RU2423620C2 - Metering gear pump - Google Patents
Metering gear pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423620C2 RU2423620C2 RU2009136109/06A RU2009136109A RU2423620C2 RU 2423620 C2 RU2423620 C2 RU 2423620C2 RU 2009136109/06 A RU2009136109/06 A RU 2009136109/06A RU 2009136109 A RU2009136109 A RU 2009136109A RU 2423620 C2 RU2423620 C2 RU 2423620C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- pump
- gap
- shaft
- stator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к дозирующим шестеренным насосам с внешним зацеплением, и может быть использовано для дозирования химически активных жидких сред, а также в прядильных машинах, формирующих химические волокна мокрым и сухо-мокрым способом.The invention relates to mechanical engineering, in particular to metering gear pumps with external gearing, and can be used for dosing chemically active liquid media, as well as in spinning machines that form chemical fibers in a wet and dry-wet way.
Одной из главных причин ухудшения дозирующих характеристик шестеренных насосов, перекачивающих химически активные растворы, является быстрая изнашиваемость материалов их трибосопряжений, так как, в основном, эти насосы изготавливались для дозирования жидкостей, обладающих сравнительно невысокой агрессивностью к металлам. Изнашивание приводит к увеличению оптимальных зазоров между трущимися деталями, недопустимым перетокам жидкости из камеры всасывания в камеру нагнетания. В этом случае дозирующие характеристики насосов меняются, и они удаляются с машины.One of the main reasons for the deterioration in the metering characteristics of gear pumps pumping chemically active solutions is the rapid wear of the materials of their tribological conjugations, since, basically, these pumps were made for dosing liquids with a relatively low aggressiveness to metals. Wear leads to an increase in optimal gaps between the rubbing parts, inadmissible fluid flows from the suction chamber to the discharge chamber. In this case, the metering characteristics of the pumps change and they are removed from the machine.
Поэтому главной задачей повышения долговечности насосов-дозаторов для химически активных сред является снижение процессов коррозионно-механического и водородного изнашивания его деталей. Это достигается путем изготовления деталей насосов-дозаторов из химически стойких в этих средах материалов, не создающих макро- и гальванопары, являющиеся источниками электрохимического растворения металлов.Therefore, the main task of increasing the durability of metering pumps for chemically active environments is to reduce the processes of corrosion-mechanical and hydrogen wear of its parts. This is achieved by manufacturing parts of metering pumps from materials chemically resistant in these environments that do not create macro- and galvanic couples that are sources of electrochemical dissolution of metals.
Известен шестеренный насос [Патент №2278300], корпус которого выполнен из самосмазывающегося композиционного материала с полиамидной матрицей, включающего (мас.%): пластичный смазочный материал на основе авиационного масла сернокислой очистки №158 - от 12 до 16, графит С-1 - от 6 до 10, лецитин - от 1 до 2 и полигексаметиленсебациамид - остальное [Патент №2241722]. Использование в качестве корпуса самосмазывающегося композиционного материала с фосфолипидом - лецитином, являющимся ингибитором коррозии металлов, позволило снизить процессы анодного растворения металла, из которого изготовлен приводной вал насоса, контактирующий с корпусом, что в свою очередь повысило его износостойкость и увеличило срок эксплуатации насоса. Однако при трении металлической поверхности промежуточной втулки, на которой находится ведущая шестерня по металлическим поверхностям верхней крышки и нижней опорной пластины, а также при трении металлической поверхности ведомой шестерни по металлической поверхности оси, на которой находится эта шестерня, возникали процессы коррозионно-механического изнашивания пар трения. В результате в этих зонах трения появлялись недопустимые зазоры, начинались перетоки жидкости, насос терял требуемые дозирующие характеристики и снимался с машины.A gear pump is known [Patent No. 2278300], the casing of which is made of a self-lubricating composite material with a polyamide matrix, including (wt.%): Plastic lubricant based on aviation sulphate cleaning oil No. 158 - from 12 to 16, graphite C-1 - from 6 to 10, lecithin - from 1 to 2 and polyhexamethylene sebaciamide - the rest [Patent No. 2241722]. The use of a self-lubricating composite material with a phospholipid - lecithin, which is an inhibitor of metal corrosion, as a casing made it possible to reduce the processes of anodic dissolution of the metal from which the pump drive shaft is made, which is in contact with the casing, which in turn increased its wear resistance and increased pump life. However, during friction of the metal surface of the intermediate sleeve, on which the pinion gear is located on the metal surfaces of the upper cover and the lower support plate, and also when the metal surface of the pinion gear is rubbed on the metal surface of the axis on which the gear is located, corrosion-mechanical wear of friction pairs occurred . As a result, unacceptable gaps appeared in these friction zones, fluid flows began, the pump lost the required dosing characteristics and was removed from the machine.