RU2742259C1 - Volumetric roller-vane circuit pump with stepless variation of efficiency - Google Patents

Volumetric roller-vane circuit pump with stepless variation of efficiency Download PDF

Info

Publication number
RU2742259C1
RU2742259C1 RU2019145341A RU2019145341A RU2742259C1 RU 2742259 C1 RU2742259 C1 RU 2742259C1 RU 2019145341 A RU2019145341 A RU 2019145341A RU 2019145341 A RU2019145341 A RU 2019145341A RU 2742259 C1 RU2742259 C1 RU 2742259C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crown
gear
pump
rotor
displacement
Prior art date
Application number
RU2019145341A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Никита Вячеславович Пальченко
Алексей Михайлович Плущевский
Павел Андреевич Тусов
Original Assignee
Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦВ Миль и Камов")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦВ Миль и Камов") filed Critical Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦВ Миль и Камов")
Priority to RU2019145341A priority Critical patent/RU2742259C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2742259C1 publication Critical patent/RU2742259C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/14Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/113Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the inner member carrying rollers intermeshing with the outer member

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering, particularly, to systems for driving propellers and other rotorcraft assemblies. Proposed pump comprises casing (7) accommodating rotor (1) and liners (2) with separating rollers (3) fitted therein. Exciting crown (4) is installed in housing (7), as well as separating rollers (3) with liners (2) put on their axis. Pump comprises holder (8) fitted on case (7) and provided with grooves. At the same time on each roller (3), there is driven gear (6). Driven gear (6) is coupled with drive gear (5), wherein gear (5) is different from gear (6) width. Exciting crown allows changing working height of rotor, thus changing its efficiency per revolution and, equally, productivity per unit of time at fixed frequency of rotation of input shaft.
EFFECT: higher reliability, resource, pump and overall efficiency.
3 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Настоящее изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при разработке или модернизации систем привода несущих винтов и других агрегатов для винтокрылых летательных аппаратов любой схемы, а также в других отраслях.The present invention relates to aeronautical engineering and can be used in the development or modernization of rotor drive systems and other units for rotary-wing aircraft of any configuration, as well as in other industries.

Уровень техникиState of the art

Известна конструкция насоса объемного действия аксиально-плунжерной схемы с бесступенчатым изменением производительности при сохранении частоты вращения входного вала №2109167 «Аксиально-поршневой регулируемый насос». В известном устройстве изменение производительности при сохранении частоты вращения входного вала происходит за счет изменения угла наклона косой шайбы.The known design of a positive displacement pump of an axial-plunger scheme with a stepless change in performance while maintaining the speed of the input shaft No. 2109167 "Axial piston variable pump". In the known device, the change in performance while maintaining the speed of the input shaft occurs by changing the angle of inclination of the oblique washer.

Такое техническое решение позволяет изменять величину рабочего хода плунжера и тем регулировать производительность насоса за оборот от нулевого до максимального ее значения.This technical solution makes it possible to change the value of the working stroke of the plunger and thereby regulate the pump performance per revolution from zero to its maximum value.

Недостатком данной схемы является наличие в ней элементов, совершающих возвратно-поступательное движение (плунжеров) и связанные с этим периодические скачки давления, снижающие ресурс как самого насоса, так и смежных с ним агрегатов и требующие введения в конструкцию агрегата или магистралей устройств, демпфирующих данные скачки, существенные механические потери, а также сравнительно низкая удельная мощность по сравнению с насосами других схем.The disadvantage of this scheme is the presence of elements in it that perform a reciprocating movement (plungers) and associated periodic pressure surges, which reduce the resource of both the pump itself and adjacent units and require the introduction of devices into the design of the unit or lines that dampen these surges , significant mechanical losses, as well as a relatively low power density in comparison with pumps of other schemes.

Известна конструкция насоса объемного действия ролико-лопастной схемы №2205273 «Роликолопастная машина» с редукционным клапаном, который перепускает рабочую жидкость полностью или частично в сливную магистраль в обход потребителя. Насосы данной схемы обладают наиболее высокой удельной мощностью по сравнению с насосами других схем.Known design of a displacement pump of a roller-blade scheme No. 2205273 "Roller-blade machine" with a pressure reducing valve, which bypasses the working fluid completely or partially into the drain line bypassing the consumer. Pumps of this scheme have the highest power density in comparison with pumps of other schemes.

