RU2740664C2

RU2740664C2 - High-speed multiple-action vane pump

Info

Publication number: RU2740664C2
Application number: RU2019120430A
Authority: RU
Inventors: Валерий Борисович Овандер; Сергей Владимирович Волков; Жорж Гаврилович Володин; Евгения Валерьевна Княжанская
Original assignee: АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ")
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2021-01-19
Also published as: RU2019120430A3; RU2019120430A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to high-speed plate-type pumps of multiple action. Pump comprises housing 1, stator 6 embracing cam rotor 19. External surface of stator 6 is made with three annular grooves separated by seals 7 between stator 6 and housing 1 on two extreme annular cavities of suction manifold 10 and central annular cavity of discharge header 11. Extreme annular cavities are interconnected by channels passing under central annular cavity connected to outlet port 15 located in housing 1 in zone between seals 7. Impeller 23 with central feed of fluid and its discharge into header 10 is installed on shaft 22 of rotor 19. Fluid diversion channel from end seal of rotor 19 is provided with outlet to header 10 or outer surface of housing 1. Outlets of suction channels and pressure channels 14 on inner surface of stator 6 are arranged in rows. Both outlet holes of suction and pressure strips are separated by crosspieces on the line along slots of stator 6 serving as support surfaces for rotor cams 19.

EFFECT: invention is aimed at reduction of mass and dimensions parameters of the pump, increase of efficiency.

7 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к объемным насосам пластинчатого типа, которые могут быть использованы в гидроприводах и насосных установках с высокооборотными приводными двигателями.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to volumetric vane-type pumps, which can be used in hydraulic drives and pumping units with high-speed drive motors.

Известны пластинчатые насосы двукратного действия, содержащие вал с ротором кулачкового типа, наружная поверхность которого в паре с охватывающей ее цилиндрической поверхностью статора образует рабочие камеры, вытеснителями жидкости в которых служат скользящие по трем кулачкам ротора две подпружиненные пластины, размещенные в пазах статора и разделяющие каналы подвода и отвода жидкости, соединенные с всасывающим и нагнетательным коллекторами соответственно, охватывающий статор корпус с торцевыми крышками и торцевыми уплотнениями ротора с каналами отвода их утечек во всасывающий коллектор (патент RU 2495282 и насос фирмы «Weldon» см. книгу Зайченко И.З., Мышлевского Л.М. «Пластинчатые насосы и гидромоторы» / М. Машиностроение, 1970, стр. 128, рис. 83).Known double-acting vane pumps containing a shaft with a cam-type rotor, the outer surface of which, paired with a cylindrical stator surface covering it, forms working chambers, in which liquid displacers are two spring-loaded plates sliding along three rotor cams, placed in the stator grooves and dividing the supply channels and liquid discharge, connected to the suction and discharge manifolds, respectively, a housing covering the stator with end caps and end seals of the rotor with channels for diverting their leaks into the suction manifold (patent RU 2495282 and a pump from Weldon see the book of Zaichenko I.Z., Myshlevsky LM "Vane pumps and hydraulic motors" / M. Mashinostroenie, 1970, p. 128, Fig. 83).

Насосы такой конструкции отличаются простотой и компактностью и способны длительно работать в тяжелых условиях подъема жидкости из нефтяных скважин.Pumps of this design are distinguished by their simplicity and compactness and are capable of operating for a long time in harsh conditions of lifting fluid from oil wells.

Недостатками таких насосов являются:The disadvantages of such pumps are:

1. Значительные (около 1 кг/кВт) массогабаритные показатели, связанные с тяжелонагруженными подшипниками скольжения вала ротора, воспринимающими неуравновешенные силы давления жидкости в трех рабочих камерах, высокими нагрузками на крышку и крепящие ее болты из-за большого диаметра кольцевого нагнетательного коллектора.1. Significant (about 1 kg / kW) weight and size indicators associated with heavily loaded plain bearings of the rotor shaft, which perceive unbalanced forces of fluid pressure in three working chambers, high loads on the cover and bolts fixing it due to the large diameter of the annular discharge manifold.

