RU2246637C1

RU2246637C1 - Gear pump

Info

Publication number: RU2246637C1
Application number: RU2003123015/06A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Сливинский (RU); Е.В. Сливинский; О.В. Агеев (RU); О.В. Агеев; Е.Е. Зарудский (RU); Е.Е. Зарудский
Original assignee: Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина
Priority date: 2003-07-21
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2005-02-20
Also published as: RU2003123015A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: proposed gear pump contains housing with suction and delivery spaces accommodating drive gears installed for movement and provided with hollow teeth and holes in horizontal parts of addenda. Mating profiled surfaces of gear teeth arranged from side of contact with transported working liquid are also provided with holes. One-side action plate valves are fitted in said holes and on horizontal parts of addenda. Plate valves located on horizontal parts of addenda are provided with projections of triangular form of length equal to length of tooth on plane pointed to curvilinear generating line of pump housing.

EFFECT: increased capacity of pump.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных конструкциях машин, снабженных гидроприводом.The invention relates to the field of engineering and can be used in various designs of machines equipped with hydraulic drive.

Известны конструкции шестеренных насосов. Так, например, в книге Ф.М.Долгачев и В.С.Лейко. Основы гидравлики и гидропривод, издательство литературы по строительству, М., 1970 г., на стр.122-124 и рис.61, описан и показан шестеренный насос, состоящий из корпуса, имеющего полость всасывания и нагнетания рабочей жидкости, внутри которого подвижно расположены ведущая и ведомая шестерни. Несмотря на свою эффективность, такой насос обладает и существенными недостатками, заключающимися в достаточно высокой металлоемкости, низкой производительности, за счет ограниченного объема рабочей жидкости, находящейся в пространстве между соседними зубьями шестерен.Known design gear pumps. So, for example, in the book by F.M.Dolgachev and V.S. Leiko. Fundamentals of hydraulics and hydraulic drive, publishing house for construction literature, Moscow, 1970, pp. 122-124 and Fig. 61, a gear pump is described and shown, consisting of a housing having a suction and discharge cavity for the working fluid, inside of which are movably located driving and driven gears. Despite its effectiveness, such a pump also has significant drawbacks consisting in a rather high metal consumption, low productivity, due to the limited volume of the working fluid located in the space between adjacent gear teeth.

Известен также шестеренный насос, описанный в SU 1536056 А1, 15.01.1990, F 04 С 2/08. Такой насос состоит из корпуса с всасывающей и нагнетательной полостями, в котором подвижно размещены ведущая и ведомая шестерни, зубья которых выполнены полыми, а горизонтальные части головок зубьев снабжены отверстиями. Недостатком такого насоса является малоэффективная транспортировка рабочей жидкости полыми зубьями за счет возможной утечки ее не доходя до зоны нагнетания.A gear pump is also known, described in SU 1536056 A1, 01/15/1990, F 04 C 2/08. Such a pump consists of a housing with suction and discharge cavities, in which the driving and driven gears are movably placed, the teeth of which are hollow, and the horizontal parts of the tooth heads are provided with holes. The disadvantage of this pump is the ineffective transportation of the working fluid with hollow teeth due to its possible leakage not reaching the discharge zone.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости насоса и повышение его производительности.The objective of the invention is to reduce the metal consumption of the pump and increase its productivity.

Поставленная задача достигается в шестеренном насосе, содержащем корпус с всасывающей и нагнетательной полостями, в котором подвижно размещены ведущая и ведомая шестерни, зубья которых выполнены полыми, а горизонтальные части головок зубьев снабжены отверстиями, согласно изобретению, сопрягаемые между собой профильные поверхности зубьев шестерен, расположенные со стороны контакта их с транспортируемой рабочей жидкостью, также снабжены отверстиями, причем в этих отверстиях и в отверстиях на горизонтальных частях головок зубьев расположены пластинчатые клапаны одностороннего действия, при этом пластинчатые клапаны, размещенные на горизонтальных частях головок зубьев, на их плоскостях, обращенных к криволинейной образующей корпуса насоса, имеют выступы треугольной формы длиной, равной длине зуба.The problem is achieved in a gear pump containing a housing with a suction and discharge cavities, in which the driving and driven gears are movably placed, the teeth of which are hollow, and the horizontal parts of the tooth heads are provided with holes, according to the invention, the profile surfaces of the gear teeth mating with each other, the sides of their contact with the transported working fluid are also provided with holes, and in these holes and in the holes on the horizontal parts of the tooth heads are located single-acting lamellar valves are laid, while lamellar valves placed on the horizontal parts of the tooth heads, on their planes facing the curvilinear generatrix of the pump housing, have protrusions of a triangular shape with a length equal to the length of the tooth.

На фиг.1 изображен общий вид шестеренного насоса с разъемом в продольной его плоскости.Figure 1 shows a General view of the gear pump with a connector in its longitudinal plane.

На фиг.2 - укрупненный вид одного из зубьев в момент транспортировки рабочей жидкости.Figure 2 is an enlarged view of one of the teeth at the time of transportation of the working fluid.