Недостатком данной схемы является связанная с перепуском рабочей жидкости потеря мощности и, следовательно, снижение насосного коэффициента полезного действия (КПД) данного агрегата вплоть до нулевого значения, что делает неэффективной эксплуатацию агрегата подобной конструкции на значениях производительности, отличных от максимального.The disadvantage of this scheme is the loss of power associated with the bypass of the working fluid and, therefore, a decrease in the pumping efficiency (efficiency) of this unit down to zero, which makes it ineffective to operate a unit of a similar design at performance values that are different from the maximum.

Наиболее близким техническим решением является принятая в качестве прототипа конструкция, описанная в патенте №2205273.The closest technical solution is adopted as a prototype design described in patent No. 2205273.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков известных конструкций и создание надежной конструкции насоса, позволяющей при максимальной удельной мощности без потери КПД обеспечить бесступенчатое изменение производительности.The aim of the present invention is to eliminate the noted disadvantages of the known designs and to create a reliable pump design that allows, at maximum power density without loss of efficiency, to provide a stepless change in performance.

Технический результат заключается в повышении надежности и ресурса насоса, повышении насосного и общего КПД.The technical result consists in increasing the reliability and service life of the pump, increasing the pumping and overall efficiency.

Указанный технический результат достигается тем, что насос содержит ротор, сухари (с установленными в них разделительными роликами), вытеснительную корону, ведущую и ведомую шестерни синхронизации, корпус, обойму. Введение в конструкцию насоса вытеснительной короны позволяет изменять рабочую высоту ротора, тем самым повышая его производительность за оборот и, равно, производительность в единицу времени при фиксированной частоте вращения входного вала.The specified technical result is achieved by the fact that the pump contains a rotor, crackers (with separating rollers installed in them), a displacement crown, driving and driven synchronization gears, a housing, and a clip. The introduction of a displacement crown into the design of the pump makes it possible to change the working height of the rotor, thereby increasing its productivity per revolution and, equally, productivity per unit time at a fixed input shaft speed.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1 показана принципиальная схема насоса в режиме максимальной производительности (вытеснительная корона в нижнем положении);FIG. 1 shows a schematic diagram of the pump in the maximum performance mode (displacement crown in the lower position);

На фиг. 2 показана принципиальная схема насоса в режиме нулевой производительности или в режиме холостого хода (вытеснительная корона в верхнем положении);FIG. 2 shows a schematic diagram of the pump in the zero-capacity mode or in the idle mode (displacement crown in the upper position);

На фиг. 3 показан поперечный разрез насоса.FIG. 3 shows a cross section of the pump.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Насос содержит корпус 7, в который установлен ротор 1 и вытеснительная корона 4. Также в корпус 7 установлены и жестко закреплены разделительные ролики 3 с надетыми на их оси сухарями 2. На разделительном ролике 3 установлена ведомая шестерня 6 синхронизации, взаимодействующая с ведущей шестерней 5. При этом сухари контактируют с боковой поверхностью вытеснительной короны 4, а ролики 3 - с торцовой поверхностью короны 4. Для обеспечения постоянного контакта торцовых поверхностей роликов 3 и короны 4, ролики прижимаются пружиной, как на фиг. 1, или каким-либо другим способом.The pump contains a housing 7, in which a rotor 1 and a displacement crown 4 are installed. Also, separating rollers 3 with rusks 2 put on their axes are installed and rigidly fixed in the housing 7. A driven synchronization gear 6 is installed on the separating roller 3, interacting with the driving gear 5. In this case, the crackers are in contact with the lateral surface of the displacement crown 4, and the rollers 3 - with the end surface of the crown 4. To ensure constant contact of the end surfaces of the rollers 3 and the crown 4, the rollers are pressed by a spring, as in FIG. 1, or in some other way.

Вытеснительная корона 4 кинематически связана с разделительными роликами 3 через их торцевые поверхности.The displacement crown 4 is kinematically connected to the separating rollers 3 through their end surfaces.

Для обеспечения синхронности вращения ведущая шестерня 5 выполнена большей ширины, чем ведомая шестерня 6 на величину хода короны.To ensure synchronous rotation, the drive gear 5 is made wider than the driven gear 6 by the amount of the crown stroke.

Обойма 8 надета на корпус 7 и снабжена проточками, предназначенными для подачи рабочей жидкости в ротор 1.The holder 8 is put on the body 7 and is equipped with grooves designed to supply the working fluid to the rotor 1.

Работа насоса происходит аналогично (патент №2205273), однако изменение производительности за оборот осуществляется следующим образом.The pump operates in the same way (patent No. 2205273), however, the change in productivity per revolution is carried out as follows.

