RU2227228C2

RU2227228C2 - Variable-capacity guided-vane pump

Info

Publication number: RU2227228C2
Application number: RU2002117095/06A
Authority: RU
Inventors: А.Т. Осинин
Original assignee: Осинин Александр Трофимович
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-04-20

Abstract

FIELD: hydraulic drives for metal-cutting machines. SUBSTANCE: proposed variable-capacity guided-vane pump has housing with stator located in bore for motion in perpendicular direction relative to shaft axis, rotor mounted on this shaft with two or more vanes, as well as delivery and suction chambers. Radial holes are provided between vanes and control mechanism ensures several different positions of housing and stator at constant position of rotor. Pump is provided with gear wheels and gears for synchronous rotation of stator and rotor. Mounted inside radial holes are valves for inlet of working fluid from inner cavity of rotor shaft; mounted in stator opposite radial holes of rotor are valves for outlet of working fluid. EFFECT: enhanced efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пластинчатым машинам, и может найти применение в гидроприводах металлорежущих станков и других машинах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to plate machines, and may find application in hydraulic drives of metal cutting machines and other machines.

Известен регулируемый пластинчатый насос, принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус, в расточке которого помещен статор с возможностью перемещения перпендикулярно оси вала, установленный на последнем ротор с двумя или большим количеством пластин, полости нагнетания и всасывания, между пластинами выполнены радиальные отверстия, а механизм регулирования устанавливает несколько различных положений корпуса и статора при неизменном положении ротора (см. US 2658456 A, 10.11.1953, Н.кл. 418/26).Known adjustable vane pump, adopted as the closest analogue, containing a housing in the bore of which is placed a stator with the ability to move perpendicular to the axis of the shaft, mounted on the last rotor with two or more plates, discharge and suction cavities, radial holes are made between the plates, and the mechanism regulation establishes several different positions of the housing and the stator with the rotor position unchanged (see US 2658456 A, 10.11.1953, N.cl. 418/26).

Однако при работе насоса возможны случаи затруднения регулирования, повышенное трение и заклинивание ротора с пластинами внутри статора.However, when the pump is operating, there may be cases of regulation difficulties, increased friction and jamming of the rotor with the plates inside the stator.

Изобретение направлено на решение задачи упрощения процесса регулирования, уменьшения износа за счет переключения в различные положения и вращения статора и ротора, а также повышения удобства и срока использования регулируемого пластинчатого насоса.The invention is aimed at solving the problem of simplifying the regulatory process, reducing wear by switching to different positions and rotations of the stator and rotor, as well as increasing the convenience and useful life of an adjustable vane pump.

Это достигается тем, что регулируемый пластинчатый насос, содержащий корпус, в расточке которого помещен статор с возможностью перемещения перпендикулярно оси вала, установленный на последнем ротор с двумя или большим количеством пластин, полости нагнетания и всасывания, между пластинами выполнены радиальные отверстия, а механизм регулирования устанавливает несколько различных положений корпуса и статора при неизменном положении ротора, снабжен зубчатыми колесами и шестернями, обеспечивающими синхронное вращение статора и ротора, внутри радиальных отверстий смонтированы клапаны для впуска рабочей жидкости из внутренней полости вала ротора, а напротив радиальных отверстий ротора в статоре установлены клапаны для выпуска рабочей жидкости.This is achieved by the fact that an adjustable vane pump containing a housing, in the bore of which a stator is placed with the ability to move perpendicular to the shaft axis, is mounted on the last rotor with two or more plates, the discharge and suction cavities, radial holes are made between the plates, and the regulation mechanism sets several different positions of the housing and the stator with the rotor position unchanged, equipped with gears and gears providing synchronous rotation of the stator and rotor, in inside the radial openings, valves are mounted for the inlet of the working fluid from the inner cavity of the rotor shaft, and opposite to the radial openings of the rotor in the stator there are valves for discharging the working fluid.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен регулируемый пластинчатый насос, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху и продольный разрез; на фиг.3 - (схематично) рабочая зона регулируемого пластинчатого насоса, нейтральное положение ; на фиг.4 - процесс работы регулируемого пластинчатого насоса.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows an adjustable vane pump, side view; figure 2 is the same, a top view and a longitudinal section; figure 3 - (schematically) the working area of an adjustable vane pump, neutral position; figure 4 - the process of the adjustable vane pump.

