Реверсивный шестеренный насос

Предлагаемая полезная модель относится к области гидромашиностроения и может быть использована в системах жидкостной смазки возвратно-вращающихся механизмов типа редукторов и им подобных устройств.
01
В настоящее время насосы, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относится, в частности, насос, защищенный авторским свидетельством СССР №95402, Кл. 59е, 3. Он включает в себя приводной вал, который с одной стороны посредством шестерен, второго вала и первой муфты свободного хода связан с валом первой рабочей шестерни. С другой стороны приводной вал посредством второй муфты свободного хода связан с валом второй рабочей шестерни. При реверсировании вращения приводного вала насос качает жидкость в ту же сторону, что и до реверсирования, и таким образом свою функцию как реверсивный выполняет. Однако конструкция его весьма сложна, муфты свободного хода имеют возможность пробуксовывать, а потому он в работе недостаточно надежен. Наличие большого числа имеющихся в нем валов и опор (10 штук!) тоже его надежность снижают и дополнительно к этому ухудшают его долговечность и  ремонтопригодность.
Отмеченные недостатки в меньшей степени присущи реверсивному шестеренному насосу, описанному на интернет сайте MirMarine.net (Морской портал) в статье «Оборудование систем смазки судового дизеля» и принятому нами за прототип.
Реверсивный шестеренный насос-прототип содержит находящиеся в зацеплении ведущее и ведомое зубчатые колеса. Они установлены в корпусе, внутри которого имеется канал, окружающий колеса, соединенный с зоной их зацепления с обеих ее сторон, с отверстием подвода жидкости, выполненным со стороны ведомого колеса, и с отверстием отвода жидкости, выполненным со стороны ведущего колеса. В месте соединения колеса с зоной зацепления с одной стороны этой зоны в насосе-прототипе расположена всасывающая полость, в аналогичном месте с другой стороны – нагнетательная полость (при реверсировании колес первая становится второй, вторая – первой). По краям той и другой полости на осях, закрепленных в корпусе, установлены поворотные заслонки (по две на полость). Каждая заслонка соединена с пружиной, работающей на кручение: один конец пружины опирается на поверхность заслонки, другой конец прикреплен к корпусу насоса. Пара заслонок, принадлежащих одной полости, установлена с возможностью поворота по часовой стрелке, пара заслонок принадлежащих другой полости, установлена с возможностью поворота против часовой стрелки.
В качестве реверсивного шестеренный насос-прототип оказывается работоспособным, однако он тоже обладает существенными недостатками: тоже невысокими надежностью, долговечностью и ремонтопригодностью. Это вызвано тем, что закреплять оси заслонок в нем и заслонки на осях требуется по посадкам, выполняемым с высокой точностью. Технологически это удается не всегда, а поэтому под воздействием пульсаций перекачиваемой жидкости заслонки «разбалтываются», их оси нужно заменять, а отверстия под оси ремонтировать. При малом диаметре последнее осуществлять чрезвычайно сложно. Сложно и ремонтировать пружины кручения, поджимающие заслонки, если эти пружины ослабнут. И снимать их сложно и для восстановления их упругости требуется специальное приспособление.
В соответствии с изложенным, проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение надежности, долговечности и ремонтопригодности насоса-прототипа путем изменения его конструктивных элементов.
Технически эта проблема решается за счет того, что реверсивный шестеренный насос, содержащий находящиеся в зацеплении ведущее и ведомое зубчатые колеса, установленные в корпусе, внутри которого выполнен канал, окружающий колеса, соединенный с зоной зацепления колес с обеих ее сторон, с отверстием подвода жидкости, выполненным со стороны ведущего колеса, отличается от прототипа тем, что в участке канала между его соединениями с зоной зацепления колес и отверстием подвода жидкости с обеих сторон этого отверстия размещены два шариковых обратных клапана, расположенных встречно, в участке канала между его соединениями с зоной зацепления и отверстием отвода жидкости, с обеих сторон этого отверстия размещены два шариковых обратных клапана, направленных относительно отверстия отвода жидкости противоположно друг другу, при этом отверстия подвода и отвода жидкости выполнены в плоскости геометрических осей колес, шарики клапанов закреплены через пружины сжатия пробками, установленными в стенках корпуса, а соединения канала с зоной зацепления колес выполнены в виде его ответвлений.
На фиг. 1-4 показана конструкция предлагаемого реверсивного шестеренного насоса. На фиг. 1 – его разрез по плоскости геометрических осей колес; на фиг. 2 – сечение А-А, перпендикулярное осям; на фиг. 3 – разрез Б-Б через ось отверстия отвода жидкости; на фиг.4 – разрез В-В через ось отверстия подвода жидкости.
Насос содержит находящиеся в зацеплении ведущее 1 и ведомое 2 зубчатые колеса, установленные в корпусе 3, внутри которого выполнен канал 4, окружающий колеса, соединенный с зоной зацепления 5 колес с обеих ее сторон, с отверстием 6 подвода жидкости, выполненным со стороны ведомого колеса 2, и с отверстием отвода 7 жидкости, выполненным со стороны ведущего колеса 1. В участке канала 4 между его соединениями с зоной зацепления 5 колес 1 и 2 и отверстием 6 подвода жидкости с обеих сторон этого отверстия размещены два шариковых обратных клапана 8 и 9, расположенных встречно, в участке канала 4 (все отрезки этого канала обозначены одной цифрой, так как это один канал) между его соединениями с зоной зацепления 5 и отверстием 7 отвода жидкости с обеих сторон этого отверстия размещены два шариковых обратных клапана 10 и 11, направленных относительно отверстия отвода жидкости противоположно друг другу (от отверстия 7). При этом отверстия подвода 6 и отвода 7 жидкости выполнены в плоскости геометрических осей колес 1 и 2, шарики клапанов 8,9,10 и 11 закреплены через пружины сжатия 12, 13,14 и 15 пробками 16, 17, 18 и 19, установленными в стенках корпуса 3, а соединения канала 4 с зоной зацепления 5 колес выполнены в виде его ответвлений 20 и 21.
При использовании насоса жидкость к нему подводится через отверстие 6 и колеса 1 и 2 приводятся во вращение. Если ведущее колесо 1 вращается против часовой стрелки, то жидкость, поступая через отверстие 6, проходит по каналу 4 через клапан с шариком 9, поступает в ответвление 21, и далее, перемещаясь зубьями колес 1 и 2 (всасываясь) поступает в ответвление 20, отжимает шарик 11 (нагнетается) и выходит через отверстие 7. При смене направления вращения колеса 1 (при его вращении по часовой стрелке) жидкость проходит от отверстия 6, отжимая шарик 8, по каналу 4 и его ответвлению 20, поступает к зоне зацепления колес 1 и 2 (всасывается), проходит в ответвление 21 (нагнетается), отжимает шарик 10 и через канал 4 поступает к отверстию 7. Таким образом, при реверсировании вращения колес насоса жидкость, перекачиваемая им, будет всегда подаваться от отверстия 6 к отверстию 7. Если такой насос поставить на один из валов какого-либо реверсивного редуктора и включить в систему принудительной смазки редуктора, то при любом направлении вращения редуктора, смазка в него будет подаваться всегда. Это делает предлагаемый насос подобным прототипу. Однако предлагаемая полезная модель создает технический результат: повышение надежности насоса и, как следствие, повышение его долговечности и ремонтопригодности.