Вытеснительная корона, выполненная по форме, ответной ротору, таким образом, что при надвигании на него образует цилиндр диаметром, равным наружному диаметру ротора. При этом зазоры между ротором и короной должны быть минимальны, вплоть до касания. Поскольку, как видно из фиг. 3, при работе насоса лопатки ротора 1 заходят в канавки роликов 3, смещение короны 4 также вызывает соответствующее смещение роликов 3. Для предотвращения перетечек рабочей жидкости из сливной зоны в напорную, связанных с увеличением торцовых зазоров, происходящим при этом, на роликах установлены сухари 2, которые смещаются вместе с роликами 3 и вытеснительной короной 4. Для обеспечения безотрывного прилегания торцовой поверхности роликов 3 к короне 4 ролики могут прижиматься к ней пружиной или каким-либо другим способом. Количество пар роликов 3 лопаток ротора 1, форма канавок роликов 3 и лопаток ротора 1, рабочая высота ротора 1, величина хода короны 4 могут быть любыми и определяются исходя из потребных характеристик насоса. Подача рабочей жидкости на ротор осуществляется через проточки в обойме 8 и отверстия в корпусе 7 или каким-либо иным способом. Для уменьшения величины управляющего усилия, осевая нагрузка на корону, вызванная воздействием рабочего давления, может быть скомпенсирована созданием противодавления или каким-либо иным образом. Для обеспечения перетекания рабочей жидкости между полостями, предназначенными для движения сухарей 2, роликов 3, короны 4 и шестерен 6 могут быть выполнены перепускные отверстия и пазы той или иной формы в указанных элементах или в корпусе 7 (на чертежах не показаны).The displacement crown, made in a form that mates with the rotor, in such a way that, when pushed onto it, it forms a cylinder with a diameter equal to the outer diameter of the rotor. In this case, the gaps between the rotor and the crown should be minimal, up to touching. Since, as seen in FIG. 3, during operation of the pump, the rotor blades 1 enter the grooves of the rollers 3, the displacement of the crown 4 also causes a corresponding displacement of the rollers 3. To prevent the flow of the working fluid from the drain zone to the pressure head, associated with an increase in the end clearances that occurs during this, crackers 2 are installed on the rollers , which are displaced together with the rollers 3 and the displacement crown 4. To ensure uninterrupted adherence of the end surface of the rollers 3 to the crown 4, the rollers can be pressed against it by a spring or in some other way. The number of pairs of rollers 3 of the blades of the rotor 1, the shape of the grooves of the rollers 3 and the blades of the rotor 1, the working height of the rotor 1, the value of the stroke of the crown 4 can be any and are determined based on the required characteristics of the pump. The working fluid is supplied to the rotor through grooves in the cage 8 and holes in the housing 7 or in some other way. To reduce the magnitude of the control force, the axial load on the crown caused by the action of the operating pressure can be compensated by creating a back pressure or in some other way. To ensure the overflow of the working fluid between the cavities intended for the movement of crackers 2, rollers 3, crown 4 and gears 6, bypass holes and grooves of one form or another can be made in these elements or in the housing 7 (not shown in the drawings).

Насос с переменной производительностью имеет следующие особенности конструкции:The variable displacement pump has the following design features:

1. Изменение производительности за оборот происходит путем перемещения вытеснительной короны соосно ротору.1. The change in productivity per revolution occurs by displacement of the displacement crown coaxially with the rotor.

2. Разделительные ролики могут поступательно двигаться вместе с короной и установлены в направляющих сухарях.2. Separating rollers can move forward with the crown and are installed in the guide blocks.

3. Минимизация управляющего движением вытеснительной короны усилия может быть обеспечена за счет создания противоположно направленного усилия.3. Minimization of the force controlling the movement of the displacement crown can be ensured by creating an oppositely directed force.

4. Прилегание торцовой поверхности разделительных роликов к торцовой поверхности короны обеспечивается пружиной или другим механизмом аналогичного назначения.4. The adhesion of the end surface of the separating rollers to the end surface of the crown is provided by a spring or other mechanism of a similar purpose.

