RU60646U1

RU60646U1 - GEAR PUMP

Info

Publication number: RU60646U1
Application number: RU2006132996/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Маркин; Николай Федорович Скляров; Александр Алексеевич Быковский
Original assignee: ОАО "Калужский двигатель"
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2007-01-27

Abstract

Полезная модель относится к области гидромашиностроения. Повышается надежность и долговечность насоса за счет продления срока службы уплотнения входного вала, устранения компрессии и кавитации жидкости во впадинах шестерен. Насос шестеренный содержит корпус 1, в цилиндрических расточках 2 которого размещены шестерни 3 и 4. При вращении шестерен 3 и 4 рабочая жидкость захватывается зубьями шестерен 3 и 4 и переносится из полости 18 всасывания в полость 19 нагнетания. Одновременно рабочая жидкость поступает в полости прижима и поджимает торцовые компенсаторы 13-16 к торцам шестерен 3 и 4. Винтовые и радиальные пазы 20, 21, т.е. импеллеры, представляющие собой встроенные в узел уплотнения простейшие насосы, создают противодавление, устраняющего кавитацию, и не допускающего компрессии во впадинах шестерен 3 и 4, а также снижающего утечки через компенсатор 13 и по цапфе 5 насоса. Выполнение на торцевой поверхности шестерни 3 со стороны уплотнения входного вала 17 радиальных пазов 21 обеспечивает уменьшение поверхности трения на стороне всасывания и теплообразования в связи с уменьшением поверхности соприкосновения торцевого компенсатора 13 и шестерни 3. 4 ил.The utility model relates to the field of hydraulic engineering. The reliability and durability of the pump is increased by extending the service life of the input shaft seal, eliminating compression and cavitation of the fluid in the troughs of the gears. The gear pump contains a housing 1, in the cylindrical bores 2 of which gears 3 and 4 are placed. When the gears 3 and 4 rotate, the working fluid is captured by the teeth of gears 3 and 4 and transferred from the suction cavity 18 to the discharge cavity 19. At the same time, the working fluid enters the pressure cavity and presses the end compensators 13-16 to the ends of the gears 3 and 4. Screw and radial grooves 20, 21, i.e. impellers, which are the simplest pumps built into the seal assembly, create a back pressure that eliminates cavitation and does not allow compression in the cavities of gears 3 and 4, as well as reduces leakage through the compensator 13 and on the pump axle 5. The execution on the end surface of the gear 3 from the sealing side of the input shaft 17 of the radial grooves 21 provides a decrease in the friction surface on the suction and heat generation side due to the decrease in the contact surface of the end compensator 13 and gear 3. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, в частности к шестеренным насосам.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, in particular to gear pumps.

Известен шестеренный насос, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, торцовые компенсаторы, с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен. С целью повышения надежности и долговечности за счет уменьшения материалоемкости насоса между торцовыми поверхностями компенсаторов и шестерен выполнены выборки (см. патент РФ на изобретение №1645624). Расположение выборок в зоне высокого давления уменьшает соприкосновение торцовых поверхностей A gear pump is known, comprising a housing, in cylindrical bores of which external gears are mounted with trunnions mounted in sliding bearings, end compensators, with working surfaces associated with the ends of the gears. In order to increase reliability and durability by reducing the material consumption of the pump, samples were made between the end surfaces of the compensators and gears (see RF patent for invention No. 1645624). The location of the samples in the high pressure zone reduces the contact of the end surfaces

компенсаторов и шестерен, но увеличивает утечки жидкости через компенсаторы и по валу насоса, что приводит к увеличению давления на входе в насос и к преждевременному выходу из строя уплотнения входного вала. Кроме того, вследствие беззазорного зацепления, при котором происходит плотное запирание жидкости входящим в нее зубом, а также вследствие одновременного зацепления двух пар зубьев во впадинах между зубьями шестерен может возникнуть компрессия жидкости. В результате компрессии жидкости возникают большие нагрузки на шестерни, приводящие к износу зуба и перегрузке вала и подшипников.expansion joints and gears, but increases fluid leakage through expansion joints and along the pump shaft, which leads to an increase in pressure at the pump inlet and to premature failure of the input shaft seal. In addition, due to the gap-free engagement, in which the liquid is tightly locked by the tooth entering it, and also due to the simultaneous engagement of two pairs of teeth in the cavities between the gear teeth, fluid compression can occur. As a result of fluid compression, large loads are applied to the gears, leading to tooth wear and overloading of the shaft and bearings.

Известен также шестеренный насос, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления, имеющие радиальные каналы в зубьях и осевые каналы вала, полости всасывания и нагнетания, уплотнение входного вала (см. Роторные насосы. Чиняев И.А., изд-во «Машиностроение», 1969, стр.52). Так как компрессия жидкости во впадинах шестерен ухудшает работу насоса, то прибегают к разгрузке защемленного объема. Устранить компрессию можно путем отвода жидкости через радиальные сверления зубьев шестерни и осевые сверления вала, что трудоемко и не технологично. При недостаточном сечении таких сверлений во впадине в Also known is a gear pump containing a housing, in the cylindrical bores of which external gears are located, having radial channels in the teeth and axial channels of the shaft, suction and discharge cavities, input shaft seal (see. Rotary pumps. I. Chinyaev, publishing house "Engineering", 1969, p. 52). Since the compression of the fluid in the cavities of the gears worsens the operation of the pump, they resort to unloading the pinched volume. Compression can be eliminated by draining the fluid through radial drilling of gear teeth and axial shaft drilling, which is laborious and not technologically advanced. With insufficient cross-section of such drilling in the cavity in

период выхода зубьев из зацепления образуется вакуум, который отрицательно сказывается на работе насоса, поскольку в этом случае происходит выделение из жидкости паров и растворенного в ней воздуха, т.е. возникает кавитация.the period of the teeth coming out of engagement, a vacuum is formed, which negatively affects the operation of the pump, since in this case, vapor and air dissolved in it are released from the liquid, i.e. cavitation occurs.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является шестеренный насос, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, торцовые компенсаторы, с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен с образованием профилированных пазов, полости всасывания и нагнетания, уплотнение входного вала (см. патент РФ на изобретение №1430598).The closest in technical essence and the achieved effect is a gear pump containing a housing in the cylindrical bores of which external gears are mounted with trunnions installed in sliding bearings, end compensators, with working surfaces mating with the ends of the gears with the formation of profiled grooves, a suction cavity and injection, input shaft seal (see RF patent for invention No. 1430598).

Образование клинового зазора между торцами шестерен и рабочей поверхностью торцовых компенсаторов развивает гидродинамическое давление и уменьшает соприкосновение торцовых поверхностей компенсаторов и шестерен, но увеличивает утечки через компенсаторы и по валам насоса, что приводит к увеличению давления на входе в насос и к преждевременному выходу из строя уплотнения входного вала. А, согласно ГОСТ 19027-89 «Шестеренные насосы», давление на входе в насос не должно превышать 0,25 МПа. Создание дополнительных The formation of a wedge gap between the ends of the gears and the working surface of the end compensators develops hydrodynamic pressure and reduces the contact of the end surfaces of the compensators and gears, but increases leakage through the compensators and along the pump shafts, which leads to an increase in the pressure at the pump inlet and to premature failure of the inlet seal shaft. And, according to GOST 19027-89 "Gear pumps", the pressure at the inlet to the pump should not exceed 0.25 MPa. Create additional

каналов на элементах статора насоса не используется для создания противодавления, не позволяющего рабочей жидкости вытекать через зазор между валом и корпусом. Одним из путей устранения компрессии и кавитации жидкости во впадинах шестерен, а также уменьшения давления на входе в насос является создание активного гидравлического сопротивления во вспомогательном тракте насоса, например, с помощью динамических уплотнений. В динамических уплотнениях часть энергии вала или вращающейся торцевой поверхности используется для создания противодавления, не позволяющего рабочей жидкости вытекать через зазор между валом и корпусом, для чего используется осевой или радиальный импеллеры.channels on the stator elements of the pump is not used to create a back pressure that does not allow the working fluid to flow out through the gap between the shaft and the housing. One of the ways to eliminate the compression and cavitation of fluid in the cavities of the gears, as well as to reduce the pressure at the pump inlet, is to create active hydraulic resistance in the auxiliary path of the pump, for example, using dynamic seals. In dynamic seals, part of the energy of the shaft or rotating end surface is used to create back pressure that does not allow the working fluid to flow out through the gap between the shaft and the housing, for which axial or radial impellers are used.

Полезная модель повышает надежность и долговечность насоса за счет продления срока службы уплотнения входного вала, устранения компрессии и кавитации жидкости во впадинах шестерен.The utility model increases the reliability and durability of the pump by extending the service life of the input shaft seal, eliminating compression and cavitation of the fluid in the cavities of the gears.

Достигается это тем, что в насосе шестеренном, содержащим корпус, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, торцовые компенсаторы, с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен, полости всасывания и нагнетания, уплотнение входного вала, профилированные пазы выполнены на This is achieved by the fact that in the gear pump containing the housing, in the cylindrical bores of which external gears are mounted with trunnions installed in sliding bearings, end compensators, with working surfaces mating with the ends of the gears, suction and discharge cavities, input shaft seal, profiled grooves are made on

наружной поверхности цапфы и на торцевой поверхности шестерни со стороны уплотнения входного вала и образуют с ответными поверхностями подшипника скольжения и компенсатора осевой и радиальный импеллеры.the outer surface of the pin and on the end surface of the gear from the sealing side of the input shaft and form axial and radial impellers with the counter surfaces of the sliding bearing and compensator.

