close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12278

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 12278
(13) C1
(19)
(46) 2009.08.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 04C 2/00
РОТОРНЫЙ НАСОС
(21) Номер заявки: a 20060298
(22) 2006.04.04
(43) 2007.12.30
(71) Заявитель: Антоненко Александр Николаевич (BY)
(72) Автор: Антоненко Александр Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Антоненко Александр Николаевич (BY)
(56) BY 3161 C1, 1999.
BY a20000191, 2001.
BY 5228 C1, 2003.
SU 1679057 A1, 1991.
RU 2041394 C1, 1995.
FR 2000284, 1969.
BY 12278 C1 2009.08.30
(57)
1. Роторный насос, содержащий корпус, внутренняя полость которого образована торцовыми крышками и двумя цилиндрическими поверхностями равного радиуса и включает
полости всасывания и нагнетания, установленные в корпусе на валах с возможностью
синхронного вращения в разных направлениях два лопастных ротора с радиально направленными и равномерно расположенными лопастями, ограниченными в радиальном направлении
радиусом, близким к радиусу цилиндрической поверхности полости корпуса, в двугранных углах между лопастями выполнены замыкатели в виде цилиндрической поверхности,
плавно сопряженной с прилегающими лопастями и взаимодействующей с вершиной лопасти сопряженного ротора, отличающийся тем, что в торцовых крышках выполнены проточки, примыкающие к валу и торцу ротора и сообщающиеся с полостью всасывания.
Фиг. 1
BY 12278 C1 2009.08.30
2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что всасывающая полость соединяется с гидрозатвором, объемом водяной пробки которого обеспечивает полное заполнение внутренней
полости при всасывании воздуха из подводящего трубопровода.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к насосостроению, а именно к
роторным гидромашинам.
Известен плоскоколовратный насос, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстиями, роторы, расположенные внутри корпуса на валах, связанных между собой
синхронизирующими шестернями и имеющие профилированные кулачки с криволинейными боковыми поверхностями, выполненными по удлиненной эпициклоиде и с внешней
цилиндрической поверхностью с радиусом R, причем межцентровое расстояние между
роторами A = RV 2, а каждая из поверхностей, расположенная между криволинейными
боковыми поверхностями кулачков, выполнена в форме вогнутой цилиндрической поверхности с радиусом, равным 1,159 R [1].
Известна объемная шестеренчатая машина, содержащая корпус, внутренняя полость
которого образована двумя цилиндрическими поверхностями, внутри корпуса, на валах,
связанных между собой синхронизирующими шестернями, установлены профилированные, взаимодействующие роторы, при этом в каждом роторе окружность головок совпадает
с окружностью вершин, а окружность немного превышает начальную окружность. Интервал между зубьями больше толщины зуба и равен толщине оснований. Боковой профиль
головки зуба представляет собой кривую, которая близка к эпициклоиде, описываемой
точкой на окружности оснований при зацеплении зуба с сопряженным ротором. Боковой
профиль ножки представляет кривую, описываемую вершиной указанного зуба [2].
Очевидно, что роторы упомянутых машин имеют сложную и трудновыполнимую поверхность, высокую материалоемкость и стоимость. Вместе с тем контактирующие
скругленные поверхности образуют клин, где собирается находящийся в неочищенной
жидкости различный мусор, и вследствие этого роторы заклинивают.
Известна роторная лопастная гидромашина, содержащая корпус, внутренняя полость
которого образована двумя цилиндрическими поверхностями равного радиуса и торцовыми крышками, установленные в корпусе с возможностью вращения в разных направлениях на валах, связанных между собой синхронизирующими шестернями, лопастные роторы
с радиально направленными и равномерно расположенными лопастями, в двугранных углах между которыми установлены замыкатели в виде вкладышей и взаимодействующие
поверхностью углубления с вершиной лопасти сопряженного ротора, причем величина
углубления выполнена такой, что в момент выхода лопасти одного ротора из зацепления с
замыкателем другого, ближайшая лопасть этого ротора начинает взаимодействовать с замыкателем первого ротора и наоборот, а длина лопасти в радиальном направлении ограничена радиусом близким к радиусу цилиндрической поверхности корпуса, при этом
центральный угол, соответствующий цилиндрической поверхности корпуса, больше, чем
двугранный угол между лопастями [3].
Основными существенными недостатками известной роторной лопастной гидромашины являются сложность конструкции роторов и невысокая надежность работы гидромашины.
Задачей изобретения является повышение надежности и расширение функциональных
возможностей роторного насоса за счет обеспечения режима самовсасывания.
Решение указанной задачи достигается тем, что в роторном насосе, содержащем корпус, внутренняя полость которого образована торцовыми крышками и двумя цилиндрическими поверхностями равного радиуса и включает полости всасывания и нагнетания,
установленные в корпусе на валах с возможностью синхронного вращения в разных на2
BY 12278 C1 2009.08.30
правлениях два лопастных ротора с радиально направленными и равномерно расположенными лопастями, ограниченными в радиальном направлении радиусом, близким к радиусу
цилиндрической поверхности полости корпуса, в двугранных углах между лопастями выполнены замыкатели в виде цилиндрической поверхности, плавно сопряженной с прилегающими лопастями и взаимодействующей с вершиной лопасти сопряженного ротора, в
торцовых крышках выполнены проточки, примыкающие к валу и торцу ротора и сообщающиеся с полостью всасывания.
Всасывающая полость соединяется с гидрозатвором, объемом водяной пробки которого обеспечивается полное заполнение внутренней полости при всасывании воздуха из
подводящего трубопровода.
Техническим результатом при использовании предложенных решений является повышение надежности и увеличение КПД роторной гидромашины за счет совершенствования
конструкции роторов, что позволит разработать и поставить на производство высокопроизводительные насосы для коммунального и сельского хозяйства, а также для перекачивания
вязкой массы, например нефти и мазута. Оснащение насосной установки гидрозатвором,
соединяющим всасывающую полость с подводящим трубопроводом, позволит создавать
во всасывающем трубопроводе глубокий вакуум и откачивать жидкость из каналов, отстойников и водоемов.
На фиг. 1 изображен роторный насос, разрез; на фиг. 2 представлена торцовая крышка
насоса; на фиг. 3 - технологическая схема работы установки при создании вакуума во всасывающем трубопроводе.
Роторный насос (фиг. 1) содержит корпус 1, внутренняя полость которого образована
двумя цилиндрическими поверхностями с радиусом R1 и торцовые крышки 2 (фиг. 2). В
корпусе 1 с возможностью синхронного вращения в разных направлениях установлены на
валах два лопастных ротора 3 и 4 с радиально направленными и равномерно расположенными лопастями 5, ограниченными в радиальном направлении радиусом R 2 близким к
радиусу R 1. В двугранных углах между лопастями выполнены углубления замыкателей 6,
взаимодействующие с вершиной сопряженного ротора. Величина углубления выполнена
такой, что в момент выхода лопасти одного ротора из зацепления с замыкателем другого,
ближайшая лопасть этого ротора начнет взаимодействовать с замыкателем первого и наоборот, постоянно разделяя, таким образом, всасывающую 7 и напорную 8 полости роторного насоса. Поверхность углубления замыкателя 6 представляет цилиндрическую
поверхность радиусом R3 плавно сопряженную с поверхностью прилегающих лопастей 5.
Это упрощает технологию изготовления и повышает точность, что позволяет обеспечить
минимальные эксплуатационные зазоры между вершиной лопасти и замыкателем и снизить объемные потери, а следовательно, и повысить КПД насоса.
В торцовых крышках 2 (фиг. 2) выполнены кольцевые разгрузочные проточки 9, примыкающие к валу и торцу ротора и сообщающиеся с всасывающей полостью 7. Всасывающая полость насоса соединена с гидрозатвором 10 вмещающим, по меньшей мере,
объем водяной пробки 11, обеспечивающий полное заполнение внутренней полости насоса при всасывании воздуха из подводящего трубопровода 12 (фиг. 3). Напорный патрубок
13 расположен вертикально. Это позволяет при создании вакуума во всасывающем трубопроводе 12 удерживать в патрубке 13 часть жидкости из водяной пробки 11, необходимую
для заполнения образующейся между двумя взаимодействующими лопастями роторов полости 14 в момент выхода лопасти одного ротора из зацепления с замыкателем другого и
наоборот. Очевидно, что при вертикальном расположении напорного патрубка оси роторов гидроагрегата находятся в одной горизонтальной плоскости. Следует отметить то, что
в вертикально расположенном напорном патрубке 13 происходит разделение воздуха и
жидкости из гидрозатвора при откачивании воздуха из всасывающего трубопровода.
