РОТОРНЫЙ НАСОС
ROTARY PUMP

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к гидромашинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами и может найти применение в жидкостных насосах.
Целесообразно применение для дозирования и перекачки маловязких жидкостей.
Уровень техники
В качестве аналогов рассматривались изобретения по классам МПК A47L 13/20 - швабры (A47L 13/142 - путем скручивания) и МПК F04C 2/10 - гидравлические машины объемного вытеснения с вращающимися или качающимися рабочими органами.
Например, ШВАБРА СО СКРУЧИВАЮЩИМ ОТЖИМОМ, Патент RU 2228705, классы МПК: A47L 13/142; процесс переноса жидкости выполняют путем деформация пористого тела, при этом для вытеснения жидкости из пористого тела производят выкручивание пористого тела растяжками. Это приводит к уменьшению объема пористого тела при том же объеме переносимой жидкости, что приводит к выжиманию объема жидкости.
Ограничительная особенность: Заполнение пористого тела жидкостью и последующий отжим производятся периодически (циклически).
В качестве ограниченных признаков аналога можно применить «Насос» по Патенту 2113625, класс МПК F04C 5/00 (1998.06).
Устройство предназначено для использования в области механики, в частности в насосах, где один из элементов является гибким.
Ограничительные элементы: насос имеет рабочие камеры, имеющие в сечении форму секторов; в корпусе насоса имеются впускные и выпускные окна; внутренняя окружность ротора имеет эксцентриситет по отношению к оси насоса.
Также в качестве аналога использован ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС С ВНУТРЕННИМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ ШЕСТЕРЕН, Патент RU 108109, класс МПК F04C 2/10.
Насос содержит корпус с окнами для входа и выхода перекачиваемой жидкости и расположенные в корпусе шестерни, оси которых выполнены с эксцентриситетом.
Кроме этого в качестве аналогов рассматривались следующие:
ЛЕНТОЧНЫЙ НАСОС, Авторское свидетельство, 1749548, класс МПК F04C 5/00;
ОБЪЕМНЫЙ НАСОС Патент №2131539, класс МПК F04C 005/00;
РОТОРНАЯ МАШИНА Заявка №94024065, класс МПК F04C 005/00.
После проведения патентного поиска выбран прототип: РОТОРНАЯ ГИДРОМАШИНА, Патент RU 2513057, класс МПК F04C 2/08, 2/14.
Изобретение согласно прототипу, относится к гидромашинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами и может найти применение в насосах и двигателях. Роторная гидромашина содержит корпус, неподвижное круглое эпициклическое колесо с внутренними зубьями, круглое солнечное колесо с наружными зубьями, два плавающих сателлита, взаимодействующих с эпициклическим и солнечным колесами, эксцентрик, ось вращения которого смещена относительно оси эпициклического колеса на расстояние, равное эксцентриситету эксцентрика, неподвижные торцовые крышки и систему каналов соответственно подвода и отвода рабочей среды. Эпициклическое и солнечное колеса имеют одинаковое число зубьев. Солнечное колесо жестко связано с вращающимся эксцентриком. Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение износостойкости оборудования и ресурса его работы за счет автоматической компенсации износа взаимодействующих поверхностей, увеличение производительности и удельной мощности гидромашин за счет увеличения полезного объема.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является создание конструкции насоса роторного типа с непрерывными процессами всасывания и выжимания жидкости. Общие признаки предлагаемого роторного насоса с прототипом - наличие корпуса с окнами для входа и выхода перекачиваемой жидкости, и наличие эксцентриситета между вращающимися рабочими органами. В отличие от понятия «нагнетание» в данной конструкции применяется слово «выжимание».
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении пульсации подачи и повышения объемного КПД насоса. Кроме, в частных вариантах осуществления предлагаемого изобретения достигается снижение утечек.
Технически результат достигается в роторном насосе, содержащем корпус с неподвижными торцевыми крышками, имеющими систему каналов подвода и отвода перекачиваемой жидкости, оканчивающихся окнами, размещенные в корпусе с малым зазором относительно его стенок вращающиеся элементы, оси вращения которых параллельны и выполнены с эксцентриситетом, согласно изобретению, вращающиеся элементы выполнены в виде внутреннего и наружного барабанов, установленных консольно на валах и вращающихся с одинаковой угловой скоростью, при этом окна расположены с открытого торца наружного барабана в областях наибольшего изменения зазора между барабанами, а между барабанами помещен слой пористого материала.
Кроме того, пористый материал механически соединен с внутренней поверхностью наружного и наружной поверхностью внутреннего барабанов.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - фронтальный вид, предлагаемого роторного насоса.
Фиг. 2 - то же, вид сбоку.
2
1
Фиг. 3 - вариант роторного насоса при увеличении производительности увеличением эксцентриситета (ε>ε) (фронтальный вид).
Фиг. 4 - то же, вид сбоку.
Роторный насос содержит корпус 1 с неподвижными торцевыми крышками 2, имеющими систему каналов подвода и отвода перекачиваемой жидкости, оканчивающихся окнами 3 и 4 для входа и выхода перекачиваемой жидкости. В корпусе 1 с малым зазором относительно его стенок расположены вращающиеся элементы, выполненные в виде внутреннего и наружного барабанов 5 и 6, оси вращения которых параллельны и выполнены с эксцентриситетом ε. Вращающиеся элементы расположены в областях наибольшего изменения зазора между барабанами 5 и 6, а между барабанами 5 и 6 помещен слой пористого материала, например, деформируемое тело (губка).
Барабаны 5 и 6 установленных консольно на валах и вращаются с одинаковой угловой скоростью. Каналы оканчиваются окнами 3 и 4, соответственно, расположенными в корпусе 1 с открытого торца наружного барабана 6. Размеры камер 7, 8 ограничиваются снизу внутренним сжатием перекачиваемой жидкости в участках пористого тела, не сообщающихся с камерами, понижающим механический КПД машины, а сверху - утечками перекачиваемой жидкости в обход пористого тела, понижающими объемный КПД, и выбираются из условия максимума общего КПД.
С целью снижения утечек дополнительно пористый материал 9 механически зафиксирован с внутренней поверхностью наружного и наружной поверхностью внутреннего барабанов 6 и 5 соответственно.
1
2
3
4
Вращение с одинаковой угловой скоростью двух барабанов 5, 6 выполняют согласованные карданным приводом 10 две зубчатые передачи, содержащие зубчатое колесо 11 (d) привода внутреннего барабана 5 и зубчатое колесо 12 (d) соответственно привода внешнего барабана 6. На оси внутреннего барабана 5 вне корпуса 1 закреплена шестерня 13 (d), а на оси внешнего барабана 6 - шестерня 14 (d).
От величины эксцентриситета ε по соотношению передаточных отношений:  зависит производительность (Q) роторного насоса. Зависимость подчинена функции Q=f (ε).
Осуществление изобретения
При вращении барабанов 5 и 6 в верхней части пористый материал увеличивается в объеме, обеспечивая большее всасывание рабочей жидкости из канала, окна 3 и камеры 7, соответственно в нижней части объем уменьшается, увеличивая количество жидкости, выдавливаемой через камеру 8 в окно 4, канал.
Для снижения утечек пористый материал механически зафиксирован с внутренней поверхностью наружного и наружной поверхностью внутреннего барабанов 5 и 6.