SU93932A1 - Коловратный насос - Google Patents

Description

Изобретение представл ет собой развитие конструкции псршневых ротационных насосов.

Известные конструкции указанных насосов не обеспечивают самоуплотнение ротора и не уравновешивают давление жидкости на ротор.

В описываемом насосе эти недостатки устранены тем, что дл  соединени  ротора с приводным валом применен вкладыш, вставленный в паз вала с зазором, донускаюш,им смещение ротора относительно вала, в результате чего ротор прижимаетс  действием нагнетаемой жидкости к стенке корпуса, а диск ротора имеет отверсти , обеспечивающие подвод жидкости из нагнетательной камеры в кольцевое пространство крышкой корпуса и диском.

На фиг. 1 изображен в oceBOjM разрезе коловратный насос по первому варианту, дающий лучшее разделение процесса всасывани  от нагнетани , преимущественно дл  работы в качестве вакуум-насоса и компрессора; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - общий вид ротора со стороны разрезного кольца насоса по первому варианту; на фиг. 5 - насос по второму варианту, не обеспечивающий полное разделение процессов всасывани  и нагнетани , но имеющий лучшие гидравлические услови  дл  потока жидкости , преимущественно дл  работы на более высоких скорост х в качестве самовсасывающего насоса, осевой разрез; на фиг. 6 - то же, вид сверху; на фиг. 7 - разрез по Б-Б на фиг. 5; на фиг. 8 - общий вид ротора со стороны разрезного кольца насоса по второму варианту; на фиг. 9 - схема насоса с устойчивой производительностью (по характеристике поршневого насоса) и на фиг. 10 - схема насоса с неустойчивой производительностью (аналогично характеристике центробежного пасоса).

№ 93932- 2 -

Насос по первому варианту (фиг. 1-4) состоит из статора / с .кольцевым каналом 2, разрезанным перегородкой 3, с- центральной поло,стью 4 и со всасывающей 5 и нагнетающей 6 трубами, соединенными с кольцевым каналом 2 через серповидные окна 7, рстора 8, снабженного диском 9, разрезным цилиндрическим кольцом 10 и центральным пальцем //, крышки 12, статора, пружины 13, прижимающей ротор 8 к статору, подщипникового вкладыша 14 и вала 15, несущего вкладыщ 14 и вращающегос  внутри статора на подщипниках 16.

Ротор, свободно вставленный в статор, диском 9 и торцом кольца 10 прижимаетс  к внутренней и наружной кольцевым поверхност м статора и образует в последнем закрытый кольцевой канал 2, соедин ющий всасывающую и нагнетательную трубы; будучи смещен эксцентрично ротор своим разрезным кольцом 10 перерезает какал 2, разобща  всасывающую трубу 5 от нагнетающей 6.

Разрезное кольцо статора, прижима сь к торцовой и цилиндрическим стенкам кольцевого канала, образует стенку, играющую в этом насосе роль поршн .

Если ротору посредством вала 15 и вкладыща 14 через палец // дать круговое движение, то кольцо 10 кромками разрезанной части будет скользить по стенке 3 статора как по направл ющей, а стенка целой части кольца будет перемещатьс  вдоль кольцевого канала статора как порщень, с одной стороны, засасыва  в канал и, с другой стороны, выталкива  из него рабочую жидкость.

Посредством отверстий 17 и 18 в торцевой стенке ротора полость нагнетани  канала соединена с полостью между крыщкой 12 и ротором и центральной полостью, закрытой манжетным уплотнением 19.

Давление рабочей жидкости на торец ротора с внещней стороны прижимает ротор к статору, противодейству  давлению рабочей жидкости с внутренней стороны канала, стрем щейс  оттолкнуть ротор от статора. Давление на центральную часть торца ротора с внещней стороны и с внутренней стороны центральной полости уравновешено.

Посто нно существующа  избыточна  внешн   сила, дав ща  на торец ротора, плотно прижимает его к статору.

Радиальна  составл юща  Р силы Р вала (фиг. 9), действующа  через вкладыщ на палец ротора, прижимает цилиндрическое кольцо ротора к цилиндрическим стенкам канала статора, уплотн   ротор и по цилиндрическим поверхност м сопр жений ротора со статором.

