ЦЕНТРОБЕЖНО-ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

ЦЕНТРОБЕЖНО-ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС


RU (11) 2260715 (13) C1

(51) 7 F04D13/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004103762/06 
(22) Дата подачи заявки: 2004.02.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.02.09 
(45) Опубликовано: 2005.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 1927799 A, 19.09.1933.

SU 800424 A, 30.01.1981.

RU 2168655 C1, 10.06.2001.

GB1332390 A, 03.10.1973. 

US 3026929 A, 03.10.1973. 
(72) Автор(ы): Киян В.А. (RU); Горбунов Л.Ц. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" (RU) 
Адрес для переписки: 644116, г.Омск, ул. Герцена, 312, ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНО-ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

Изобретение относится к насосам для подачи топлива в двигатель. Насос содержит шестеренную и центробежную ступени. Шестеренная ступень содержит ведущую и ведомую шестерни 5, 4, цапфы которых установлены в подвижных и неподвижных подпятниках-подшипниках 2, 3. С одной стороны приводного вала 6 расположено уплотнение 7, а с другой консольно установлено рабочее колесо 9 открытого типа центробежной ступени. Диаметры вала 6 подобраны таким образом, что отношение площади поперечного сечения вала 6 под уплотнение 7 к площади поперечного сечения цапфы ведущей шестерни 5 равно отношению перепада давлений между выходом и входом колеса 9 к давлению на его выходе. При таком выполнении насоса в рабочем режиме на рабочий торец неподвижного подпятника 3 шестерни 5 насоса в осевом направлении действует только гидромеханическая сила, передаваемая от подвижного подпятника 2, что повышает надежность и срок службы насоса. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к машиностроению, в частности к центробежно-шестеренным насосам для подачи топлива в двигатель.

Известно насосное устройство (см. а.с.СССР №800424. М. кл. F 04 C 11/00, 1979 г.), содержащее шестеренную и центробежную ступени, в которых валы ведущей шестерни шестеренной ступени и рабочего колеса центробежной ступени установлены соосно в опорных подшипниках и соединены рессорой для передачи крутящего момента.

Недостатком данного устройства является его конструктивная сложность, связанная с необходимостью обеспечения соосности валов и рессоры, и большие габариты из-за дополнительного вала и подшипников центробежной ступени.

Наиболее близким техническим решением является центробежно-шестеренный насос (см. патент US 1927799 A, GOULDS PUMPS Inc., 19.09.1933, фиг.6-8), содержащий корпус, в котором расположены центробежная ступень с рабочим колесом, снабженным диском, т.е. полуоткрытого типа, консольно установленным на приводном валу, и шестеренная ступень с ведущей и ведомой шестернями, цапфы шестерен установлены в подвижных и неподвижных подпятниках-подшипниках в стенке корпуса. На стороне приводного вала, противоположной рабочему колесу, выполнено уплотнение.

Недостатком данного насоса является то, что на рабочий торец неподвижного подшипника ведущей шестерни дополнительно к гидравлическим осевым силам шестеренной ступени действует осевая гидравлическая сила от рабочего колеса центробежной ступени, возникающая за счет несимметричного распределения давлений по радиусу колеса со стороны всасывания и с нерабочей стороны между корпусом и ведущим диском.

В результате действия дополнительной осевой силы снижается надежность работы и уменьшается срок службы насоса.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности работы и увеличении срока службы центробежно-шестеренного насоса.

Для достижения этого технического результата в центробежно-шестеренном насосе, в котором расположены центробежная ступень с рабочим колесом, консольно установленным на приводном валу, и шестеренная ступень с ведущей и ведомой шестернями, цапфы которых установлены в подвижных и неподвижных подпятниках-подшипниках, а на стороне приводного вала, противоположной рабочему колесу, выполнено уплотнение, рабочее колесо, согласно изобретению, выполнено открытого типа, а диаметры приводного вала выбраны таким образом, что отношение площади поперечного сечения вала под уплотнение к площади поперечного сечения цапфы ведущей шестерни равно отношению перепада давлений между выходом и входом рабочего колеса к давлению на выходе рабочего колеса.