2. Невысокий коэффициент полезного действия (~0,8) и ограничение максимального давления нагнетания до 15 МПа, связанные со значительными утечками из рабочих камер по щелевым уплотнениям между вершинами кулачков и статором, зазоры в которых назначаются большими из-за люфтов в подшипниках оси ротора и наличия эксцентриситетов в посадках ротора и статора, а также из-за недопустимости соударения вершин кулачков ротора с кромками пазов статора.2. Low efficiency (~ 0.8) and limitation of the maximum discharge pressure to 15 MPa, associated with significant leaks from the working chambers through slotted seals between the tops of the cams and the stator, the gaps in which are assigned large due to backlash in the bearings of the rotor axis and the presence of eccentricities in the landings of the rotor and stator, as well as due to the inadmissibility of collision of the tops of the rotor cams with the edges of the stator slots.

3. Невысокая быстроходность до 3000 об/мин при работе на самовсасывании, вызванная большими потерями напора жидкости в каналах, подводящих ее к рабочим камерам и камерам в пазах за пластинами.3. Low speed up to 3000 rpm when working on self-priming, caused by large losses of fluid pressure in the channels that supply it to the working chambers and chambers in the grooves behind the plates.

4. Неспособность возобновлять подачу жидкости в сосуд с высоким давлением (более 2 МПа) после попадания во всасывающий коллектор газа (воздуха) из-за его подсоса через неплотности всасывающего трубопровода или временной задержки в поступлении жидкости к нему, связанная с невозможностью отвода газа из корпуса насоса.4. Inability to resume the supply of liquid to a vessel with a high pressure (more than 2 MPa) after gas (air) enters the suction manifold due to its suction through leaks in the suction pipeline or a temporary delay in the flow of liquid to it, due to the impossibility of removing gas from the housing pump.

Известны гидромашины четырехкратного действия фирмы «Bendix», содержащие четное число пластин и кулачков ротора (4 пластины и 6 кулачков) (см. книгу Зайченко И.З., Мышлевского Л.М. «Пластинчатые насосы и гидромоторы» / М. Машиностроение, 1970, стр. 131, рис. 86). Такая конструкция обеспечивает полное уравновешивание сил давления жидкости на ротор, и, соответственно, отсутствие гидравлической нагрузки на подшипники вала ротора.Known hydromachines of four-fold action of the firm "Bendix", containing an even number of plates and rotor cams (4 plates and 6 cams) (see the book Zaichenko I.Z., Myshlevsky L.M. "Vane pumps and hydraulic motors" / M. Mechanical Engineering, 1970 , p. 131, fig. 86). This design provides a complete balance of the forces of fluid pressure on the rotor, and, accordingly, there is no hydraulic load on the bearings of the rotor shaft.

Наиболее близким по конструкции к заявленному устройству является насос по патенту US 5989002, содержащий корпус, внутри которого расположен статор с цилиндрической расточкой, охватывающей кулачковый ротор с торцовыми уплотнениями с образованием рабочих камер, подпружиненные пластины, размещенные в пазах статора, причем количество кулачков ротора и пластин статора выражено четными числами, пластины разделяют выполненные в статоре всасывающие и нагнетательные каналы, соединенные с всасывающим и нагнетательным коллекторами соответственно, при этом нагнетательные каналы частично совмещены с пазами под пластины, а вершины кулачков ротора выполнены с радиусом, равным радиусу внутренней поверхности статора, и шириной, превышающей ширину пазов статора. Однако и в этих насосах сохраняются все вышеперечисленные недостатки пластинчатых насосов.The closest in design to the claimed device is a pump according to US patent 5989002, containing a housing, inside which is a stator with a cylindrical bore, covering a cam rotor with end seals to form working chambers, spring-loaded plates placed in the stator slots, and the number of rotor cams and plates the stator is expressed in even numbers, the plates separate the suction and discharge channels made in the stator, connected to the suction and discharge manifolds, respectively, while the discharge channels are partially aligned with the grooves for the plates, and the tops of the rotor cams are made with a radius equal to the radius of the inner surface of the stator, and the width exceeding the width of the stator slots. However, these pumps retain all of the above disadvantages of vane pumps.

