ПЛАСТИНЧАТЫЙ НАСОС

ПЛАСТИНЧАТЫЙ НАСОС


RU (11) 2184875 (13) C1

(51) 7 F04C2/344 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

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

(21) Заявка: 2000126120/06 
(22) Дата подачи заявки: 2000.10.19 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.10.19 
(45) Опубликовано: 2002.07.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1735608 А1, 23.05.1992. RU 2018035 С1, 15.08.1994. RU 2062358 С1, 20.06.1996. GB 2060076 А, 29.04.1981. ЕР 0652370 А2, 10.05.1995. 
(71) Заявитель(и): 25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии) 
(72) Автор(ы): Смолянский Б.Г.; Щербин В.Д.; Середа В.В.; Бакулин С.В.; Волков О.Е. 
(73) Патентообладатель(и): 25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии) 
Адрес для переписки: 121351, Москва, ул. Молодогвардейская, 10, 25 ГосНИИ МО РФ 

(54) ПЛАСТИНЧАТЫЙ НАСОС 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к роторным насосам, и может быть использовано в химическом, нефтяном машиностроении и во всех отраслях народного хозяйства, где необходима принудительная подача жидкости. Пластинчатый насос содержит корпус с окнами всасывания и нагнетания и торцовыми крышками, во внутренней полости которого установлен ротор, прямоугольные пластины, размещенные в радиальных пазах ротора, на торцовых поверхностях которого выполнены скосы под острым углом к плоскости торцовых крышек, при этом начало скосов расположено на окружности, удаленной от поверхности ступицы на расстояние l, определяемое по следующей формуле: l= (1,00-1,10)hпл max, где l - расстояние от поверхности ступицы ротора - нижней кромки пазов до окружности начала скосов, мм; hпл max - максимальный выход пластины из паза в момент перемещения пластин по нижнему замыкателю от полости всасывания к полости нагнетания, мм. Такое техническое решение позволит повысить КПД насоса на 3-5%. 2 ил., 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к роторным насосам, и может применяться в различных отраслях народного хозяйства в качестве подвижных и стационарных насосных агрегатов для перекачивания жидкостей с механическими примесями при выполнении сливо-наливных операций.

В насосостроении известны водокольцевые и вихревые насосы (а.с. СССР 397676, М. кл. F 04 C 7/00, 1971, [1]), позволяющие перекачивать различные жидкости, в т.ч. с механическими примесями. В известном насосе ротор и лопатки имеют трапецеидальный профиль и выполнены как одно целое, что не позволяет получить КПД насоса выше 25-38% за счет объемных потерь по торцам между корпусом и ротором.

Известно также техническое решение (патент США 3480203, Н. кл. 418-119, 1969, [2]), в компрессоре которого выше ступицы ротор выполнен в поперечном сечении в виде трапеции, вокруг которой размещены две пластины, имеющие скосы по наклону трапеции и пружины, отодвигающие пластины к стенкам корпуса, что создает возможность вращения от коленчатого вала и перемещения сжатого воздуха через коническую щель, образованную трапецией ротора и скосами пластин.

В известном техническом решении (компрессоре) для получения сжатого воздуха принята сложная конструкция, ненадежная для перекачки жидкостей.

Из патентной литературы известна объемная гидромашина по а.с. СССР 1137244 кл. F 04 C 2/344, 1982, [3]. В известном решении периферийная часть торцевых поверхностей ротора выполнена сферической. Такая конструкция создает условия для перекоса вала вследствие одностороннего осевого подвода и отвода жидкости по каналам в распределительном диске. Разность давления на участках подвода и отвода создает осевую силу, прижимающую ротор к корпусу машины, и момент, изгибающий вал. Кроме того профиль торцевых поверхностей ротора, создающий зазор, требует применения специального оборудования (шаблоны, направляющие и др.).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению и взятым за прототип является пластинчатый насос по а.с. СССР 1735608, F 04 C 2/344, 1992, [4], содержащий корпус, торцовые крышки, ротор с радиальными пазами, в которых установлены прямоугольные пластины, на торцовых поверхностях ротора в осевом направлении выше ступицы выполнены скосы, расположенные под острым углом относительно плоскости торцовых крышек. Начало скосов, расположенное на окружности, равной глубине паза, образует увеличенные торцовые зазоры на наружном диаметре ротора и минимальные на окружности.

Недостатком этого насоса (а. с. 1735608) является сравнительно низкий КПД, обусловленный наличием объемных потерь за счет перетока жидкости в нижней части пазов ротора (на глубине паза).

Переток жидкости происходит при максимальном выходе пластин в радиальных пазах через увеличенный торцовый зазор от внутренней поверхности паза до внутреннего конца пластины и открытый в этом месте паз.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение КПД работы насоса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном пластинчатом насосе, содержащем корпус с окнами всасывания и нагнетания и торцовыми крышками, во внутренней полости которого установлен ротор, прямоугольные пластины, размещенные в радиальных пазах ротора, на торцовых поверхностях которого выполнены скосы под острым углом к плоскости торцовых крышек, при этом начало скосов расположено на окружности, согласно изобретению окружность удалена от поверхности ступицы на расстояние l, определяемое по следующей формуле:

l = (1,00-1,10)hmax пл,

где l - расстояние от поверхности ступицы до начала скосов, мм;

hmax пл - максимальный выход пластины из паза в момент перемещения пластин по нижнему замыкателю от полости всасывания к полости нагнетания, мм.