Отличительные признаки предлагаемого центробежно-шестеренного насоса от указанного выше прототипа, а именно выполнение рабочего колеса открытого типа и выбор диаметров приводного вала таким образом, что отношение площади поперечного сечения вала под уплотнение к площади поперечного сечения цапфы ведущей шестерни равно отношению перепада давлений между выходом и входом рабочего колеса к давлению на выходе рабочего колеса, позволяют уравновесить осевую гидравлическую силу от давления на входе в рабочее колесо и осевую гидравлическую силу от давления на выходе рабочего колеса, и таким образом, на рабочий торец неподвижного подшипника-подпятника при работе насоса в осевом направлении действует только гидромеханическая сила для компенсации торцевых зазоров, передаваемая от подвижного подшипника-подпятника, что повышает надежность работы и срок службы насоса.

Предложенное устройство представлено на чертеже и описано ниже.

В корпусе 1 в подвижных подпятниках 2 и неподвижных подпятниках 3, выполняющих функцию подшипников скольжения, установлены на цапфах ведомая 4 и ведущая 5 шестерни. На хвостовике приводного вала 6, выполненного заодно с ведущей шестерней 5, установлены уплотнение 7 и муфта 8. На другом конце приводного вала 6 консольно установлено рабочее колесо 9 открытого типа (без ведущего диска) центробежной ступени. Подводящее 10 и отводящее 11 устройства центробежной ступени насоса выполнены в корпусе 12. Между подпятником 2 ведущей шестерни 5 и уплотнением 7 расположена полость А, к которой подведено давление с выхода рабочего колеса 9. Диаметры приводного вала 6 выбраны таким образом, что отношение площади поперечного сечения вала под уплотнение 7 (Fм) к площади поперечного сечения цапфы (Fц) ведущей шестерни 5 равно отношению перепада давлений между давлением на выходе рабочего колеса 9 (Pвых ) и давлением на входе в рабочее колесо 9 (Рвх ) к давлению на выходе колеса 9 (Рвых):



Центробежно-шестеренный насос работает следующим образом. 

От привода двигателя крутящий момент передается через муфту 8 и приводной вал 6 к шестеренной и центробежной ступеням. 

Рабочая жидкость поступает на вход колеса 9 через подводящее устройство 10 под давлением (Рвх) и выталкивается под давлением (Рвых) в отводящее устройство 11 для отбора в шестеренную ступень насоса. При вращении шестерни 4 и 5 сжимают рабочую жидкость и выталкивают ее под высоким давлением для питания двигателя. Рабочее колесо 9 центробежной ступени разгружено в осевом направлении за счет симметричного распределения давлений на лопатках по радиусу со стороны всасывания и с нерабочей стороны колеса.

Осевая гидравлическая сила от давления (Рвх) на входе в рабочее колесо 9, действующая через ступицу рабочего колеса на приводной вал 6, и противоположно направленная ей осевая гидравлическая сила от давления на выходе (Рвых) рабочего колеса, действующая в полости А на площадь поперечного сечения вала 6, образованную разностью площадей поперечного сечения цапфы (Fц) шестерни 5 и (F м) вала 6 в месте установки уплотнения 7, на рабочем режиме насоса соизмеримы и уравновешивают друг друга, т.е. Рвх ·Fц=Рвых(Fц-Fм ).

После преобразования этой формулы получим






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Центробежно-шестеренный насос, содержащий корпус, в котором расположены центробежная ступень с рабочим колесом, консольно установленным на приводном валу, и шестеренная ступень с ведущей и ведомой шестернями, цапфы которых установлены в подвижных и неподвижных подпятниках-подшипниках, а на стороне приводного вала, противоположной рабочему колесу, выполнено уплотнение, отличающийся тем, что рабочее колесо выполнено открытого типа, а диаметры приводного вала выбраны таким образом, что отношение площади поперечного сечения вала под уплотнение к площади поперечного сечения цапфы ведущей шестерни равно отношению перепада давлений между выходом и входом рабочего колеса к давлению на выходе рабочего колеса.








ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru