поверхности и совершать вдоль оси вращения ротора 5 возвратно-поступательные движения, которые передаются вытеснителям 7, каковые, в свою очередь, снабжены этими толкателями 19. Криволинейный паз 17 полого цилиндра 15 выполнен таким образом, что движение каждого вытеснителя 7, толкатели 19 которого расположены в этом пазу 17, за один оборот ротора 5 характеризуется следующим циклом: вытеснитель 7, находящийся в начальный момент времени в скользящем контакте с торцом разделительной перемычки 13 (торец разделительной перемычки 13 расположен дальше от дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8, чем торец разделительной перемычки 14) начинает скользить по ее торцу и отделяет при этом полость всасывания 9 от полости нагнетания 10 насоса. Далее, при вращении ротора 5 в какой-то момент времени вытеснитель 7 начинает вдвигаться в ротор 5 из полости кольцевого цилиндрического паза 8 и перестает отделять полость всасывания 9 от полости нагнетания 10, то есть теряет скользящий контакт с разделительной перемычкой 13. Но именно в этот момент времени следующий за ним вытеснитель 7, толкатель 19 которого так же находится в этом криволинейном пазу 17, начинает касаться своим торцом торца этой разделительной перемычки 13 и тем самым начинает отделять полость всасывания 9 от полости нагнетания 10 насоса. В этот момент времени с торцом разделительной перемычки 13 взаимодействуют два вытеснителя 7 одновременно. Рабочая среда, находящаяся между этими вытеснителями 7 и также находящаяся в отверстиях 6, в которых эти вытеснители 7 размещены, при вращении ротора 5 начинает переносится в полость нагнетания 10 насоса, к которой при вращении ротора приближаются эти вытеснители 7. При дальнейшем вращении ротора 5 вытеснитель 7 обходит разделительную перемычку 14, не касаясь ее, и вновь начинает приближаться к разделительной перемычке 13. Затем в какой то момент времени вытеснитель 7 вновь касается своим торцом торца разделительной перемычки 13 и начинает при скольжении по этому торцу отделять полость всасывания 9 от полости нагнетания 10, как и в начальный момент времени. Далее цикл повторяется аналогичным образом. After starting the pump during rotation of the rotor 5, the pushers 19, placed in a closed curved groove 17 of the hollow cylinder 15, begin to slide along its curved surface and make reciprocating movements along the axis of rotation of the rotor 5, which are transmitted to the displacers 7, which, in turn, are equipped with these pushers 19. The curved groove 17 of the hollow cylinder 15 is made in such a way that the movement of each displacer 7, the pushers 19 of which are located in this groove 17, for one revolution of the rotor 5 is characterized by the following cycle: carrier 7, which at the initial moment of time is in sliding contact with the end of the dividing bridge 13 (the end of the dividing bridge 13 is located further from the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8 than the end of the dividing bridge 14) begins to slide along its end and separates the suction cavity 9 from discharge cavity 10 of the pump. Further, when the rotor 5 rotates at some point in time, the displacer 7 begins to move into the rotor 5 from the cavity of the annular cylindrical groove 8 and ceases to separate the suction cavity 9 from the discharge cavity 10, that is, it loses its sliding contact with the dividing jumper 13. But it is precisely at this the moment of time following displacer 7, the pusher 19 of which is also located in this curved groove 17, begins to touch the end face of this dividing jumper 13 and thereby begins to separate the suction cavity 9 from the discharge cavity 10 pump. At this point in time, two displacers 7 simultaneously interact with the end face of the separation jumper 13. The working medium located between these displacers 7 and also located in the openings 6 in which these displacers 7 are placed, when the rotor 5 rotates, begins to be transferred to the pumping cavity 10 of the pump, to which these displacers approach when the rotor rotates 7. With a further rotation of the rotor 5, the displacer 7 bypasses the dividing jumper 14 without touching it, and again begins to approach the dividing jumper 13. Then, at some point in time, the displacer 7 again touches the end of the dividing jumper 13 with its end and starts at In this end, to separate the suction cavity 9 from the injection cavity 10, as at the initial time. Next, the cycle repeats in a similar way.