Техническая проблема, поставленная в настоящем изобретении, заключается в устранении указанных недостатков.The technical problem posed in the present invention is to eliminate the above disadvantages.

Технический результат состоит в сокращении массогабаритных показателей, повышении коэффициента полезного действия и максимального рабочего давления жидкости, увеличении быстроходности и обеспечении возможности возобновлять подачу жидкости в сосуд с высоким давлением после попадания во всасывающий коллектор газа.The technical result consists in reducing the weight and dimensions, increasing the efficiency and maximum working pressure of the liquid, increasing the speed and making it possible to resume the supply of liquid to the high-pressure vessel after the gas enters the suction manifold.

Сущность изобретения заключается в том, что быстроходный пластинчатый насос многократного действия содержит корпус, внутри которого расположен статор с цилиндрической расточкой, охватывающей кулачковый ротор с торцовыми уплотнениями с образованием рабочих камер, подпружиненные пластины, размещенные в пазах статора, причем количество кулачков ротора и пластин статора выражено четными числами, пластины разделяют выполненные в статоре всасывающие и нагнетательные каналы, соединенные с всасывающим и нагнетательным коллекторами соответственно, при этом нагнетательные каналы частично совмещены с пазами под пластины, а вершины кулачков ротора выполнены с радиусом, равным радиусу внутренней поверхности статора, и шириной, превышающей ширину пазов статора. Согласно изобретению наружная поверхность статора выполнена с тремя кольцевыми канавками, разделенными уплотнениями между статором и корпусом на две крайние кольцевые полости всасывающего коллектора и центральную кольцевую полость нагнетательного коллектора, причем крайние кольцевые полости соединены между собой каналами, проходящими под центральной кольцевой полостью, которая соединена с выходным портом насоса, расположенным в корпусе в зоне между этими уплотнениями, на валу ротора установлена крыльчатка, размещенная в полости крышки корпуса насоса с центральным подводом жидкости и ее отводом от крыльчатки во всасывающий коллектор, при этом канал отвода утечек жидкости от торцового уплотнения ротора выполнен с выходом во всасывающий коллектор или на наружную поверхность корпуса, а выходные отверстия всасывающих и нагнетательных каналов на внутренней поверхности статора расположены рядами, при этом как выходные отверстия всасывающих каналов, так и нагнетательных разделены перемычками на линии вдоль пазов статора, служащими дополнительными опорными поверхностями для кулачков ротора.The essence of the invention lies in the fact that the high-speed repetitive vane pump contains a housing, inside which there is a stator with a cylindrical bore, enclosing a cam rotor with end-face seals to form working chambers, spring-loaded plates placed in the stator slots, and the number of rotor cams and stator plates is expressed even numbers, the plates separate the suction and discharge channels made in the stator, connected to the suction and discharge manifolds, respectively, while the discharge channels are partially aligned with the grooves for the plates, and the tops of the rotor cams are made with a radius equal to the radius of the inner surface of the stator and a width exceeding the width of the stator slots. According to the invention, the outer surface of the stator is made with three annular grooves, separated by seals between the stator and the casing into two extreme annular cavities of the suction manifold and the central annular cavity of the discharge manifold, and the extreme annular cavities are interconnected by channels passing under the central annular cavity, which is connected to the outlet a pump port located in the casing in the area between these seals, an impeller is installed on the rotor shaft, located in the cavity of the pump casing cover with a central fluid supply and its outlet from the impeller to the suction manifold, while the channel for draining fluid leaks from the rotor end seal is made with an outlet into the suction manifold or to the outer surface of the housing, and the outlets of the suction and delivery channels on the inner surface of the stator are arranged in rows, while both the outlets of the suction channels and the discharge channels are separated by jumpers and lines along the stator slots that serve as additional bearing surfaces for the rotor cams.