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 представлен предлагаемый шестеренный насос, продольный разрез; на фиг.2 - место А на фиг.1 с осевым и радиальным импеллером по впадине зуба; на фиг.3 - место А на фиг.1 с радиальным импеллером по вершине зуба; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 с радиальным пазами по впадинам и вершинам зубьев ведущей шестерни.The utility model is illustrated by drawings. Figure 1 presents the proposed gear pump, a longitudinal section; figure 2 - place a in figure 1 with an axial and radial impeller along the cavity of the tooth; figure 3 - place a in figure 1 with a radial impeller on top of the tooth; figure 4 is a section bB in figure 1 with radial grooves in the hollows and vertices of the teeth of the pinion gear.

Насос шестеренный (фиг.1-4), содержит корпус 1, в цилиндрических расточках 2 которого размещены шестерни 3 и 4 внешнего зацепления с цапфами 5, 6, 7 и 8, установленными в подшипниках скольжения 9, 10, 11 и 12, торцовые компенсаторы 13, 14, 15 и 16 с рабочими поверхностями, сопряженными с торцами шестерен 3 и 4, уплотнение входного вала 17. Полости всасывания 18 и нагнетания 19 (фиг.4). Винтовые пазы 20 выполнены на наружной поверхности цапфы 5, а радиальные пазы 21 - на торцевой поверхности шестерни 3 со стороны уплотнения входного вала 17 и образуют с ответными поверхностями подшипника скольжения 9 и компенсатора 13 осевой и радиальный импеллеры.The gear pump (Figs. 1–4), contains a housing 1, in cylindrical bores 2 of which gears 3 and 4 of external gear are placed with trunnions 5, 6, 7 and 8 installed in sliding bearings 9, 10, 11, and 12, end compensators 13, 14, 15 and 16 with working surfaces associated with the ends of the gears 3 and 4, the seal of the input shaft 17. The suction cavity 18 and discharge 19 (figure 4). The helical grooves 20 are made on the outer surface of the pin 5, and the radial grooves 21 on the end surface of the gear 3 from the sealing side of the input shaft 17 and form axial and radial impellers with the counter surfaces of the sliding bearing 9 and the compensator 13.

Насос работает следующим образом.The pump operates as follows.

При вращении шестерен 3 и 4 рабочая жидкость захватывается зубьями шестерен 3 и 4 и переносится из полости 18 всасывания в полость 19 нагнетания. Одновременно рабочая жидкость поступает в полости прижима и поджимает торцовые компенсаторы 13-16 к торцам шестерен 3 и 4. Винтовые и радиальные пазы 20, 21, т.е. импеллеры, представляющие собой встроенные в узел уплотнения простейшие насосы, создают противодавление, устраняющего кавитацию, и не допускающего компрессии во впадинах шестерен 3 и 4, а также снижающего утечки через компенсатор 13 и по цапфе 5 насоса, что ведет к снижению давления на входе в насос и к продлению срока службы уплотнения входного вала. Кроме того, выполнение на торцевой поверхности шестерни 3 со стороны уплотнения входного вала 17 радиальных пазов 21 обеспечивает уменьшение поверхности трения на стороне всасывания и теплообразования в связи с уменьшением поверхности соприкосновения торцевого компенсатора 13 и шестерни 3.When the gears 3 and 4 rotate, the working fluid is captured by the teeth of gears 3 and 4 and transferred from the suction cavity 18 to the discharge cavity 19. At the same time, the working fluid enters the pressure cavity and presses the end compensators 13-16 to the ends of the gears 3 and 4. Screw and radial grooves 20, 21, i.e. impellers, which are simple pumps built into the seal assembly, create a back pressure that eliminates cavitation and does not allow compression in the cavities of gears 3 and 4, as well as reduces leakage through the compensator 13 and on the pump axle 5, which leads to a decrease in the pressure at the pump inlet and extending the life of the input shaft seal. In addition, the execution on the end surface of the gear 3 from the sealing side of the input shaft 17 of the radial grooves 21 provides a decrease in the friction surface on the suction and heat generation side due to a decrease in the contact surface of the end compensator 13 and gear 3.

Claims

A gear pump, comprising a housing, in cylindrical bores of which external gears are mounted with trunnions mounted in sliding bearings, end compensators, with working surfaces mating with the ends of the gears with the formation of profiled grooves, suction and discharge cavities, the input shaft seal, characterized in that that the profiled grooves are made on the outer surface of the pin and on the end surface of the gear from the sealing side of the input shaft and form with mating surfaces along sliding bearings and compensator axial and radial impellers.