Размещенные в замкнутом криволинейном пазу 18 полого цилиндра 16 толкатели 19 оставшейся группы вытеснителей 7 также при вращении ротора 5 начинают скользить по криволинейной поверхности паза 18 и совершать вдоль оси вращения ротора 5 возвратно-поступательные движения, которые передаются этой группе вытеснителей 7. Паз 18 выполнен таким образом, что движение каждого вытеснителя 7, толкатели 19 которого расположены в этом пазу 18, за один оборот ротора 5 характеризуется следующим циклом: вытеснитель 7, находящийся в начальный момент времени в скользящем контакте с торцом разделительной перемычки 14, начинает скользить по ее торцу и отделяет при этом полость нагнетания 10 от полости всасывания 9 насоса (торец этой разделительной перемычки 14 расположен ближе ко дну 11 кольцевого цилиндрического паза 8, чем торец разделительной перемычки 13, но до дна 11 не доходит на некоторое расстояние, однако в общем случае реализации изобретения (как и в примере насоса, который выбран в качестве аналога) может и касаться дна 11 этого кольцевого цилиндрического паза 8, улучшая тем самым уплотнение между полостью нагнетания 10 и полостью всасывания 9 насоса). The pushers 19 of the remaining group of displacers 7 located in the closed curved groove 18 of the hollow cylinder 16 also during rotation of the rotor 5 also begin to slide along the curved surface of the groove 18 and make reciprocating movements along the axis of rotation of the rotor 5, which are transmitted to this group of displacers 7. The groove 18 is made so that the movement of each displacer 7, the pushers 19 of which are located in this groove 18, for one revolution of the rotor 5 is characterized by the following cycle: displacer 7, which is at the initial time in the chip contact with the end face of the dividing jumper 14, begins to slide along its end and separates the discharge cavity 10 from the suction cavity 9 of the pump (the end of this dividing jumper 14 is located closer to the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8 than the end of the dividing jumper 13, but to the bottom 11 does not reach a certain distance, however, in the general case of the invention (as in the example of the pump, which is selected as an analogue), it can also touch the bottom 11 of this annular cylindrical groove 8, thereby improving the seal between discharge cavity 10 and suction cavity 9 of the pump).

Далее, при вращении ротора в какой-то момент времени вытеснитель 7 начинает вдвигаться в ротор 5 из полости кольцевого цилиндрического паза 8 и перестает отделять полость нагнетания 10 от полости всасывания 9 (то есть теряет контакт с разделительной перемычкой 14). Но именно в этот момент времени следующий за ним вытеснитель 7, толкатель 19 которого так же находится в этом криволинейном пазу 18, начинает касаться своим торцом торца этой разделительной перемычки 14 и тем самым начинает отделять полость нагнетания 10 от полости всасывания 9 насоса. В этот момент времени с торцом разделительной перемычки 14 взаимодействуют два вытеснителя 7. Рабочая среда, находящаяся между этими вытеснителями 7 и также находящаяся в отверстиях 6, в которых эти вытеснители 7 размещены, при вращении ротора 5 начинает переносится в полость всасывания 9 насоса, к которой при вращении ротора 5 приближаются эти вытеснители 7. При дальнейшем вращении ротора 5 вытеснитель 7 обходит разделительную перемычку 13, не касаясь ее, и вновь начинает приближаться к разделительной перемычке 14. Затем в какой то момент времени вытеснитель 7 вновь касается своим торцом торца разделительной перемычки 14 и начинает при скольжении по этому торцу отделять полость нагнетания 10 от полости всасывания 9, как и в начальный момент времени. Далее цикл повторяется аналогичным образом. Further, when the rotor rotates at some point in time, the displacer 7 begins to move into the rotor 5 from the cavity of the annular cylindrical groove 8 and ceases to separate the injection cavity 10 from the suction cavity 9 (that is, it loses contact with the separation jumper 14). But precisely at this point in time, the next displacer 7, the pusher 19 of which is also located in this curved groove 18, begins to touch the end face of this dividing jumper 14 and thereby begins to separate the discharge cavity 10 from the suction cavity 9 of the pump. At this point in time, two displacers 7 interact with the end face of the dividing jumper 14. The working medium located between these displacers 7 and also located in the openings 6 in which these displacers 7 are placed, when the rotor 5 rotates, starts to be transferred to the suction cavity 9 of the pump, to which when the rotor 5 rotates, these displacers 7 approach. With a further rotation of the rotor 5, the displacer 7 bypasses the dividing jumper 13 without touching it, and again starts to approach the dividing jumper 14. Then, at some point in time displacer 7 again concerns its end face end of the separation bridge 14 and starts sliding on the end 10 to separate the discharge cavity from the suction cavity 9, as in the initial time. Next, the cycle repeats in a similar way.