Claims (3)

1. Насос объемного действия ролико-лопастной схемы, содержащий корпус (7), в который установлен ротор (1) и сухари (2) с установленными в них разделительными роликами (3), отличающийся тем, что в корпус (7) установлена вытеснительная корона (4), а также разделительные ролики (3) с надетыми на их оси сухарями (2), при этом на каждом ролике (3) установлена ведомая шестерня (6), также обойма (8), надетая на корпус (7) и снабженная проточками.1. A displacement pump of a roller-blade scheme, containing a housing (7), in which a rotor (1) and rusks (2) are installed with separating rollers (3) installed in them, characterized in that a displacement crown is installed in the housing (7) (4), as well as separating rollers (3) with breadcrumbs (2) put on their axles, while on each roller (3) there is a driven gear (6), also a clip (8), put on the body (7) and equipped with grooves. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что ведомая шестерня (6) сопряжена с ведущей шестерней (5), при этом шестерня (5) выполнена отличной от шестерни (6) ширины.2. The pump according to claim 1, characterized in that the driven gear (6) is mated with the driving gear (5), while the gear (5) is made of a different width from the gear (6). 3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что разделительные ролики (3) прилегают к вытеснительной короне (4) за счет подпружинивания.3. The pump according to claim. 1, characterized in that the separating rollers (3) adjoin the displacement crown (4) due to spring loading.
RU2019145341A 2019-12-31 2019-12-31 Volumetric roller-vane circuit pump with stepless variation of efficiency RU2742259C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145341A RU2742259C1 (en) 2019-12-31 2019-12-31 Volumetric roller-vane circuit pump with stepless variation of efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145341A RU2742259C1 (en) 2019-12-31 2019-12-31 Volumetric roller-vane circuit pump with stepless variation of efficiency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742259C1 true RU2742259C1 (en) 2021-02-05

Family

ID=74554325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145341A RU2742259C1 (en) 2019-12-31 2019-12-31 Volumetric roller-vane circuit pump with stepless variation of efficiency

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2742259C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62670A (en) * 1985-06-26 1987-01-06 イ−トン コ−ポレ−シヨン Rotary type hydraulic pressure device
RU2148730C1 (en) * 1998-06-29 2000-05-10 Смертин Александр Спиридонович Roller-and-blade hydraulic machine
RU2205273C2 (en) * 2001-05-30 2003-05-27 Домогацкий Виктор Викторович Roller-vane machine
US9068456B2 (en) * 2010-05-05 2015-06-30 Ener-G-Rotors, Inc. Fluid energy transfer device with improved bearing assemblies
RU153818U1 (en) * 2014-10-31 2015-08-10 Валерий Григорьевич Лурий ROLLER MACHINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62670A (en) * 1985-06-26 1987-01-06 イ−トン コ−ポレ−シヨン Rotary type hydraulic pressure device
RU2148730C1 (en) * 1998-06-29 2000-05-10 Смертин Александр Спиридонович Roller-and-blade hydraulic machine
RU2205273C2 (en) * 2001-05-30 2003-05-27 Домогацкий Виктор Викторович Roller-vane machine
US9068456B2 (en) * 2010-05-05 2015-06-30 Ener-G-Rotors, Inc. Fluid energy transfer device with improved bearing assemblies
RU153818U1 (en) * 2014-10-31 2015-08-10 Валерий Григорьевич Лурий ROLLER MACHINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2423701A (en) Pump
EP3087276B1 (en) Variable displacement pump and method for regulating the displacement of the pump
RU2742259C1 (en) Volumetric roller-vane circuit pump with stepless variation of efficiency
CN111396279B (en) Force balance type two-dimensional plunger pump
CN104405468A (en) Hydraulic valve opening/closing device of engine
CN201218202Y (en) Spring pin type blade pump
US11891997B2 (en) Two-dimensional motor piston pump
CN104594968A (en) Combined type variable displacement oil pump
CN210422865U (en) Radial plunger pump motor of rectangle plunger
CN105065225A (en) Electromagnetic type plunger pump device and control method
EP3295031B1 (en) A reversible pump and a method to control a reversible pump
CN104533745A (en) Double-butterfly-shaped cooperation flow distribution pump driven by linear resonance motors
CN107345516B (en) Plunger sealing ring for high-pressure fuel pump and corresponding high-pressure fuel pump
CN103925182A (en) Stationary-cylinder double-swash-plate axial plunger pump
CN111120238A (en) Floating transmission mechanism and micropump
CN211370706U (en) Stop limit structure of micro pump transmission shaft
KR100872112B1 (en) Pressure pulsation reduction device that use volume design in hydraulic piston pump
CN205013223U (en) Electromagnetic type plunger pump device
CN103075317A (en) Dual-pump type axial variable displacement plunger pump
US2501165A (en) Hydrodynamic machine
CN112539147A (en) Integrated valve plate and micropump
KR20200037609A (en) Flow control type fluid pump
RU2741183C1 (en) Volume-action pump of planetary roller-vane circuit for abrasive media
CN217029194U (en) Cam driving mechanism for four-plunger metering pump
CN212898813U (en) Two-dimensional piston pump with series-parallel structure