В частных случаях реализации уплотнения между статором и корпусом выполнены в виде клинопрофильных пластмассовых колец с общей поджимной пружиной U-образного поперечного сечения с перфорированным донышком.In particular cases, the implementation of the seal between the stator and the housing is made in the form of wedge-shaped plastic rings with a common compression spring of a U-shaped cross-section with a perforated bottom.

Как правило, торцовое уплотнение ротора выполнено в виде шайбы с двумя кольцевыми уплотнителями относительно корпуса или его крышки и полости между этими уплотнителями с подводом в нее жидкости из нагнетательного коллектора через отверстия в шайбе, расположенные напротив торцов пазов статора.As a rule, the mechanical seal of the rotor is made in the form of a washer with two O-rings relative to the housing or its cover and the cavity between these seals with the supply of liquid from the discharge manifold through the holes in the washer located opposite the ends of the stator slots.

В частных случаях реализации пружины пластин выполнены в виде волнистой ленты и размещены в донной части пазов статора.In special cases, the implementation of the plate springs are made in the form of a wavy tape and placed in the bottom of the stator grooves.

В других частных случаях пластины выполнены намагниченными с образованием с магнитопроводным ротором магнитного контура взаимного притяжения.In other special cases, the plates are made magnetized with the formation of a magnetic circuit of mutual attraction with the magnetic-conductive rotor.

Как правило, внутри кулачков ротора расположены выходящие на их торцы продольные камеры.As a rule, longitudinal chambers extending to their ends are located inside the rotor cams.

В частных случаях реализации камеры в кулачках ротора сообщены с рабочими камерами насоса через капиллярные каналы, выходящие на передние по ходу вращения грани кулачков.In particular cases, the implementation of the chambers in the rotor cams are communicated with the working chambers of the pump through capillary channels extending to the front faces of the cams in the direction of rotation.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен быстроходный пластинчатый насос многократного действия в разрезе вдоль оси его вала; на фиг. 2 - разрез по А-А с фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по В-В с фиг. 2; на фиг. 4 - разрез по С-С с фиг. 2.The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a high-speed multi-action vane pump in section along the axis of its shaft; in fig. 2 is a section along AA in FIG. one; in fig. 3 is a section along B-B of FIG. 2; in fig. 4 is a section along C-C of FIG. 2.

Насос содержит корпус 1 с внутренней 2 и наружной 3 крышками, которые центрируются между собой с помощью втулки 4 и стягиваются болтами 5. В корпусе 1 установлен статор 6 с герметизацией стыка по корпусу 1 клинопрофильными уплотнениями 7, распираемыми общей поджимной пружиной 8 U-образного профиля с перфорированным дном 9. На наружной поверхности статора 6 выполнены кольцевые канавки, образующие всасывающий 10 и нагнетательный 11 коллекторы. Две крайние канавки всасывающего коллектора 10 соединены между собой каналами 12, проходящими под нагнетательным коллектором 11, и со всасывающими каналами 13, выходящими на внутреннюю поверхность статора 6. Центральная канавка с нагнетательным коллектором 11 также соединена с внутренней поверхностью статора 6 через нагнетательные каналы 14 и имеет выход к выходному порту 15 корпуса 1. Выходные отверстия каналов 13 и 14 на внутренней поверхности статора располагаются рядами вдоль пазов 16 под пластины 17, причем в каждом ряду перемычки 18 между отверстиями как каналов 13 та и каналов 14 обеспечивают в их зонах непрерывность внутренней поверхности статора 6 в контакте с ротором 19. Пазы 16 статора 6 могут быть частично совмещены с каналами 14 и содержать ленточные пружины 20, опертые на дно паза 16 и пластины 17. Ротор 19 снабжен кулачками 21 и валом 22. Вершины кулачков 21 имеют радиус R скругления, равный радиусу внутренней поверхности статора 6, и ширину 1 скругления, превышающую ширину L паза 16. На конце вала 22 закреплена крыльчатка 23. Наружная крышка 3 имеет в центральной части полость 24, выходящую наружу через всасывающий порт 25. В полости 24 размещена крыльчатка 23. Внутри кулачков 21 могут располагаться продольные камеры 26, выходящие на торцы ротора 19, и каналы 27, выходящие на передние по ходу вращения грани кулачков 21 и соединяющие камеры 26 с рабочими камерами 28. Торцовое уплотнение ротора 19 состоит из шайбы 29 с двумя кольцевыми уплотнениями 30, герметизирующими ее стык с корпусом 1 с образованием полости 31 с подводом в нее жидкости из нагнетательного коллектора 11 через пазы 16 и стыкуемые с ними отверстия 32 в шайбе 29. Выходящий из корпуса 1 конец вала 22 снабжен комплектом уплотнений 33. Для отвода утечек из рабочих камер 28 по торцу ротора 19 предусмотрен канал 34, соединяющий полость перед уплотнениями 33 со всасывающим коллектором 10. В случае необходимости отвода воздуха из рабочих камер 28 канал 34 выполняется с выходом не во всасывающий коллектор 10, а наружу из корпуса 1 (пунктирные линии на фиг. 1).The pump contains a housing 1 with an inner 2 and outer 3 covers, which are centered with each other by means of a bushing 4 and are tightened with bolts 5. In the housing 1, a stator 6 is installed with sealing of the joint along the housing 1 by wedge-shaped seals 7, expanded by a common compression spring 8 of the U-shaped profile with a perforated bottom 9. On the outer surface of the stator 6 there are annular grooves that form the suction 10 and delivery 11 collectors. The two extreme grooves of the suction manifold 10 are connected to each other by channels 12 passing under the pressure header 11 and with the suction channels 13 extending to the inner surface of the stator 6. The central groove with the pressure manifold 11 is also connected to the inner surface of the stator 6 through the pressure channels 14 and has outlet to the outlet port 15 of the housing 1. The outlet openings of the channels 13 and 14 on the inner surface of the stator are arranged in rows along the grooves 16 for the plates 17, and in each row, the bridges 18 between the openings as the channels 13 and channels 14 provide in their zones the continuity of the internal surface of the stator 6 in contact with the rotor 19. The grooves 16 of the stator 6 can be partially aligned with the channels 14 and contain strip springs 20 supported on the bottom of the groove 16 and the plates 17. The rotor 19 is equipped with cams 21 and a shaft 22. The tops of the cams 21 have a radius R of rounding, equal to the radius of the inner surface of the stator 6, and the width of the fillet 1 exceeding the width inu L of the groove 16. At the end of the shaft 22, an impeller 23 is fixed. The outer cover 3 has a cavity 24 in its central part that extends outward through the suction port 25. An impeller 23 is located in the cavity 24. Longitudinal chambers 26 can be located inside the cams 21, extending to the ends of the rotor 19, and channels 27, opening on the front edges of the cams 21 in the direction of rotation and connecting the chambers 26 with the working chambers 28. The mechanical seal of the rotor 19 consists of a washer 29 with two O-rings 30 sealing its joint with the housing 1 to form a cavity 31 with a supply into it liquid from the discharge manifold 11 through the grooves 16 and the holes 32 in the washer 29 butted with them. The end of the shaft 22 emerging from the housing 1 is equipped with a set of seals 33. To drain leaks from the working chambers 28, a channel 34 is provided along the end of the rotor 19, which connects the cavity in front of seals 33 with a suction manifold 10. If it is necessary to remove air from the working chambers 28, channel 34 is made with an outlet not to the suction th manifold 10, and outward from housing 1 (dashed lines in Fig. one).