В следствии того, что торцы разделительных перемычек 13 и 14 находятся на разном удалении от дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8, в полость нагнетания 10 и в полость всасывания 9 переносится разный объем рабочей среды, за счет чего и возникает эффект нагнетания. Процесс переноса рабочего тела из полости всасывания 9 в полость нагнетания 10 полностью идентичен процессу переноса рабочего тела в насосах, которые приведены у нас в качестве аналогов и в которых перегородкой названа разделительная перемычка, торец которой находится в максимально приближенном положении к торцевой поверхности ротора и, в частности, находится с ротором в скользящем контакте, благодаря которому и происходит в этих насосах отделение полости всасывания от полости нагнетания. Но в отличие от насосов, которые приведены у нас в качестве аналогов, в заявляемом насосе отделение полости нагнетания 10 от полости всасывания 9 разделительной перемычкой 14 осуществляется взаимодействием ее с вытеснителями 7 и не пропадает при изменении ее осевого положения относительно ротора 5. Due to the fact that the ends of the dividing jumpers 13 and 14 are located at different distances from the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8, a different volume of the working medium is transferred to the injection cavity 10 and to the suction cavity 9, due to which the injection effect occurs. The process of transferring the working fluid from the suction cavity 9 to the injection cavity 10 is completely identical to the process of transferring the working fluid in the pumps, which are given here as analogues and in which the dividing jumper is called the partition, the end of which is located in the most approximate position to the end surface of the rotor and, in in particular, it is in the sliding contact with the rotor, due to which separation of the suction cavity from the discharge cavity occurs in these pumps. But unlike the pumps that are given here as analogues, in the inventive pump, the separation of the injection cavity 10 from the suction cavity 9 by the dividing jumper 14 is carried out by its interaction with displacers 7 and does not disappear when its axial position relative to the rotor 5 is changed.

Рабочая полость, в которую вносится больший объем рабочего тела, становится полостью нагнетания, а та, в которую вносится меньший объем, становится полостью всасывания. Таким образом, подача насоса на один оборот определяется разностью этих переносимых объемов, которая, в свою очередь, зависит от разницы расстояний от торцов разделительных перемычек 13 и 14 до дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8. The working cavity into which a larger volume of the working fluid is introduced becomes the injection cavity, and the one into which the smaller volume is introduced becomes the suction cavity. Thus, the pump flow per revolution is determined by the difference of these transferred volumes, which, in turn, depends on the difference in the distances from the ends of the dividing jumpers 13 and 14 to the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8.

Выполнив разделительную перемычку 14 в виде подвижного в осевом направлении регулировочного элемента и связав ее тягой (на чертежах не показана, чтобы не усложнять чертежи) с полым цилиндром 16, в котором выполнен замкнутый криволинейный паз 18, а также установив этот полый цилиндр 16 с возможностью движения в осевом направлении, можно перемещать разделительную перемычку 14 вдоль оси вращения ротора 5 с сохранением между ней и взаимодействующими с ней вытеснителями 7 скользящего контакта. Двигая тягой разделительную перемычку 14 в осевом направлении, можно изменять расстояние от ее торца до дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8, что, в свою очередь, меняет производительность насоса. Более того, можно не только менять производительность насоса, но и менять направление его подачи без изменения направления вращения ротора 5. При перемещении разделительной перемычки 14 в сторону дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8 подача насоса увеличивается, так как увеличивается разница расстояний от торцов разделительных перемычек 13 и 14 до дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8. В момент касания торцом этой разделительной перемычки 14 дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8, производительность насоса будет максимальной (в этом направлении подачи рабочего тела). При перемещении разделительной перемычки 14 в противоположную сторону подача насоса уменьшается. В момент, когда торец разделительной перемычки 14 будет находиться на таком же расстоянии от дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8, что и торец разделительной перемычки 13, подача насоса будет нулевой. Далее, по мере удаления разделительной перемычки 14 от дна кольцевого цилиндрического паза 8, производительность насоса начнет возрастать, но направление подачи насоса изменится на противоположное, а полость всасывания 9 поменяется с полостью нагнетания 10 своими функциями. Having made the dividing jumper 14 in the form of an axially movable adjusting element and connecting it with a thrust (not shown in the drawings so as not to complicate the drawings) with a hollow cylinder 16 in which a closed curved groove 18 is made, and also installing this hollow cylinder 16 with the possibility of movement in the axial direction, you can move the separation jumper 14 along the axis of rotation of the rotor 5 while maintaining a sliding contact between it and the displacers 7 interacting with it. Moving the dividing jumper 14 in the axial direction by pulling, you can change the distance from its end to the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8, which, in turn, changes the pump performance. Moreover, you can not only change the pump performance, but also change the direction of its supply without changing the direction of rotation of the rotor 5. When moving the separation jumper 14 towards the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8, the pump flow increases, since the difference in the distances from the ends of the separation jumpers 13 and 14 to the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8. At the moment the butt ends touch this dividing jumper 14 of the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8, the pump capacity will be maximum (in this case alignment of the supply of the working fluid). When moving the separation jumper 14 in the opposite direction, the pump flow decreases. At the moment when the end of the dividing jumper 14 will be at the same distance from the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8 as the end of the dividing jumper 13, the pump flow will be zero. Further, as the separation jumper 14 moves away from the bottom of the annular cylindrical groove 8, the pump capacity will begin to increase, but the pump supply direction will change to the opposite, and the suction cavity 9 will change with the discharge cavity 10 with its functions.

