[1]Изобретения относятся к гидравлическим насосам объемного вытеснения с вращающимися внешними рабочими органами и могут быть использованы в маслосистемах авиационных газотурбинных
двигателей для подачи и откачки масла.
[2]Известен центробежно-шестеренный насос, содержащий корпус, размещенные снаружи центробежных предвключенных крыльчаток и установленные в расточках
корпуса шестерни, у которых у ножек зубьев выполнены кольцевые расточки, попарно установленные разделители полостей всасывания и нагнетания, и элементы передачи крутящего момента от крыльчаток к
шестерням и осевой фиксации последних, шестерни относительно крыльчаток установлены с возможностью осевого смещения, а элементы осевой фиксации выполнены в виде разрезных пружинных колец,
расположенных между шестернями и крыльчатками в средней части последних (см. Патент РФ №2143592, опубл. 27.12.1999 г., F 04 D 13/12). Данный центробежно-шестеренный насос является наиболее близким к
предложенному шестеренно-центробежному насосу по первому варианту.
[3]Недостатки данной конструкции насоса заключаются в том, что разделители полостей всасывания и нагнетания выполнены с
возможностью их смещения относительно корпуса насоса, что усложняет подбор гарантированных диаметральных и торцевых зазоров между разделителями и шестерней. Это может привести к увеличению
диаметральных и торцевых зазоров, что снижает производительность центробежно-шестеренного насоса.
[4]Кроме того, поскольку разделители полостей всасывания и нагнетания не четко
зафиксированы в корпусе насоса, при разных давлениях на входе (зона всасывания) и выходе (зона нагнетания) при работе насоса может произойти смещение разделителей полостей всасывания и нагнетания.
[5]Данное смещение разделителей полостей всасывания и нагнетания может привести к уменьшению гарантированного зазора между ними и шестерней, что в свою очередь приведет к выработке
разделителей полостей всасывания и нагнетания и заклиниванию насоса. Указанные недостатки приводят к снижению надежности и ресурса работы центробежно-шестеренного насоса и двигателя в целом.
[6]Известен центробежно-шестеренный насос, содержащий корпус, размещенные снаружи центробежных предвключенных крыльчаток и установленные в расточках корпуса шестерни, у которых у ножек зубьев
выполнены кольцевые расточки, попарно установленные разделители полостей всасывания и нагнетания, и элементы передачи крутящего момента от крыльчаток к шестерням и осевой фиксации последних, шестерни
относительно крыльчаток установлены с возможностью осевого смещения, а элементы осевой фиксации выполнены в виде разрезных пружинных колец, расположенных между шестернями и крыльчатками в средней
части последних (см. Патент РФ №2143592, опубл. 27.12.1999 г., F 04 D 13/12). Данный центробежно-шестеренный насос является наиболее близким к предложенному шестеренно-центробежному насосу по второму
варианту.
[7]Недостатки данной конструкции насоса заключаются в том, что разделители полостей всасывания и нагнетания выполнены с возможностью их смещения относительно корпуса насоса, что
усложняет подбор гарантированных диаметральных и торцевых зазоров между разделителями и шестерней. Это может привести к увеличению диаметральных и торцевых зазоров, что снижает производительность
центробежно-шестеренного насоса.
[8]Кроме того, поскольку разделители полостей всасывания и нагнетания не четко зафиксированы в корпусе насоса, при разных давлениях на входе (зона
всасывания) и выходе (зона нагнетания) при работе насоса может произойти смещение разделителей полостей всасывания и нагнетания. Данное смещение разделителей полостей всасывания и нагнетания может
привести к уменьшению гарантированного зазора между ними и шестерней, что, в свою очередь, приведет к выработке разделителей полостей всасывания и нагнетания и заклиниванию насоса. Указанные
недостатки приводят к снижению надежности и ресурса работы центробежно-шестеренного насоса и двигателя в целом.
[9]Технический результат по первому варианту - оптимизация работы насоса за
счет фиксации разделителей полостей всасывания и нагнетания в корпусе насоса при одновременном повышении ресурса и надежности работы насоса.
[10]Технический результат по второму варианту
- оптимизация работы насоса за счет фиксации разделителей полостей всасывания и нагнетания в корпусе насоса при одновременном повышении ресурса и надежности работы насоса.
[11]Указанный
технический результат по первому варианту достигается тем, что в центробежно-шестеренном насосе, содержащем корпус, размещенные снаружи центробежных предвключенных крыльчаток и установленные в
расточках корпуса шестерни, у которых у ножек зубьев выполнены кольцевые расточки, попарно установленные разделители полостей всасывания и нагнетания, и элементы передачи крутящего момента от
крыльчаток к шестерням и осевой фиксации последних, шестерни относительно крыльчаток установлены с возможностью осевого смещения, а элементы осевой фиксации выполнены в виде разрезных пружинных колец,
расположенных между шестернями и крыльчатками в средней части последних, согласно изобретению разделители полостей всасывания и нагнетания выполнены в виде втулок с буртами, жестко закрепленными в
корпусе с помощью резьбовых заглушек, при этом бурты втулок выполнены в виде дуг, ограниченных сектором с центральным углом 160°-165°, а части буртов, находящиеся в зоне, отделяющей
полости всасывания и нагнетания - ограниченных сектором с центральным углом 115°-120°.
