МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РОЛИКОВЫЙ НАСОС
MULTICHANNEL ROLLER PUMP

Заявляемое техническое решение относится к гидравлическим машинам и может быть использовано для перекачивания различных жидкостей и газов в машиностроении, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
Из уровня техники известны роликовые насосы, содержащие корпус с торцевыми крышками, внутри корпуса с возможностью вращения размещен ротор с пазами, в которых установлены ролики (патент RU 2158852 С1, опубликован 10.11.2000; патент RU 2187703 С1, опубликован 20.08.2002). В известных насосах ротор снабжен также лопастями, межроликовыми камерами а также шестернями для синхронизации вращения роликов и лопастей ротора
Недостатком известных технических решений является невозможность повышения удельных характеристик насоса, что связано со сложностью конструкции и ограничениями по уменьшению габаритов и» массы при одновременном увеличении производительности гидравлической машины.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение удельных характеристик, что выражается в увеличении пропускной способности насоса на единицу поперечного сечения, что приводит к уменьшению массы при одновременном увеличении его производительности.
Технический результат достигается тем, что в многоканальном роликовом насосе, содержащем корпус и крышку, ротор с пазами, в которых размещены ролики, ротор размещен на валу с возможностью вращения внутри корпуса, согласно изобретению, насос снабжен статором со сквозными по толщине статора серповидными камерами для впуска и выпуска рабочей среды, размещенными на статоре осесимметрично относительно друг друга, серповидные камеры впуска и выпуска рабочей среды сообщаются соответственно с каналами впуска и выпуска рабочей среды, выполненными на крышке в форме осесимметричных сегментных полостей, связанных соответственно со штуцерами впуска и выпуска рабочей среды, размещенными с наружной стороны крышки, жестко закрепленной на статоре, статор закреплен на корпусе посредством разъемного, например, болтового соединения, ротор выполнен цилиндрической формы с торцевой частью, взаимодействующей с торцом статора и снабженной концентрическими канавками, в стенках которых выполнены пазы, внутри которых размещены цилиндрические ролики, поддерживаемые разделительными упорными кольцами, размещенными внутри канавок, посредством цилиндрического углубления центр торцевой части ротора установлен на оси, установленной в сквозном отверстии статора и глухом отверстии крышки насоса с возможностью перемещения и фиксации положения относительно оси статора.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого многоканального роликового насоса; на фиг.2 - сечение Б-Б на фиг.1, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.
Многоканальный роликовый насос содержит корпус 1 и статор 2, в котором выполнены серповидные камеры впуска 14 и 16, камеры выпуска 15 и 17, а также сквозное цилиндрическое отверстие (условно не показано) для оси 11 ротора 5. Серповидные камеры впуска 14 и 16, выпуска 15 и 17 рабочей среды размещены на статоре 2 осесимметрично относительно друг друга. Торцевая крышка 3 снабжена осесимметричными сегментными каналами впуска 18 и 20, выпуска 19 и 21, соединенных поканально со штуцерами впуска 23 и выпуска 22 соответственно. Ротор 5 установлен в корпусе 1 посредством вала (условно не показано) с радиально-упорным подшипником 4 и оси 11, установленной на роторе 5 посредством опорной задающей втулки 9 с опорно-радиальным подшипником 32, причем ось 11 установлена также в сквозном цилиндрическом отверстии статора и фиксируется в отверстии 31 торцевой крышки 3 посредством фиксирующего винта 30. Регулировочный винт 29, размещенный на боковой поверхности крышки 3 позволяет обеспечить перемещение оси 11 ротора 5 относительно оси статора на величину перемещения А (фиг.1). Серповидные камеры впуска 14 и 16, выпуска 15 и 17 рабочей среды статора 2 сообщаются с сегментными каналами впуска 18 и 20, выпуска 19 и 21 соответственно. Ротор 5 выполнен цилиндрической формы, торцевая часть которого взаимодействует с торцом статора 2, при этом торцевая часть ротора 5 снабжена концентрическими канавками 33. В стенках 10 канавок 33 выполнены пазы 28, внутри которых размещены цилиндрические ролики 12, поддерживаемые разделительными упорными кольцами 6, 7 и 8, которые размещены внутри канавок 33.
Работает многоканальный роликовый насос следующим образом.
При вращении ротора 5 в корпусе 1 синхронно совершают круговое движение разделительные упорные кольца 6, 7 и 8, а также ролики 12, размещенные пазах 28 стенок 10 и эксцентрично установленная опорная задающая втулка 9. При этом внутренние ролики 12 плотно прилегают внутренней частью к синхронно вращающейся втулке 9, а внешней частью - к разделительному упорному кольцу 6. Другие ролики 12' расположены между разделительными упорными кольцами 6, 7 и 8. Такая конструкция позволяет совершать возвратно поступательное движение роликов в пазах 28 стенок 10, колец 6, 7 и 8 под действием движения втулки 9, эксцентрично смещенной радиально относительно центра вращения на некоторую величину А, которая задается осью 11, регулировочным винтом 29 и фиксирующим винтом 30. Таким образом, в результате вращения ротора 5 с одновременным круговым движением, колец 6, 7 и 8 происходит их знакопеременное перемещение на расстояние А за один оборот ротора 5. В левой стороне (фиг.2) кольцами 6, 7 и 8, стенками 10 ротора 5 образуются расширяющиеся серповидные усеченные полости 24 и сужающиеся 25, а справой стороны - зеркально сужающиеся полости 26 и расширяющиеся 27. Их величина задается эксцентриковым смещением А и остается постоянной при вращении ротора 5. Вдоль серповидных полостей одной частью двигаются ролики 12, размещенные в пазах 28 стенок 10, достигая свои максимальные объемы 34 и минимальные объемы 35. Тем самым ролики 12 одновременно обеспечивают нагнетание и всасывание, уравновешивая нагрузки образованные в ходе совершаемой работы. Разность объемов 34 и 35, умноженная на количество промежутков между роликами, дает общий объем вытеснения насоса. На фиг.3 показана примыкающая со скольжением зеркально к серповидным камерам впуска 14, 16 статора 2, и через сегментные каналы 18, 20, соединенные со штуцерами впуска 23 крышки 3 поступает жидкость, пройдя максимальный сектор всасывания 34, ролики 12 перемещаются в сужающиеся серповидные полости 25, 26, ограниченные стенками 10, кольцами 6, 7 8 и втулкой 9, вытесняя жидкость через зеркальные камеры выпуска 15, 17 статора 2 до минимального значения объема 35, и далее через канал выпуска 19 и штуцер выпуска 22 под давлением подается в магистраль. Комбинацией впускных 23 и выпускных 22 штуцеров достигается первичное объемное регулирование, а также одновременная перекачка различных (при необходимости) жидкостей. Наличие опорной втулки 9 и колец 6, 7 и 8 и размещенных между ними роликами 12, установленных в пазах 28 стенок 10 обеспечивает синхронное перемещение без вращения в пазах роликов 12, обеспечивая работу при минимальных оборотах ротора 5 при частотном регулирование, сохраняя при этом устойчивую работу всех элементов.
Изготовлен опытный образец предложенного многозаходного спирального насоса (фото 1). Испытания показали, что данный насос обладает повышенными удельными характеристиками при малых габаритах и массе конструкции по сравнению с аналогичными устройствами.