Быстроходный пластинчатый насос многократного действия работает следующим образом:The high-speed, multi-action vane pump works as follows:

При вращении вала 22 с ротором 19 от приводного двигателя (на чертеже не показан) закрепленная на валу крыльчатка 23 вращает жидкость, поступающую в насос через всасывающий порт 25, и под действием центробежных сил она создает во всасывающем коллекторе 10 давление подпитки, нагнетающее жидкость через всасывающие каналы 13 в рабочие камеры 28 ротора 19, в моменты их прохождения под каналами 13. После выхода из контакта с всасывающими каналами 13 жидкость в рабочих камерах 28 переносится к пластинам 17, постоянно контактирующим с ротором 19, и нагнетательным каналом 14. По мере кольцевого движения объем рабочих камер 28, ограниченный линиями контакта вершин кулачков 21 со статором 6 и линиями контакта пластин 17 с ротором 19, уменьшается и жидкость вытесняется в нагнетательные каналы 14. После прохождения вершин кулачков 21 под пластинами 17 рабочие камеры 28 соединяются со всасывающими каналами 13 и их объем возрастает до момента отключения от всасывающих каналов 13. Цикл наполнения и опорожнения рабочих камер 28 повторяется перед каждой пластиной 17, обеспечивая четырехкратное действие насосу, а его рабочий объем q определяется произведением объема V одной рабочей камеры 28 на их число 6 и число 4 пластин 17, т.е. q=24V.When the shaft 22 with the rotor 19 rotates from the drive motor (not shown in the drawing), the impeller 23 fixed on the shaft rotates the liquid entering the pump through the suction port 25, and under the action of centrifugal forces, it creates a charge pressure in the suction manifold 10, pumping liquid through the suction channels 13 into the working chambers 28 of the rotor 19, at the time of their passage under the channels 13. After coming out of contact with the suction channels 13, the liquid in the working chambers 28 is transferred to the plates 17, constantly in contact with the rotor 19, and the discharge channel 14. As the annular movement the volume of the working chambers 28, limited by the lines of contact of the tops of the cams 21 with the stator 6 and the lines of contact of the plates 17 with the rotor 19, decreases and the liquid is displaced into the discharge channels 14. After passing the tops of the cams 21 under the plates 17, the working chambers 28 are connected to the suction channels 13 and the volume increases until it is disconnected from the suction ducts 13. Filling cycle and emptying the working chambers 28 is repeated in front of each plate 17, providing a fourfold action of the pump, and its working volume q is determined by the product of the volume V of one working chamber 28 by their number 6 and the number 4 of plates 17, i.e. q = 24V.

Шесть рабочих камер 28 герметизируются по цилиндрической поверхности статора 6 беззазорным контактом упругих кулачков 21 ротора 19 за счет установки его в статор 6 с натягом по наружному диаметру и торцовым уплотнением с шайбой 29, поджимаемой уплотнением 30. Повышенная упругость кулачков 21 создается наличием в них продольных камер 26. Для сохранения герметичности при высоких давлениях жидкости камеры 26 снабжены капиллярными каналами 27 для заполнения камер 26 высоким давлением из рабочих камер 28. Благодаря этому, рабочие камеры 28 не имеют присущих прототипу щелевых уплотнений и обеспечивают высокий объемный КПД насосу и работу при повышенных давлениях жидкости. Вытеснение жидкости из рабочих камер 28 осуществляют пластины 17, герметично стыкуемые с ротором 19 за счет пружин 20 или магнитных сил и давления жидкости в нагнетательных каналах 14, подключенных к пазам 16. Причем совмещение пазов 16 с нагнетательными каналами 14 создает прижим пластин 17 и к стенкам пазов 16, обеспечивая высокую герметичность и этих стыков.Six working chambers 28 are sealed along the cylindrical surface of the stator 6 by the backlash-free contact of the elastic cams 21 of the rotor 19 by installing it in the stator 6 with an interference fit along the outer diameter and by an end seal with a washer 29 pressed by a seal 30. The increased elasticity of the cams 21 is created by the presence of longitudinal chambers in them 26. To maintain tightness at high fluid pressures, chambers 26 are equipped with capillary channels 27 for filling chambers 26 with high pressure from working chambers 28. Due to this, working chambers 28 do not have slot seals inherent in the prototype and provide high volumetric efficiency of the pump and operation at high fluid pressures ... The displacement of liquid from the working chambers 28 is carried out by plates 17, which are hermetically joined to the rotor 19 due to the springs 20 or magnetic forces and fluid pressure in the injection channels 14 connected to the grooves 16. Moreover, the alignment of the grooves 16 with the injection channels 14 creates a pressure of the plates 17 to the walls grooves 16, ensuring high tightness of these joints.