Регулируемый пластинчатый насос содержит корпус 1, статор 2 , ротор 3 и рычаг перемещения 4 статора. Корпус 1 состоит из цилиндра 5 и двух пластин 6 и 7, которые соединяются посредством болтов 8, втулок 9 и гаек 10. Пластины 6 и 7 имеют полированную поверхность, которая обеспечивает герметичное соединение и возможность перемещения цилиндра 5 относительно пластин 6 и 7. Цилиндр 5 с одной стороны имеет прилив для установки вала 11 и шестерни 12. Статор 2 выполнен в виде цилиндра, на внешней поверхности которого закреплено зубчатое колесо 13. Статор 2 имеет четыре клапана 14, которые обеспечивают выпуск рабочей жидкости при работе регулируемого пластинчатого насоса в зависимости от давления, создаваемого внутри статора и снаружи. Статор 2 устанавливается внутри цилиндра 5 корпуса 1 при помощи двух подшипников 15. Ротор 3 расположен внутри статора 2, имеет цилиндрическую форму и выполнен как одно целое вместе с валом 16, на котором установлено зубчатое колесо 17. Вал 16 имеет внутреннюю полость 18 для подачи рабочей жидкости в насос. На поверхности ротора выполнены радиальные пазы 19, в которых размещены разделительные пластины 20 (может быть две, три, четыре или более разделительных пластин). Между разделительными пластинами 20 образуются полости нагнетания и всасывания, поэтому здесь выполнены отверстия 21, соединяющие внутреннюю полость 18 с внешней поверхностью ротора, и клапаны 22, обеспечивающие впуск рабочей жидкости в процессе работы насоса. Конструктивно клапаны 22 ротора и клапаны 14 статора расположены друг против друга, что значительно упрощает конструкцию и гарантирует перепуск рабочей жидкости при любых ситуациях. Для выпуска рабочей жидкости из цилиндрической части 5 корпуса 1 предназначен патрубок 23. Шестерня 24 установлена на валу 11 и обеспечивает передачу вращения от вала 16 через зубчатое колесо 17 на статор 2, при этом вращение передается соответственно через шестерню 12 и зубчатое колесо 13. Такое конструктивное решение обеспечивает синхронность вращения статора 2 и ротора 3. Механизм регулирования включает рычаг перемещения 4 статора и исполнительный механизм в виде гидроцилиндра ( на чертеже не показан) или другого механизма. В качестве опоры насоса служат пластины 6 и 7, которые закрепляются на фундамент или раму конструкции. Перемещение цилиндрической части 5 корпуса 1 осуществляется совместно со статором 2. Статор может занимать нейтральное положение I, в этом случае никакой работы не производится, идет перемещение рабочей жидкости по замкнутому кругу. При расположении статора в положении II или

III (это крайнее верхнее и крайнее нижнее положение рычага перемещения 4) происходит изменение рабочих камер насоса и осуществляется его работа.The adjustable vane pump comprises a housing 1, a stator 2, a rotor 3 and a moving lever 4 of the stator. The housing 1 consists of a cylinder 5 and two

plates

6 and 7, which are connected by means of bolts 8, bushings 9 and nuts 10. The

plates

6 and 7 have a polished surface that provides a tight connection and the ability to move the cylinder 5 relative to the

plates

6 and 7. Cylinder 5 on the one hand, there is a tide for installing the shaft 11 and gear 12. The stator 2 is made in the form of a cylinder, on the outer surface of which a gear wheel 13 is fixed. The stator 2 has four valves 14, which provide the release of the working fluid during operation of the adjustable plate pump depending on the pressure generated inside the stator and outside. The stator 2 is installed inside the cylinder 5 of the housing 1 using two bearings 15. The rotor 3 is located inside the stator 2, has a cylindrical shape and is made integrally with the shaft 16, on which the gear wheel 17 is installed. The shaft 16 has an internal cavity 18 for supplying the working fluid into the pump. On the surface of the rotor, radial grooves 19 are made, in which separation plates 20 are placed (there may be two, three, four or more separation plates). Between the dividing plates 20, injection and suction cavities are formed, therefore, holes 21 are made here that connect the inner cavity 18 to the outer surface of the rotor, and valves 22 that allow the inlet of the working fluid during pump operation. Structurally, the rotor valves 22 and the stator valves 14 are located against each other, which greatly simplifies the design and guarantees the bypass of the working fluid in any situation. To release the working fluid from the cylindrical part 5 of the housing 1, a pipe 23 is designed. The gear 24 is mounted on the shaft 11 and provides transmission of rotation from the shaft 16 through the gear wheel 17 to the stator 2, while the rotation is transmitted through the gear 12 and the gear wheel 13, respectively. the solution ensures synchronization of rotation of the stator 2 and rotor 3. The control mechanism includes a moving lever 4 of the stator and an actuator in the form of a hydraulic cylinder (not shown in the drawing) or another mechanism. As a support for the pump are

plates

6 and 7, which are fixed to the foundation or frame of the structure. The movement of the cylindrical part 5 of the housing 1 is carried out in conjunction with the stator 2. The stator can occupy a neutral position I, in this case no work is done, the fluid is moving in a closed circle. When the stator is in position II or