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шестеренный дозирующий насос [Патент №2307260]. Для предотвращения металлического контакта вала с поверхностью нижней и верхней пластин и контакта ведомой шестерни и ее оси на поверхность вала и оси наносилось антифрикционное покрытие, т.е. практически ликвидировались гальванопары на поверхностях «металлический вал - металлические пластины» и «металлическая шестерня - ось шестерни». Данная конструкция позволила уменьшить коррозионно-механическое изнашивание в этих трибосопряжениях. Однако технология нанесения и прецизионной обработки трехслойного покрытия представляла собой сложный и длительный процесс, что значительно снижало эффективность использования покрытия и удорожало себестоимость самого насоса. При этом в конструкции насосов как в аналоге, так и в прототипе, имеются пары трения «металлические шестерни - металлический статор» и «металлические шестерни - металлические пластины», наиболее активно подвергаемые коррозионно-механическому изнашиванию. Даже в случае, если эти детали насоса изготовлены из нержавеющего сплава одной марки, они обладают разным электродным потенциалом, что при контактировании в процессе трения приводит к образованию макрогальванопар и соответственно к процессам электрохимического растворения металлов в зависимости от того, что является анодом или катодом в трибосопряжении.The closest in technical essence and the achieved result is a gear metering pump [Patent No. 2307260]. To prevent metal contact of the shaft with the surface of the lower and upper plates and the contact of the driven gear and its axis, an antifriction coating was applied to the surface of the shaft and axis, i.e. galvanic couples on the surfaces “metal shaft - metal plates” and “metal gear - gear axis” were practically eliminated. This design allowed to reduce the corrosion-mechanical wear in these tribological conjugations. However, the technology of applying and precision processing a three-layer coating was a complex and lengthy process, which significantly reduced the efficiency of coating use and increased the cost of the pump itself. Moreover, in the design of the pumps, both in the analogue and in the prototype, there are friction pairs “metal gears - metal stator” and “metal gears - metal plates”, which are most actively subjected to corrosion-mechanical wear. Even if these pump parts are made of a stainless steel of the same brand, they have different electrode potentials, which, when contacted during friction, leads to the formation of macro galvanic couples and, accordingly, to the processes of electrochemical dissolution of metals, depending on what is the anode or cathode in tribological conjugation .
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является уменьшение скорости изнашивания деталей насоса, представляющих пары трения «ведущая шестерня - статор», «ведомая шестерня - статор», «ведущая шестерня - нижняя и верхняя пластины», «ведомая шестерня - нижняя и верхняя пластины» и упрощение технологии изготовления насоса.The problem to which the present invention is directed, is to reduce the wear rate of the pump parts, representing the friction pairs "pinion gear - stator", "pinion gear - stator", "pinion gear - lower and upper plates", "pinion gear - lower and upper plates ”and simplification of pump manufacturing technology.
Техническим результатом является повышение долговечности срока эксплуатации дозирующего шестеренного насоса.The technical result is to increase the durability of the operating life of the metering gear pump.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что изменены конструкция приводного вала насоса, а шестерни насоса изготовлены из композиционного материала с полиимидной матрицей с пластификатором - лецитином.The above technical result is achieved by changing the design of the drive shaft of the pump, and the gears of the pump are made of composite material with a polyimide matrix with a plasticizer - lecithin.
Дозирующий шестеренный насос, изображенный на чертеже, содержит корпус насоса 1, приводной вал 2, верхнюю пластину шестеренного механизма 3, статор шестеренного механизма 4, нижнюю пластину шестеренного механизма 5, ведущую шестерню 6, ведомую шестерню 7, ось ведомой шестерни 8, прижимную пластину 9, стяжные болты 10 с гайками 11, верхнюю и нижнюю втулки 12, канал входного отверстия 13, канал выходного отверстия 14.The metering gear pump shown in the drawing contains a pump housing 1, a
Отличительными признаками от аналога и прототипа являются его следующие особенности.Distinctive features of the analogue and prototype are its following features.
