ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС С ТОРЦОВЫМ ВХОДОМ
GEAR-TYPE PUMP WITH END FACE INLET

Изобретение относится к шестеренным гидромашинам и может быть использовано в гидросистемах различных машин, в том числе и в маслосистемах газотурбинных двигателей (ГТД).
Известен шестеренный насос, содержащий несколько последовательно установленных в едином корпусе параллельно работающих секций, состоящих из пары находящихся в зацеплении шестерен, установленных на двух общих валах, один из которых ведущий (М.М.Бич, Е.В.Вейнберг, Д.Н.Сурнов. Смазка авиационных газотурбинных двигателей. Москва, Машиностроение, 1979 г., с.97, рис.4.51).
К недостатку известного насоса следует отнести наличие нескольких уплотнительных стыков (семь при четырех секциях насоса), которые одновременно являются и регулировочными, используемыми при регулировке торцовых зазоров между шестернями и деталями корпуса. Другим недостатком известного насоса является увеличенный осевой габарит из-за большой длины валов, особенно ведущего.
При установке таких насосов с внешней стороны корпусов масляных полостей опорных подшипников ротора авиационного ГТД они выступают за пределы мотогондолы двигателя, так что приходится либо сокращать количество секций в насосе, либо размещать его на коробке приводов двигательных или самолетных агрегатов, при этом увеличивать массу и габариты коробок.
Упомянутые недостатки устранены в шестеренном насосе с торцовым входом, который по технической сущности наиболее близок к предлагаемому устройству.
Известен шестеренный насос с торцовым входом, содержащий корпус, выполненный в виде двух полуразъемов, составляющих замкнутую камеру, внутри которой установлены крышки, образующие с полуразъемами корпуса замкнутые и изолированные друг от друга полости, в которых на двух общих валах, причем один из них ведущий, размещены секции из пары шестерен (патент РФ №2250393, опубл. в 2004 г.).
В известном шестеренном насосе две секции расположены последовательно друг за другом, что не позволяет в пространстве между полуразъемами корпуса и крышками установить большее число секций (например, 4, 6, 8 и так далее) без увеличения наиболее важного для размещения на авиационном ГТД осевого габарита устройства. Поэтому для обеспечения нескольких автономных ступеней (секций) откачки или подачи масла приходится устанавливать дополнительные насосы на двигательной или самолетной коробке приводов, что увеличивает массу и габариты коробок приводов, усложняет конструкцию маслосистемы, снижает надежность ее работы и затрудняет конструктивное выполнение модуля системы смазки.
Задача изобретения - обеспечить многосекционность насоса без изменения осевого габарита устройства.
Указанная задача решается тем, что в шестеренном насосе с торцовым входом, содержащем корпус в виде двух полуразъемов, составляющих замкнутую камеру, внутри которой установлены крышки, образующие с полуразъемами корпуса замкнутые и изолированные друг от друга полости, в которых на двух общих валах, причем один из них ведущий, размещены секции из пары шестерен, согласно изобретению полости, в которых установлены секции, расположены, по меньшей мере, в два параллельных ряда с едиными для каждого ряда крышками, причем ряды секций снабжены приводными шестернями, размещенными между едиными крышками, а одна из приводных шестерен установлена на ведущем валу.
Кроме того, замкнутая камера сообщена каналом с всасывающей полостью одной из секций насоса, а приводные шестерни выполнены с разными диаметрами.
Благодаря тому, что согласно изобретению полости, в которых устанавливаются секции насоса, могут быть расположены в нескольких параллельных рядах, количество секций может быть любым и ограничено только радиальными габаритами корпуса насоса, который можно развернуть на двигателе в любую свободную зону, в то время как осевые габариты насоса без сокращения числа секций уменьшить невозможно.
Поскольку все секции маслонасоса связаны между собой как кинематически (через приводные шестерни), так и гидравлически (через выходные полости в крышках), они представляют собой единую систему взаимодействующих элементов.
