ПЛАСТИНЧАТЫЙ НАСОС

Предлагаемое устройство относится к области роторных пластинчатых насосов объемного типа и может быть использовано для перекачивания жидкостей и газов, а также смесей.
Известен пластинчатый гидравлический насос двойного действия, содержащий ротор с пластинами, свободно перемещающимися в его пазах, корпус с профилированной внутренней поверхностью и расположенные определенным образом впускные и выпускные окна (Пластинчатые насосы и гидромоторы. Зайченко И.З. и Мышлевский Л.М., Машиностроение, 1970, с.28, рис.16).
Конструкция насоса позволяет ему надежно работать в чистых средах с хорошими смазывающими свойствами и развивать высокие давления перекачки жидкостей. Однако, насос известной конструкции обладает низкими к.п.д и сроком службы.
Наиболее близким к заявляемому является пластинчатый насос, содержащий корпус, внутри которого жестко закреплена гильза с окнами всасывания и нагнетания, а во внутренней полости гильзы установлен ротор с радиальными пазами и размещенными в них подвижными лопатками, взаимодействующими с профилем гильзы (Патент на полезную модель РФ №40406, F04C 2/344, 2004 г.).
Данная конструкция имеют следующие недостатки:
- низкий к.п.д. из-за присутствия гидроударов и вибрации ротора и лопаток;
- в процессе эксплуатации происходит снижение объемного к.п.д., вызванное увеличением зазоров в парах трения и увеличением внутренних утечек;
- низкая унификация конструкции, поскольку для получения другой производительности при сохранении частоты вращения необходимо заменять основные детали насоса: профилированный корпус (гильзу), ротор и лопатки, что по сути является заменой всего насоса.
Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в увеличении к.п.д., универсальности и срока службы насоса за счет снижения утечек рабочей среды, трения, вибрации и износа деталей в процессе работы.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в пластинчатом насосе, содержащем корпус, ротор с рабочими лопатками и торцовые боковые крышки, согласно п.1 формулы, рабочие лопатки и/или ротор и/или корпус выполнены составными и включают по меньшей мере два элемента, при этом каждый элемент изготовлен из одного или из разных материалов.
Кроме того, по меньшей мере один из элементов выполнен из эластичного материала.
Выполнение рабочих лопаток ротора составными, т.е. состоящими из двух и более элементов, по ширине ротора при стандартном (цельном) исполнении остальных деталей позволяет снижать утечки рабочей среды через торцовые поверхности, поскольку в этом случае элементы лопаток более плотно прилегают к торцовым уплотнительным поверхностям. Причем размещение в средней части эластичного элемента обеспечивает максимально плотное прилегание боковых элементов лопатки к крышкам в течение долгого времени, не смотря на износы.
Кроме того, дополнительные сопряжения в рабочей лопатке позволяют демпфировать гидроудары и вибрацию, всегда присутствующие в машинах объемного типа. В контакте с профилем корпуса составная лопатка позволяет компенсировать его не параллельность относительно оси вращения и уменьшить перекос лопаток и, следовательно, существенно увеличить срок службы насоса.
Ротор также может быть выполнен составным по ширине корпуса при стандартном (цельном) исполнении остальных деталей, что позволяет снижать утечки рабочей среды через торцовые поверхности, а также дает возможность выполнять демпфирующие полости внутри ротора, или в одной из его частей, а также полости для облегчения конструкции или каналы различных назначений.
Дополнительным достоинством выполнения составного ротора является технологичность изготовления, т.к. в этом случае его заготовки можно получать штамповкой.
Выполнение корпуса насоса составным по ширине при стандартном (цельном) исполнении остальных деталей дает объективные технологические и конструктивные преимущества. Например, позволяет с низкой трудоемкостью выполнять каналы для увеличения проходных сечений, впускных и/или выпускных каналов или окон, демпфирующих камер и других окон или каналов.
Используя в наборе элементов корпуса комбинации различных материалов, можно добиться снижения трения и/или вибрации, увеличения или уменьшения теплопроводности и т.д., что в определенных условиях приводит к увеличению к.п.д. и срока службы заявляемого насоса.
Универсальность конструкции обеспечивается использованием набора универсальных деталей, что дает возможность изготовления насоса с различными параметрами и характеристиками.
Конструкция заявленного пластинчатого насоса представлена на следующих фигурах.
На фиг.1 показана конструкция насоса заявляемой конструкции. На фиг.2 - аксонометрические изображения составных деталей: а - корпуса, б - ротора, с - рабочей лопатки.
Пластинчатый насос включает корпус 1, ротор 2 с рабочими лопатками 3, свободно посаженными в радиальных пазах 4 ротора 2. Торцовые боковые крышки 5 и 6 ограничивают ротор 2 с лопатками 3 и содержат каналы подвода и/или отвода рабочей среды 7 и 8.
Насос работает следующим образом.
При вращении ротора 2 центробежные силы прижимают рабочие лопатки 3, установленные в радиальных пазах 4, к внутренней поверхности корпуса 1. Между ротором 2, корпусом 1, крышками 5 и 6 и каждой из лопаток 3 образуют камеры с изменяемыми объемами. Через каналы 7 и 8 происходит наполнение и нагнетание, соответственно, перекачиваемой рабочей среды. Любая составная деталь - корпус 1, ротор 2 или лопатка 3 - ограничена с боков крышками 5 и 6, работает синхронно как цельная и не нуждается в дополнительной фиксации.
Вышеописанная конструкция позволяет получать высокий к.п.д., порядка 85%, имеет срок службы до 5 лет при работе с чистыми средами. Насос является универсальным, т.е. из набора стандартных деталей можно собрать насосы с различными параметрами. Например, одну рабочую лопатку можно применять в насосах с различными параметрами и разной шириной рабочих камер, при этом изготовление лопатки не является дорогим и трудоемким.