1. Ведущая шестерня 6 и ведомая шестерня 7 насоса изготовлены из композиционного самосмазывающегося материала с полиимидной матрицей. Пластификатором в этом материале является фосфолипид - лецитин;1. The
2. Из конструкции насоса удалено антифрикционное трехслойное покрытие, наносимое ранее на приводной вал 2 и ось 8;2. The antifriction three-layer coating removed earlier on the
3. Изменена конструкция приводного вала насоса. В местах, где имеется контакт вала 2 с верхней 3 и нижней 5 пластинами, установлены втулки 12 из самосмазывающейся композиции [Патент №2241722], являющиеся дополнительными опорами приводного вала 2.3. The design of the pump drive shaft has been changed. In places where there is a contact of the
Оптимальные зазоры в сопряжениях насоса составляют:The optimal clearances in the pump mates are:
- диаметр внутренней поверхности статора - внешние диаметры шестерен 8…10 мкм.- the diameter of the inner surface of the stator - the outer diameters of the
- диаметр оси - внутренний диаметр ведомой шестерни 5…7 мкм- axis diameter - inner diameter of the driven
- диаметр приводного вала - внутренний диаметр ведущей шестерни 5…7 мкм.- diameter of the drive shaft - the inner diameter of the
Указанные диапазоны определены с учетом увеличения или уменьшения размеров деталей и соответственно зазоров с изменением температуры. Рассматриваемые дозирующие шестеренные насосы перекачивают и дозируют химически активные растворы в условиях производства химических нитей в течение 12 и более месяцев. В этот период времени температура насосов может меняться в пределах 10…15°С. Соответственно меняются и зазоры в насосе. Это происходит потому, что насосы контактируют с окружающим холодным или теплым воздухом в цеху, а также из-за того, что дозируемый раствор, проходя по трубопроводам, также охлаждается или нагревается. Путем математических, технологических расчетов и опытно-промышленных испытаний выяснено, что эксплуатация насосов с уменьшенным зазором между внутренней поверхностью статора и внешней поверхностью шестерни ниже, указанных выше пределов (7 мкм и менее), может приводить при повышении температуры к заклиниванию насоса в этом трибосопряжении. В то же время при увеличении зазора выше указанных пределов (11 мкм и более) резко изменяются производительность насоса и его дозировочные характеристики, которые должны оставаться постоянными в течение всего срока эксплуатации. Уменьшение зазора между внутренним диаметром ведомой шестерней и осью (4 мкм и менее) может приводить при повышении температуры к заклиниванию шестерни на оси. С увеличением этого зазора (8 мкм и более) также меняются дозировочные характеристики насоса по причине сдвига шестерни в сторону зацепления между шестернями и, соответственно, увеличения зазора между ведомой шестерней и статором. Уменьшение зазора между диаметром приводного вала и внутренним диаметром ведущей шестерни (4 мкм и менее) может приводить к заеданию (нарушению самоустановки шестерни в процессе эксплуатации насоса), так как шестерня должна иметь свободное перемещение вдоль оси вала. С увеличением этого зазора (8 мкм и более) также меняются дозировочные характеристики по причине сдвига шестерни в сторону зацепления между шестернями и, соответственно, увеличения зазора между ведущей шестерней и статором.The indicated ranges are determined taking into account an increase or decrease in the dimensions of parts and, accordingly, gaps with temperature. The dosing gear pumps under consideration are pumping and dosing chemically active solutions under the conditions of production of chemical threads for 12 months or more. During this period of time, the temperature of the pumps can vary between 10 ... 15 ° C. Accordingly, the gaps in the pump also change. This is because the pumps are in contact with the surrounding cold or warm air in the workshop, and also because the dosing solution, passing through the pipelines, is also cooled or heated. By mathematical, technological calculations and pilot tests, it was found that the operation of pumps with a reduced clearance between the inner surface of the stator and the outer surface of the gear below the above limits (7 μm or less) can lead to pump seizure in this tribological coupling with increasing temperature. At the same time, with an increase in the gap above the indicated limits (11 μm or more), the pump productivity and its dosage characteristics change sharply, which should remain constant throughout the entire life of the pump. Reducing the gap between the inner diameter of the driven gear and the axis (4 μm or less) can lead to jamming of the gear on the axis with increasing temperature. With an increase in this gap (8 μm or more), the metering characteristics of the pump also change due to the shift of the gear towards the engagement between the gears and, accordingly, the increase in the gap between the driven gear and the stator. Reducing the gap between the diameter of the drive shaft and the inner diameter of the pinion gear (4 μm or less) can lead to jamming (impaired self-installation of the gear during operation of the pump), since the gear should have free movement along the axis of the shaft. With an increase in this gap (8 μm or more), the dosage characteristics also change due to the shift of the gear in the direction of engagement between the gears and, accordingly, an increase in the gap between the drive gear and the stator.
Производственные испытания подтвердили работоспособность дозирующих шестеренных насосов с указанными зазорами и их ненадежность в случае их изменения.Production tests confirmed the operability of metering gear pumps with the indicated clearances and their unreliability in case of their change.
Насос работает следующим образом.The pump operates as follows.