В пластинчатом насосе получают увеличенный торцовый зазор между торцовыми крышками и боковой поверхностью ротора по наружному диаметру (max) и оставляют без изменений зазор (min) от поверхности ступицы ротора до торцевой поверхности ротора на расстоянии (1), соответствующем положению нижнего торца прямоугольных пластин при их максимальном выходе из паза до касания внутренней рабочей поверхности корпуса.

На фиг. 1 представлен пластинчатый насос (в разрезе); на фиг.2 - пластинчатый насос (сечение А-А).

Пластинчатый насос состоит из корпуса 1 с окнами 2, 3 всасывания и нагнетания, ротора 4 с радиальными пазами 5, в которые установлены прямоугольные пластины 6, на торцовых поверхностях ротора 4 в осевом сечении выше ступицы 7 выполнены скосы, расположенные под острым углом относительно плоскости 8 торцовых крышек 9. Начало скосов расположено на окружности, удаленной на расстояние (1), соответствующее положению нижнего торца пластин 6 при их максимальном hmax пл выходе из паза 5. Скосы образуют увеличенные max торцовые зазоры между ротором 4 и минимальные min между ротором и внутренней поверхностью крышек 9.

Для пояснения работы насоса введены следующие условные обозначения: D - наружный диаметр ротора 4 пластинчатого насоса, мм; - острый угол скоса торцовой (боковой) поверхности ротора 4 относительно плоскости торцовых крышек 9, град; max - максимальный боковой (торцовый) зазор по наружному диаметру ротора 4 между торцовыми поверхностями ротора 4 и боковыми плоскостями 8 торцовых крышек 9, мм; min - минимальный боковой (торцовый) зазор между торцовыми поверхностями ротора 4 и плоскостями торцовых крышек 9, мм; 1 - расстояние от поверхности ступицы ротора (нижней кромки паза) до окружности начала скосов (до нижнего торца пластин при их максимальном выходе из паза), мм.

Таким образом суть предлагаемого изобретения в том, что в пластинчатом насосе на торцовых поверхностях ротора 4 насоса выполнены скосы под острым углом относительно плоскости торцовых крышек 9. Начало скосов (точки "а" и "б" фиг. 2) расположено на окружности, удаленной от ступицы 7 на расстояние (1), соответствующее положению нижних торцов пластин 6 при их максимальном выходе hmax пл из паза 5, что позволяет получить по наружному диаметру ротора 4 увеличенный зазор (max) между его торцовыми поверхностями и поверхностями 8 торцовых крышек 9, оставляя минимальным значение торцовых зазоров (min) между торцовой поверхностью ротора 4 до начала скосов (точки "а" и "б" фиг. 2) от ступицы ротора. Получив увеличенный зазор max в предлагаемом насосе, авторам, за счет оптимизации точки начала скосов, удалось сохранить минимальный зазор по всей боковой поверхности пластин 6, что повысило надежность и долговечность работы насоса и одновременно КПД насоса.

Пластинчатый насос работает следующим образом. При вращении ротора 4 в направлении, указанном стрелкой, происходит изменение объемов полостей, ограниченных внутренней поверхностью корпуса 1 двумя соседними пластинами 6 и торцовыми крышками 2 и 3, в результате чего создается разрежение в полости всасывания и происходит перемещение жидкости к полости нагнетания. Верхний замыкатель от точки С до точки К и нижний замыкатель от точки Е до точки F, по которым скользят рабочие торцы пластин 6, разделяют полость насоса на всасывающую и нагнетательную полости. При перемещении пластины 6 на нижний замыкатель (точка Е) пластина перемещается в радиальном пазу 5. На всем участке нижнего замыкателя от точки Е до точки F пластина 6 имеет максимальное перемещение (hmax пл) из паза 5. Учитывая, что пластины 6, перемещающиеся в пазах 5 ротора 4, остались без изменения прямоугольной формы, а центр скосов сместился, гидравлические показатели насоса не изменяются, т.к. снижаются объемные потери за счет того, что скосы на торцовых поверхностях ротора 4 выполняются в насосе на окружности, соответствующей пазам 5, постоянно закрытым перемещающимися пластинами, а ниже скосов в направлении к ступице 7 выполняются минимальные торцовые зазоры.

Механические примеси, скапливающиеся под действием центробежных сил на периферии ротора, благодаря увеличенному зазору max не создают механических повреждений рабочих торцевых поверхностей ротора 4 и крышек 9.

Как показали испытания опытного образца пластинчатого насоса (см. таблицу), изменение положения начала скоса на торцовых поверхностях ротора на величину (1), равную максимальному выходу пластины hmax пл, позволяет повысить КПД насоса на 3-5%.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 397676, М. кл. F 04 С, 7/00, 1971.

2. Патент США 3480203, Н. кл. 418-119, 1986.

3. Авторское свидетельство СССР 1137244, кл. F 04 С, 2/344, 1982.

4. Авторское свидетельство СССР 1735608, кл. F 04 С, 2/344, 1992 (прототип). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Пластинчатый насос, содержащий корпус с окнами всасывания и нагнетания и торцовыми крышками, во внутренней полости которого установлен ротор, прямоугольные пластины, размещенные в радиальных пазах ротора, на торцовых поверхностях которого выполнены скосы под острым углом к плоскости торцовых крышек, при этом начало скосов расположено на окружности, отличающийся тем, что окружность удалена от поверхности ступицы на расстояние l, определяемое по следующей формуле:

l = (1,00-1,10)hmaxпл,

где l - расстояние от поверхности ступицы ротора - нижней кромки пазов до окружности начала скосов, мм;

hmaxпл - максимальный выход пластины из паза в момент перемещения пластин по нижнему замыкателю от полости всасывания к полости нагнетания, мм.




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