[12]Жесткая фиксация в корпусе насоса разделителей полостей всасывания и нагнетания,
выполненных в виде втулок с буртами, которые закреплены в корпусе с помощью резьбовых заглушек позволяет исключить смещение разделителей полостей всасывания и нагнетания и их выработку в процессе
работы насоса, а следовательно, исключить заклинивание насоса, что позволит повысить ресурс и обеспечить оптимальную и надежную работу насоса в процессе его эксплуатации и двигателя в целом.
[13]При работе насоса, из-за возникающего перепада давления на входе (зона всасывания) и на выходе (зона нагнетания) насоса, жидкость может перетечь из зоны нагнетания в зону всасывания, что
может привести к выводу насоса из строя. Выполнение буртов втулок в виде дуг, ограниченных сектором с центральным углом 160°-165°, а части буртов, находящиеся в зоне, отделяющей полости
всасывания и нагнетания - ограниченных сектором с центральным углом 115°-120°, позволяет исключить перетекание жидкости из зоны нагнетания в зону всасывания при работе насоса.
[14]Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что центробежно-шестеренный насос, содержащий корпус, размещенные снаружи центробежных предвключенных крыльчаток шестерни,
у которых у ножек зубьев выполнены кольцевые расточки, попарно установленные разделители полостей всасывания и нагнетания и элементы передачи крутящего момента от крыльчаток к шестерням и осевой
фиксации последних, шестерни относительно крыльчаток установлены с возможностью осевого смещения, а элементы осевой фиксации выполнены в виде разрезных пружинных колец, расположенных между шестернями
и крыльчатками в средней части последних, согласно изобретению снабжен проставкой, размещенной в корпусе, при этом шестерни установлены в полости, образованной корпусом и проставкой, а разделители
полостей всасывания и нагнетания выполнены в виде подпятников с буртами и жестко зафиксированы корпусом и проставкой, примем бурты подпятников выполнены в виде дуг, ограниченных сектором с центральным
углом 160°-165°, а части буртов, находящиеся в зоне, отделяющей полости всасывания и нагнетания - ограниченных сектором с центральным углом 115°-120°.
[15]
Наличие в данной конструкции насоса дополнительной проставки, размещенной в корпусе насоса, и посредством которой осуществляется жесткая фиксация разделителей полостей всасывания и нагнетания,
выполненных в виде подпятников с буртами, позволяет исключить смещение разделителей полостей всасывания и нагнетания и их выработку в процессе работы насоса, а следовательно, исключить заклинивание
насоса, что позволит повысить ресурс и обеспечить оптимальную и надежную работу насоса в процессе его эксплуатации и двигателя в целом.
[16]При работе насоса, из-за возникающего перепада
давления на входе (зона всасывания) и на выходе (зона нагнетания) насоса, жидкость может перетечь из зоны нагнетания в зону всасывания, что может привести к выводу насоса из строя. Выполнение буртов
подпятников в виде дуг, ограниченных сектором с центральным углом 160°-165°, а части буртов, находящиеся в зоне, отделяющей полости всасывания и нагнетания -ограниченных сектором с
центральным углом 115°-120°, позволяет исключить перетекание жидкости из зоны нагнетания в зону всасывания при работе насоса.
[17]На фиг.1 представлен продольный разрез насоса
по первому варианту;
[18]на фиг.2 представлено конструктивное выполнение втулки с буртом по первому варианту;
[19]на фиг.3 представлено конструктивное выполнение шестерни с
крыльчаткой по первому варианту;
[20]на фиг.4 показана фиксация разделителей полостей всасывания и нагнетания с корпусом насоса по первому варианту;
[21]на фиг.5 представлен
продольный разрез насоса по второму варианту;
[22]на фиг.6 представлено конструктивное выполнение подпятника с буртом по второму варианту;
[23]на фиг.7 представлено
конструктивное выполнение шестерни с крыльчаткой по второму варианту;
[24]на фиг.8 показана проставка по второму варианту;
[25]на фиг.9 показана фиксация разделителей полостей
всасывания и нагнетания корпусом и проставкой по второму варианту.