Вращение приводного вала 2 передается ведущей шестерне 6 и перекачиваемая жидкость подается по каналу 13 в корпусе 1 в область всасывания шестеренного механизма. Из области всасывания жидкость попадает в область нагнетания шестеренного механизма насоса в объемах, образованных впадинами зубьев ведущей шестерней 6 и ведомой шестерней 7 и статора 4. Из области нагнетания шестеренного механизма жидкость удаляется из насоса по каналу 14. Приводной вал 2 с закрепленными на нем втулками вращается в корпусе 1, являющемся одновременно самосмазывающимся подшипником для вала. Ведомая шестерня 7, изготовленная из самосмазывающегося материала, вращается на оси 8.The rotation of the
В процессе работы ведущей и ведомой шестерен при трении их по поверхности статора, оси и пластин, в результате разности внутренней и контактной температур, из шестерни выделяется в микрообъемах пластификатор - лецитин, который создает на контактирующих поверхностях статора, оси и поверхностях пластин постоянно восстанавливаемые пленки, препятствующие их коррозионно-механическому изнашиванию.During the operation of the driving and driven gears during friction on the surface of the stator, axis and plates, as a result of the difference between the internal and contact temperatures, a plasticizer — lecithin — is released from the gear in microvolumes, which creates constantly restored films on the contacting surfaces of the stator, axis and surfaces of the plates, interfering with their corrosion-mechanical wear.
Результаты испытаний шестеренного дозирующего насоса с повышенным ресурсом работы на прядильных машинах ОАО "Каменскволокно" позволяют судить о высокой эффективности описанной конструкции. Срок эксплуатации шестеренного дозирующего насоса в сравнении со сроком эксплуатации известной конструкции увеличился в 2…3 раза. Отпала необходимость нанесения антифрикционных покрытий на валу и оси насоса.The test results of a gear metering pump with an increased service life on spinning machines of Kamenskvolokno OJSC allow us to judge the high efficiency of the described construction. The service life of the gear metering pump in comparison with the service life of the known design increased by 2 ... 3 times. There is no longer any need for anti-friction coatings on the shaft and axis of the pump.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009136109/06A RU2423620C2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Metering gear pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009136109/06A RU2423620C2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Metering gear pump |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009136109A RU2009136109A (en) | 2011-04-10 |
RU2423620C2 true RU2423620C2 (en) | 2011-07-10 |
Family
ID=44051834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009136109/06A RU2423620C2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Metering gear pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2423620C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2583197C1 (en) * | 2015-04-07 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Каменскволокно" (АО "Каменскволокно") | Metering gear pump |
RU2637608C2 (en) * | 2013-02-27 | 2017-12-05 | Битцер Кюльмашиненбау Гмбх | Refrigerant compression plant |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102927000B (en) * | 2012-12-06 | 2015-02-25 | 张意立 | Self-sealing gear pump |
-
2009
- 2009-09-29 RU RU2009136109/06A patent/RU2423620C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637608C2 (en) * | 2013-02-27 | 2017-12-05 | Битцер Кюльмашиненбау Гмбх | Refrigerant compression plant |
RU2583197C1 (en) * | 2015-04-07 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Каменскволокно" (АО "Каменскволокно") | Metering gear pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009136109A (en) | 2011-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2423620C2 (en) | Metering gear pump | |
US9011122B2 (en) | Stator seal structure in uniaxial screw pump | |
US20170268503A1 (en) | Gear pump for a waste heat recovery system | |
TWI504811B (en) | Vacuum pump | |
JP5225675B2 (en) | Mechanical seal device | |
CN202108767U (en) | Water-lubricated guide bearing | |
JP3740178B2 (en) | SCREW ROTOR, SCREW COMPRESSOR, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
US8342156B2 (en) | Bearing arrangement for a pump | |
JP2008196583A (en) | Tapered roller bearing for planetary roller | |
CN111075832A (en) | Sliding bearing | |
CN201588777U (en) | Light oil conveying high-pressure three-screw pump | |
RU2307260C1 (en) | Proportioning gear pump | |
RU2314435C1 (en) | Proportioning gear-type pump | |
JP2011144707A (en) | Engine lubricating device | |
JP5019134B2 (en) | Fuel injection pump | |
TW201739963A (en) | Vacuum pump component | |
RU151379U1 (en) | PUMP GEAR PUMP | |
US20110299804A1 (en) | Roller bearing for underwater applications | |
RU2278300C1 (en) | Gear-type pump | |
CN201106554Y (en) | Abrasion-proof gear pump | |
RU2583197C1 (en) | Metering gear pump | |
RU39653U1 (en) | SELF-LUBRICATING GEAR PUMP | |
JP2014062535A (en) | Uniaxial eccentric screw pump | |
SU922316A1 (en) | Gear proportioning pump | |
CN215170723U (en) | Internal gear pump using high-precision bearing to replace shaft sleeve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190930 |