Выполнив разделительную перемычку 13 в виде подвижного в осевом направлении регулировочного элемента и связав ее тягой с полым цилиндром 15, в котором выполнен замкнутый криволинейный паз 17, а также установив этот полый цилиндр 15 с возможностью движения в осевом направлении, можно перемещать разделительную перемычку 13 вдоль оси вращения ротора с сохранением между ней и взаимодействующими с ней вытеснителями 7 скользящего контакта. Двигая тягой (которая на чертежах не показана, чтобы не усложнять чертежи) разделительную перемычку 13 в осевом направлении, можно изменять расстояние от ее торца до дна 11 кольцевого цилиндрического паза 8, что, в свою очередь, тоже меняет производительность насоса. Having made the dividing jumper 13 in the form of an axially movable adjusting element and connecting it with a thrust to the hollow cylinder 15 in which the closed curved groove 17 is made, and also installing this hollow cylinder 15 with the possibility of movement in the axial direction, the dividing jumper 13 can be moved along the axis rotation of the rotor while maintaining between it and the interacting displacers 7 sliding contact. Moving the thrust (which is not shown in the drawings so as not to complicate the drawings) the jumper 13 in the axial direction, you can change the distance from its end to the bottom 11 of the annular cylindrical groove 8, which, in turn, also changes the performance of the pump.

В зависимости от условий работы насоса его производительность можно регулировать как каждой разделительной перемычкой 13 и 14 в отдельности, так и обеими разделительными перемычками 13 и 14 одновременно, двигая их вдоль оси вращения ротора 5. Тем самым повышается скорость регулирования и изменения направления подачи насоса. Depending on the operating conditions of the pump, its performance can be controlled both by each dividing jumper 13 and 14 separately, and by both dividing jumper 13 and 14 at the same time, moving them along the axis of rotation of the rotor 5. This increases the speed of regulation and changes in the direction of delivery of the pump.

Claims

1. A reversible pump containing a stator, a rotor with holes in which displacers are arranged to move along its axis of rotation, a mechanism that sets the axial relative position of the displacers, a working chamber including a suction cavity and a discharge cavity, at least two dividing jumpers, means connecting interconnected cavities located on opposite sides from axially opposite ends of the displacers, characterized in that the working chamber is limited by the surfaces of the annular groove made at the end of the rotor and passing through the rotor holes in which the displacers are placed, these holes form recesses on the surfaces of the annular groove when they intersect with it, in addition, the mechanism specifying the axial relative position of the displacers is made to ensure sliding contact with each dividing jumper always as at least one propellant.

2. The pump according to claim 1, characterized in that at least one dividing jumper is made in the form of an adjustment element, which is installed with the possibility of movement along the axis of rotation of the rotor.

3. The pump according to claim 1 or 2, characterized in that all the dividing jumpers are installed with the possibility of movement along the axis of rotation of the rotor.