Шестеренный насос состоит из корпуса 1, на оси 2 которого подвижно размещена ведомая шестерня 3, а на валу 4 - ведущая шестерня 5. Зубья 6 ведомой шестерни 3 и ведущей шестерни 5 полые и снабжены отверстиями 7 и 8, у которых имеются пластинчатые клапаны 9 и 10. Пластинчатые клапаны 9 и 10 одними концами жестко присоединены к зубьями 5, при этом у клапанов 9 по длине зубьев 6 имеются выступы 11 треугольной формы. Корпус 1 со стороны стрелки А снабжен всасывающей полостью 12 насоса с рабочей жидкостью 13, а со стороны стрелки В - нагнетательной полостью 14.The gear pump consists of a housing 1, on the axis 2 of which the driven gear 3 is movably placed, and on the shaft 4 - the driving gear 5. The teeth 6 of the driven gear 3 and the driving gear 5 are hollow and equipped with holes 7 and 8, which have plate valves 9 and 10. The plate valves 9 and 10 at one end are rigidly attached to the teeth 5, while the valves 9 along the length of the teeth 6 have protrusions 11 of a triangular shape. The housing 1 on the side of the arrow A is equipped with a suction cavity 12 of the pump with the working fluid 13, and on the side of the arrow B, the discharge cavity 14.

Работает шестеренный насос следующим образом.The gear pump operates as follows.

При подаче вращающего момента на вал 4 последний приводит в движение ведущую шестерню 5 в направлении угловой скорости w, а так как зубья 6 ее взаимосвязаны с зубьями ведомой шестерни 3, то и она начинает вращаться с такой же угловой скоростью, но в обратную сторону. Зубья 6 шестерен 3 и 5, которые находятся во всасывающей полости 12 насоса, увлекают рабочую жидкость 13 по стрелкам С, при этом их пластинчатые клапаны 10 открываются за счет создаваемого давления на них рабочей жидкости 13 по стрелке Д (на фиг.2, как пример, пунктиром показана упругая деформация пластинчатого клапана 10), что обеспечивает заполнение внутреннего объема зубьев 6 через отверстия 8 рабочей жидкостью 13. Последняя может в некоторый момент времени пройти и через отверстие 7, отжав пластинчатый клапан 9 по стрелке Е, однако этот промежуток времени очень мал, так как выступы 11 пластинчатых клапанов 9 тут же войдут в контакт с криволинейной поверхностью корпуса 1 насоса и займут положение такое, как это показано на фиг.2, надежно прикрывая отверстия 7. Так как между соседними зубьями 6 шестерен 3 и 5 также находится соответствующее количество рабочей жидкости 13, то давление ее как внутри зубьев 6, так и между ними и стенками корпуса 1 насоса выравнивается и пластинчатый клапан 10 прикрывает отверстие 8. По мере дальнейших угловых поворотов шестерен 3 и 5 их зубья 6 входят в нагнетательную полость 14, и как только выступы 11 треугольной формы пластинчатых клапанов 9 выйдут из контакта со стенками корпуса 1 насоса, то под действием центробежной силы F, возникающей от массы рабочей жидкости 13, они откроются и последняя покинет внутренний объем полых зубьев 6, выталкиваясь в направлении стрелки В. В дальнейшем, за счет своих упругих характеристик пластинчатые клапаны 9 закрывают отверстия 7 и зубья 6 снова входят во всасывающую полость 12 корпуса 1 насоса. Далее процесс транспортировки рабочей жидкости 13 неоднократно повторяется.When applying torque to the shaft 4, the latter drives the drive gear 5 in the direction of the angular speed w, and since its teeth 6 are interconnected with the teeth of the driven gear 3, it also starts to rotate at the same angular speed, but in the opposite direction. The teeth 6 of the gears 3 and 5, which are located in the suction cavity 12 of the pump, carry the working fluid 13 along arrows C, while their plate valves 10 open due to the generated pressure on them of the working fluid 13 along arrow D (in figure 2, as an example , the dotted line shows the elastic deformation of the plate valve 10), which ensures that the internal volume of the teeth 6 is filled through the openings 8 with the working fluid 13. The latter can pass through the hole 7 at some point in time, pressing the plate valve 9 in the direction of arrow E, however, this gap time is very small, since the protrusions 11 of the plate valves 9 will immediately come into contact with the curved surface of the pump housing 1 and will occupy a position such as shown in figure 2, reliably covering the holes 7. Since between the adjacent teeth 6 of gears 3 and 5 there is also an appropriate amount of working fluid 13, then its pressure both inside the teeth 6, and between them and the walls of the pump housing 1 is equalized and the plate valve 10 covers the hole 8. As the gears 3 and 5 are further angled, their teeth 6 enter the discharge cavity 14, and as soon as the protrusions 11 of the triangular shape of the plate valves 9 come out of contact with the walls of the pump housing 1, then under the action of the centrifugal force F arising from the mass of the working fluid 13, they open and the latter leaves the internal volume of the hollow teeth 6, being pushed into in the direction of arrow B. In the future, due to their elastic characteristics, the plate valves 9 close the openings 7 and the teeth 6 again enter the suction cavity 12 of the pump housing 1. Further, the process of transporting the working fluid 13 is repeatedly repeated.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как за счет наполнения рабочей жидкостью пустотелых объемов зубьев ведомой и ведущей шестерен, а также количества рабочей жидкости, находящейся в пространстве между ними, можно в среднем увеличить производительность насоса в 1,7-1,75 раза, что весьма существенно.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since due to the filling of the hollow volumes of the teeth of the driven and drive gears with the working fluid, as well as the amount of working fluid in the space between them, it is possible to increase the pump productivity by an average of 1.7 -1.75 times, which is very significant.

Claims

A gear pump comprising a housing with suction and discharge cavities, in which the driving and driven gears are movably placed, the teeth of which are hollow, and the horizontal parts of the tooth heads are provided with openings, characterized in that the profile surfaces of the gear teeth mating to each other, located on the contact side thereof with the transported working fluid are also provided with openings, moreover, in these openings and in openings on the horizontal parts of the tooth heads are single-plate valves long-acting, with lamellar valves placed on the horizontal parts of the tooth heads, on their planes facing the curvilinear generatrix of the pump housing, have protrusions of a triangular shape with a length equal to the length of the tooth.