Наличие постоянного контакта кулачков 21 со статором 6 при отсутствии неуравновешенных сил от давления жидкости в рабочих камерах 28 на роторе 19 при четных числах кулачков 21 и пластин 17 позволяет отказаться от традиционных подшипников вала, передав их функцию хорошо смазываемой и охлаждаемой рабочей жидкостью паре трения ротор-статор, что существенно повышает массогабаритные показатели насоса.The presence of constant contact of the cams 21 with the stator 6 in the absence of unbalanced forces from the fluid pressure in the working chambers 28 on the rotor 19 with even numbers of cams 21 and plates 17 makes it possible to abandon traditional shaft bearings, transferring their function to a well lubricated and cooled working fluid friction pair rotor- stator, which significantly increases the mass and dimensions of the pump.

С целью исключения соударений вершин кулачков 21 с кромками пазов 17 эти вершины выполняются с радиусом R, равным радиусу отверстия статора 6 на протяженности, превышающей ширину пазов 17. С этой же целью отверстия выхода каналов 13 и 14 внутри статора 6 имеют перемычки, служащие опорами ротору 19.In order to exclude collisions of the tops of the cams 21 with the edges of the grooves 17, these tops are made with a radius R equal to the radius of the opening of the stator 6 over a length exceeding the width of the grooves 17. For the same purpose, the outlet openings of the channels 13 and 14 inside the stator 6 have jumpers that serve as supports for the rotor 19.

Снижению массогабаритных показателей насоса способствует использование для поджима пластин 17 компактных пружин 20 в виде волнистой ленты или магнитных сил при намагниченных пластинах. Их применение позволяет понизить глубину пазов 16 в статоре 6 и наружный диаметр статора 6 и корпуса 1. Применение компактных клинопрофильных уплотнений 7 с перфорированной распорной пружиной 8 U-образного профиля позволяет уменьшить толщину перегородок в статоре 6, что также повышает компактность насоса. Существенный вклад в уменьшение габаритов насоса вносит размещение полости нагнетательного коллектора 11 между двумя полостями всасывающего коллектора 10. При этом силы давления жидкости на торцевые стенки коллектора 11, принадлежащие статору 6, не передаются на корпус 1 и его крышку 3, связанные болтами 5, что позволяет выполнить их более тонкостенными и компактными.Reducing the weight and dimensions of the pump is facilitated by the use of compact springs 20 in the form of a wavy tape or magnetic forces with magnetized plates to press the plates 17. Their use makes it possible to reduce the depth of the grooves 16 in the stator 6 and the outer diameter of the stator 6 and the housing 1. The use of compact clinoprofile seals 7 with a perforated U-shaped spacer spring 8 reduces the thickness of the baffles in the stator 6, which also increases the compactness of the pump. A significant contribution to reducing the dimensions of the pump is made by the placement of the cavity of the discharge manifold 11 between the two cavities of the suction manifold 10. In this case, the forces of fluid pressure on the end walls of the manifold 11 belonging to the stator 6 are not transmitted to the body 1 and its cover 3, connected by bolts 5, which allows make them thinner and more compact.