Благодаря установке на ведущих валах смежных секций приводных шестерен разного диаметра, мы получим возможность изменять частоту вращения отдельных секций, следовательно, воздействовать на их производительность.
Поскольку замкнутая камера сообщена каналом с всасывающей полостью одной из секций насоса, мы получим возможность организовать в ней циркуляцию смазки, поступающей в камеру из полости нагнетания, на смазку зон зацепления приводных шестерен.
Возможность разместить в одном агрегате большое количество параллельно работающих ступеней от одного привода при сохранении осевых габаритов устройства способствует целесообразному конструктивному выполнению модуля системы смазки, что повышает надежность работы маслосистемы и улучшает ее техническое обслуживание.
На приведенных на чертежах на фиг.1 изображен главный вид насоса в четырехсекционном исполнении; на фиг.2, фиг.3 и фиг.4 показаны разрезы соответственно А-А, Б-Б и В-В фигуры 1.
Шестеренный насос с торцовым входом содержит корпус, состоящий из двух полуразъемов 1 и 2, составляющих замкнутую камеру 3 и состыкованных по фланцам, в разъеме которых установлено уплотнительное кольцо 4. Внутри корпуса установлены напротив друг друга две круглые крышки 5 и 6, состыкованные с полуразъемами, соответственно 1 и 2.
Между полуразъемом 1 и крышкой 5, а также между полуразъемом 2 и крышкой 6 образованы по две расположенные параллельно друг другу изолированные полости 7 и 8, в которых установлены по две секции насоса, каждая из которых состоит из пары находящихся в зацеплении шестерен 9 и 10 соответственно, расположенных на двух общих валах 11 и 12. Валы 11 являются ведущими и на них установлены находящиеся в зацеплении приводные шестерни 13. Один из ведущих валов 11 снабжен шлицами 14 для соединения с приводной рессорой (на чертеже не показана). Приводные шестерни 13 могут быть выполнены разного диаметра (на чертеже не показано), что дает возможность варьировать производительностью насосов. Всасывающие полости 15 и 16, расположенные в полуразъеме 1, и всасывающие полости 17 и 18, расположенные в полуразъеме 2, отдельными каналами выведены наружу корпуса к входным фланцам 19 и 20 для подвода откачиваемого из двигателя масла.
Так как крышки 5 и 6 единые для каждой пары смежных секций насоса, а направление вращения шестерен 9 и 10 в них противоположное (навстречу друг другу), то представляется возможным полости нагнетания 21 смежных секций в каждом параллельном ряду совместить и объединить их между собой перепускной втулкой 22, а затем вывести одним каналом к фланцу 23.
Внутри корпуса насоса между крышками 5 и 6 замкнутая камера 3 сообщается через канал 24 в крышке 5 с всасывающей полостью 15 одной секцией насоса, а одна из нагнетающих полостей насоса снабжена отверстием 25, через которое подается струя масла для смазки зоны зацепления приводных шестерен 13.
При работе насоса ведущий вал 11 приводится во вращение через шлицы 14. При этом приходят во вращение кинематически связанные между собой через ведущий 11 и ведомый 12 валы все четыре шестерни 9 и 10 первого ряда секций насоса.
Благодаря кинематической связи между собой приводных шестерен 13, закрепленных на ведущих валах 11, приводятся во вращение и все четыре шестерни 9 и 10 второго ряда секций насоса.
Масло через фланцы 19 и 20 поступает во всасывающие полости 15, 16 и 12, 18 насосных секций и переправляется шестернями 9 и 10 в полости нагнетания 21, сообщающиеся между собой через перепускную втулку 22, а затем через канал в полуразъеме 1 направляется к выходному фланцу 23. Смазка приводных шестерен 13 производится подачей масла в зону их зацепления через отверстие 25 в крышке 5, а отвод отработанной смазки из камеры 3 обеспечивается через канал 24 в полость всасывания 15 одной из секций насоса.
Осуществление изобретения позволит повысить надежность работы маслосистемы и упростить ее техническое обслуживание.