III (this is the extreme upper and extreme lower position of the movement lever 4), the working chambers of the pump are changed and its operation is carried out.

Насос работает следующим образом.The pump operates as follows.

При вращении вала 16 происходит через зубчатое колесо 17 вращение шестерни 24, вала 11, шестерни 12 и зубчатого колеса 13.Одновременно и синхронно вращаются ротор 3 и статор 2. Цилиндрическая часть 5 корпуса 1 находится в нейтральном положении I. Это соответствует расположению ротора 3 в центре статора 2 и формированию между статором и ротором одинаковых по объему камер. За счет центробежных сил рабочая жидкость через внутреннюю полость 18 вала 16 и радиальные отверстия 21 поступает в камеры, образуемые пластинами 20. Пластины 20 посредством центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности статора 2. В нейтральном положении происходит перемещение одной и той же рабочей жидкости. В процессе перемещения рабочей жидкости осуществляется смазка трущихся поверхностей подшипников 15, поверхности статора и ротора, а также зубчатой передачи, включающей зубчатое колесо 13 и шестерню 12.When the shaft 16 rotates through the gear wheel 17, the gear 24, the shaft 11, the gear 12 and the gear wheel 13 rotate. At the same time, the rotor 3 and the stator 2 rotate synchronously. The cylindrical part 5 of the housing 1 is in the neutral position I. This corresponds to the location of the rotor 3 in the center of the stator 2 and the formation between the stator and the rotor of the same volume chambers. Due to centrifugal forces, the working fluid through the internal cavity 18 of the shaft 16 and the radial holes 21 enters the chambers formed by the plates 20. The plates 20 are pressed by centrifugal forces to the inner surface of the stator 2. In the neutral position, the same working fluid moves. In the process of moving the working fluid, the friction surfaces of the bearings 15 are lubricated, the surfaces of the stator and rotor, as well as the gear transmission, including the gear wheel 13 and gear 12.

При воздействии на рычаг перемещения 4 и опускании корпуса в положение III (фиг.4) насос начинает работать. Образуются разные по объему камеры всасывания и нагнетания. Большие по объему камеры при вращении ротора 3 начинают сжиматься и создается давление. Рабочая жидкость по давлением открывает клапаны 14 и выходит в полость за пределами статора 2, где через патрубок 23 выходит из корпуса 1 насоса. Пути движения рабочей жидкости показаны стрелками.When acting on the lever 4 and lowering the housing to position III (figure 4), the pump starts to work. Suction and discharge chambers of different volumes are formed. Large in volume chambers during rotation of the rotor 3 begin to compress and pressure is created. The working fluid pressure opens the valves 14 and enters the cavity outside the stator 2, where through the pipe 23 exits the pump housing 1. The paths of movement of the working fluid are shown by arrows.

В зависимости от перемещения статора можно регулировать давление на выходе из насоса.Depending on the movement of the stator, the pressure at the outlet of the pump can be adjusted.

Регулируемый пластинчатый насос за счет вращения и смазки трущихся поверхностей позволяет увеличить срок службы и удобство в эксплуатации, а также обеспечить простоту регулирования в процессе работы.The adjustable vane pump due to the rotation and lubrication of friction surfaces allows to increase the service life and ease of use, as well as to provide ease of regulation during operation.

Claims

An adjustable vane pump containing a housing, in the bore of which a stator is placed to move perpendicular to the axis of the shaft, mounted on the last rotor with two or more plates, a discharge and suction cavity, radial holes are made between the plates, and the regulation mechanism sets several different positions of the housing and the stator with the rotor position unchanged, characterized in that the pump is equipped with gears and gears providing synchronous rotation of the stator and rotor and, inside the radial holes mounted valves for the inlet of the working fluid from the inner cavity of the rotor shaft, and opposite the radial holes of the rotor in the stator installed valves for the release of working fluid.