Подшипниковый вкладыщ 14 может свободно наклон тьс  благодар  цилиндрической или сферической форме его опорной поверхности и поворачиватьс , следу  за движением пальца ротора.

Така  свободна  «плавающа  подвеска ротора дает ему возможность хорощо прижиматьс  к статору, приспосаблива сь к егс положению и форме поверхностей сопр жений.

Всасывающие и нагнетающие окна 7, соедин ющие во внутренней торцовой стенке кольцевой канал статора со всасывающей и нагнетающей трубами, имеют серповидную форму такого очертани , что, при вращении ротора обеспечиваетс  разделение процессов всасывани  и нагнетани .

Дл  выравнивани  скоростей движени  жидкости через окна у прорезанной части кольца ротора делаютс  вырезы или отверсти  20, через которые будет происходить дополнительна  циркул ци  жидкости.

Насос по второму варианту (фиг. 5-8) отличаетс  от насоса по первому варианту тем, что движение ротора 8 направл етс  не перегородкой 3, а кулисой 21, качающейс  вокруг неподвижного пальца 22 и скольз щей в пазу внешней торцовой части ротора. Пружина 13 одним концом прикреплена к кулисе, а другим опираетс  на край ротора, прикрывающий область высокого давлени . Таким образом, пружина, упира сь средней частью в крышку, одним концом прижимает кулису к ротору, а другим - край ротора, паход щийс  под меньшим избыточным давлением жидкости; этим достигаетс  некоторое выравнивание удельных давлений торца ротора на статор. Вырез в цилиндрической части ротора выполнен шире с тем, чтобы обеспечить свободное движение ротора и необходимый проход дл  жидкости из внутренней полости канала.

Кроме того, всасываюш,ее и нагнетающее окна 23 выполнены не в торцовой стенке канала, а во внешней цилиндрической части канала статора непосредственно у перегородки.

При установке ротора 8 с вкладышем 14 в пазу вала 15 в таком сочетании размеров (фиг. 9), когда сила Pg, нормальна  к поверхности паза вала, образует положительный угол а с линией тангенса, проведенной через ось пальца касательно к окружности его движени , проекци  этой силы на тангенциальное направление создает рабочее усилие Р, вращающее ротор, а проекци  на радиальное направление создает усилие Р;, прижимающее ротор к цилиндрической поверхности

статора. При этом, чем больше повышаетс  рабочее давление, тем сильнее ротор прижимаетс  к статору и, следовательно, уплотнени  станов тс  еще герметичнее, а производительность насоса при изменении давлени  остаетс  посто нной, т. е. насос работать по нормальной устойчивой характеристике поршневого насоса.

При сочетании размеров кривошипа (фиг. 10), когда сила Рд с линией тангенса образует отрицательный угол а, проекци  этой силы па радиальное направление создает усилие Р , направленное к центру

статора, и стремитс  отжать ротор от статора. Если при возрастании давлени  рабочей среды эта центростремительна  сила становитс  больше центробежной силы ротора, прижимающей его к статору, то ротор начинает отходить от статора, пропуска  обратно часть жидкости и тем самым ограничива  дальнейшее повышение давлени  рабочего тела, т. е. насос будет работать на неустойчивой характеристике аналогично центробежному насосу.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Коловратный насос с корпусом, имеющим с одного конца открытую кольцевую полость, и. с ротором, выполненным в виде разрезного кольца, жестко укрепленного на диске, вход щего в кольцевую полость и взаимодействующего своей прорезью со степкой, жестко укрепленной на корпусе, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  самоуплотнени  ротора, его диск снабжен соосно расположенным пальцем, сочлененным с приводным валом посредством эксцентрикового вкладыща, помещенного в пазу вала с зазором.

2.Коловратный насос по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью уравновешивани  давлени  жидкости на ротор, в его диске имеютс  отверсти , по которым подводитс  жидкость в кольцевую полость ротора и в полость между диском и крышкой корпуса.

- 3 -№ 93932

P.

Фиг.В