Размещенная на валу 22 крыльчатка 23 с полостью в крышке 3 образует центробежный насос подпитки, повышающий быстроходность насоса за счет лучшего заполнения рабочих камер 28 жидкостью при увеличении скорости вращения вала 22.Placed on the shaft 22, the impeller 23 with a cavity in the cover 3 forms a centrifugal feed pump, which increases the pump speed due to better filling the working chambers 28 with liquid while increasing the speed of rotation of the shaft 22.

В случае выполнения канала 34 с выходом не во всасывающий коллектор 10, а наружу из корпуса 1 газ, попавший во вращающиеся рабочие камеры 28, отжимается более тяжелой жидкостью к их донной части, откуда через неплотности в торцовом уплотнении с шайбой 29 попадает в зону перед уплотнениями 33 и отводится по каналу 34 наружу корпуса 1. Благодаря этому насос способен возобновлять нагнетание жидкости в сосуд с высоким давлением после попадания воздуха в его всасывающий порт 25.In the case of the execution of the channel 34 with an outlet not to the suction manifold 10, but out of the housing 1, the gas that has entered the rotating working chambers 28 is squeezed by a heavier liquid to their bottom, from where, through leaks in the mechanical seal with a washer 29, it enters the zone in front of the seals 33 and is diverted through channel 34 to the outside of the housing 1. Due to this, the pump is able to resume pumping liquid into the high-pressure vessel after air has entered its suction port 25.

Таким образом, предложенная конструкция насоса обеспечивает ему пониженные массогабаритные показатели, повышенные коэффициент полезного действия и максимальное рабочее давление, увеличенную быстроходность и способность быстро восстанавливать подачу жидкости в сосуд с высоким давлением после попадания в насос газа.Thus, the proposed design of the pump provides it with reduced weight and dimensions, increased efficiency and maximum operating pressure, increased speed and the ability to quickly restore liquid supply to a high-pressure vessel after gas enters the pump.

Claims

1. High-speed vane pump of repeated action, containing a housing, inside which is a stator with a cylindrical bore, covering a cam rotor with end seals to form working chambers, spring-loaded plates placed in the stator slots, and the number of rotor cams and stator plates is expressed in even numbers, plates separate the suction and discharge channels made in the stator and connected to the suction and discharge manifolds, respectively, while the discharge channels are partially aligned with the grooves for the plates, and the tops of the rotor cams are made with a radius equal to the radius of the inner surface of the stator and a width exceeding the width of the stator grooves, characterized in that the outer surface of the stator is made with three annular grooves, separated by seals between the stator and the casing into two extreme annular cavities of the suction manifold and the central annular cavity of the delivery manifold, and the extreme rings The cavities are interconnected by channels passing under the central annular cavity, connected to the pump outlet port located in the casing in the area between these seals, an impeller is installed on the rotor shaft, located in the cavity of the pump casing cover with a central fluid supply and its outlet from the impeller in suction manifold, while the channel for removing liquid leaks from the rotor end seal is made with an outlet to the suction manifold or to the outer surface of the housing, and the outlets of the suction and delivery channels on the inner surface of the stator are arranged in rows, with both the outlets of the suction channels and the separated by jumpers on a line along the stator slots, serving as additional support surfaces for the rotor cams.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the seals between the stator and the casing are made in the form of wedge-shaped plastic rings with a common compression spring of U-shaped cross-section with a perforated bottom.

3. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seal of the rotor is made in the form of a washer with two O-rings relative to the body or its cover and the cavity between these seals with the supply of liquid from the discharge manifold through the holes in the washer located opposite the ends of the grooves stator.

4. The pump according to claim. 1, characterized in that the springs of the plates are made in the form of a wavy tape and are located at the bottom of the stator grooves.

5. The pump according to claim. 1, characterized in that the plates are made magnetized to form a magnetic circuit of mutual attraction with the magnetic conductive rotor.

6. The pump according to claim 1, characterized in that longitudinal chambers extending to their ends are located inside the rotor cams.

7. The pump according to claim 6, characterized in that the chambers in the rotor cams are communicated with the working chambers of the pump through capillary channels extending to the front faces of the cams in the direction of rotation.