[26]Центробежно-шестеренный насос, по первому варианту, содержит корпус 1, размещенные снаружи центробежных предвключенных
крыльчаток 2 и установленные в расточках корпуса 1 шестерни 3, соединенные с крыльчатками 2 с помощью элементов осевой фиксации - в виде разрезных пружинных колец 4, установленных в кольцевых
радиальных канавках, расположенных напротив друг друга в средней части шестерен 3 и крыльчаток 2, элементы передачи крутящего момента от крыльчаток к шестерням, выполненные в виде «Т-образных» шпонок
5, имеющих головку 6, установленную в осевую прорезь внутри шестерни 3, и ножку 7, установленную в кольцевую радиальную канавку, выполненную снаружи крыльчатки 2. Шпонка 5 помещена внутрь разреза
пружинного кольца 4 так, что ее ножка 7 попадает внутрь кольцевой канавки, предназначенной под установку пружинного кольца 4, и обеспечивает осевую фиксацию шпонки при работе насоса. Разделители
полостей всасывания и нагнетания 8 установлены в корпусе 1 насоса и жестко закреплены в нем. Разделители полостей всасывания и нагнетания 8 выполнены в виде втулок 9 с буртами 10, которые закреплены в
корпусе 1 насоса с помощью резьбовых заглушек 11. Бурты 10 втулок 9 выполнены в виде дуг, ограниченных сектором с центральным углом 160°-165°, а части буртов, находящиеся в зоне,
отделяющей полости всасывания и нагнетания - ограниченных сектором с центральным углом 115°-120°. Крыльчатки 2 с помощью шлиц 12 соединены с валами 13 (ведущий) и 14 (ведомый).
[27]Центробежно-шестеренный насос по первому варианту работает следующим образом.
[28]При работе насоса крутящий момент от ведущего вала 13 через шлицы 12 передается верхней крыльчатке
2, а от нее с помощью верхней шпонки 5 верхней шестерне 3, находящейся в постоянном зацеплении с нижней шестерней 3. Далее крутящий момент опять через нижнюю шпонку 5 и нижнюю крыльчатку 2 замыкается
на ведомом валу 14.
[29]При вращении крыльчаток 2 рабочая жидкость под действием развиваемого ими напора со входа через межлопаточные каналы крыльчаток 2 и кольцевые расточки в шестернях 3
будет поступать в межзубовые впадины, а затем переноситься из зоны всасывания в зону нагнетания, осуществляя таким образом перекачку рабочей жидкости.
[30]Центробежно-шестеренный насос, по
второму варианту, содержит корпус 1, размещенные снаружи центробежных предвключенных крыльчаток 2 шестерни 3, соединенные с крыльчатками 2 с помощью элементов осевой фиксации - в виде разрезных
пружинных колец 4, установленных в кольцевых радиальных канавках, расположенных напротив друг друга в средней части шестерен 3 и крыльчаток 2, элементы передачи крутящего момента от крыльчаток к
шестерням, выполненные в виде «Т-образных» шпонок 5, имеющих головку 6, установленную в осевую прорезь внутри шестерни 3 и ножку 7, установленную в кольцевую радиальную канавку, выполненную снаружи
крыльчатки 2. Шпонка 5 помещена внутрь разреза пружинного кольца 4 так, что ее ножка 7 попадает внутрь кольцевой канавки, предназначенной под установку пружинного кольца 4, и обеспечивает осевую
фиксацию шпонки при работе насоса. Насос также содержит проставку 8 (см. фиг.6), имеющую замкнутую форму и размещенную в корпусе 1, при этом шестерни 3 установлены в полости, образованной корпусом 1 и
проставкой 8. Разделители полостей всасывания и нагнетания 9 выполнены в виде подпятников 10 с буртами 11, при этом разделители полостей всасывания и нагнетания 9 жестко зафиксированы корпусом 1 и
проставкой 8. Бурты 11 подпятников 10 выполнены в виде дуг, ограниченных сектором с центральным углом 160°-165°, а части буртов, находящиеся в зоне, отделяющей полости всасывания и
нагнетания - ограниченных сектором с центральным углом 115°-120°. Крыльчатки 2 с помощью шлиц 12 соединены с валами 13 (ведомый) и 14 (ведущий).
[31]Центробежно-шестеренный
насос по второму варианту работает следующим образом.
[32]При работе насоса крутящий момент от ведущего вала 14 через шлицы 12 передается нижней крыльчатке 2, а от нее с помощью нижней
шпонки 5 нижней шестерне 3, находящейся в постоянном зацеплении с верхней шестерней 3. Далее крутящий момент опять через верхнюю шпонку 5 и верхнюю крыльчатку 2 замыкается на ведомом валу 13.
[33]При вращении крыльчаток 2 рабочая жидкость под действием развиваемого ими напора со входа через межлопаточные каналы крыльчаток 2 и кольцевые расточки в шестернях 3 будет поступать в
межзубовые впадины, а затем переноситься из зоны всасывания в зону нагнетания, осуществляя таким образом перекачку рабочей жидкости.