3
BY 12278 C1 2009.08.30
Гидромашина работает следующим образом. При вращении роторов 3 и 4 перекачиваемая среда захватывается лопастями 5 и переносится из всасывающей полости 7 в напорную полость 8. Большая часть этой среды из напорной полости 8 вытесняется в
напорный трубопровод 13, а находящаяся в полости 14 между двумя лопастями и взаимодействующими с ними замыкателями в момент выхода вершины лопасти 5 одного ротора
из зацепления с углублением замыкателя 6 другого - обратно во всасывающую полость 7
(фиг. 2). Вместе с тем КПД насоса не зависит от обратного перепуска части жидкости через образующиеся при взаимодействии лопастей 5 и замыкателей 6 обратно во всасывающую полость и числа лопастей на роторе. Следует отметить, что к объемным потерям
относятся только утечки, проходящие через зазоры между роторами и корпусом, а также
между замыкателями и лопастями при их взаимодействии. Для снижения этих потерь и
увеличения КПД насоса необходимо повышать точность изготовления и обеспечить минимальные эксплуатационные зазоры. Во время работы насоса жидкость и присутствующие в ней мелкие твердые и волокнистые частицы, перетекающие через торцовые зазоры
попадают в разгрузочные проточки 9 и выносятся во всасывающую полость 7. Вследствие
этого очищаются торцовые зазоры, а уплотняющие сальники не подвергаются высокому
напорному давлению, что повышает надежность и долговечность агрегата.
При подъеме жидкости из водоемов, каналов и отстойников насос способен создавать
глубокий вакуум во всасывающем трубопроводе 12, работая в режиме вакуум-насоса. Работа насоса в режиме вакуум-насоса заключается в следующем. Вначале, при вращении
роторов 3 и 4 (фиг. 3), жидкость из водяной пробки 11 поступает во всасывающую полость 7, и перекачивается в напорную полость 8. Уровень жидкости в гидрозатворе 10 понижается, и при достижении им изгиба А, во всасывающую полость насоса начинает
всасываться воздух из трубопровода 12. Вместе с тем внутренняя полость насоса и часть
напорного трубопровода 13 будет постоянно заполнена жидкостью, которая, загромождая
зазоры и заполняя полость 14, обеспечит непрерывную откачку воздуха. Пропущенная во
всасывающую полость посредством полости 14 жидкость вновь вместе с воздухом захватывается лопастями 5 и переносится в напорный патрубок 13. Затем при достижении в
подводящем трубопроводе 12 вакуума, достаточного для подъема жидкости до уровня
расположения насоса, последний начинает перекачивать жидкость, находящуюся в труднодоступном месте.
Таким образом, предлагаемое конструктивное исполнение роторов с замыкателями,
выполненными непосредственно в двугранных углах между лопастями упрощает конструкцию и технологию изготовления роторов и повышает точность, что снижает объемные
потери роторного насоса. Оснащение торцовых крышек разгрузочными проточками, примыкающими к валу и торцу ротора и сообщающимися с всасывающей полостью насоса,
обеспечит высокую надежность и долговечность гидроагрегатов, работающих с неочищенными жидкостями и вязкими массами. Использование в насосной установке гидрозатвора, соединяющего всасывающую полость с подводящим трубопроводом, позволит
создавать во всасывающем трубопроводе глубокой вакуум и производить откачку жидкости из каналов, отстойников и водоемов, расположенных ниже уровня гидромашины.
Источники информации:
1. А.с. СССР 983316, МПК F 04C 2/00, 1982.
2. Заявка FR 2394670, МПК F 01C 1/08, 1979.
3. Патент BY 3161, МПК F 04C 2/00, F 04C 2/08, 1999.
4
BY 12278 C1 2009.08.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
662 Кб
Теги
by12278, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа