PL230846B1 - Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, składająca się z korpusu, w którym wykonany jest otwór ssący, połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate z otworem tłocznym, a pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona, charakteryzuje się tym, że wierzchołki zębów są ścięte w kierunku natarcia zęba na powierzchnię korpusu (1) tak, by powstała zbieżna szczelina smarna, przy czym ścięcie wierzchołka zęba tworzy profil o kształcie fragmentu spirali Archimedesa lub cylindryczny, o promieniu mniejszym niż promień wierzchołka zęba.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym stosowana zwłaszcza w układach hydraulicznych i układach smarowania.

Znana z polskiego zgłoszenia patentowego nr P397539 pompa zębata, która jest modyfikacją pompy wg zgłoszenia nr P316090, ma korpus w którym wykonany jest otwór ssący, połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate, z otworem tłocznym. W korpusie lub konstrukcji zestawu korpusu wykonane są zatoki połączone z otworem tłocznym, a oddzielone językami od komory roboczej. Elastyczne odkształcenie języków wywołane różnicą ciśnień panujących po obu stronach powoduje zmniejszenie luzów pomiędzy wierzchołkami zębów a korpusem, co korzystnie wpływa na wydajność pompy.

Znane ze stosowania pompy, w których wykonany jest otwór ssący, połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate, z otworem tłocznym. W pompach tych na powierzchniach bocznych kół zębatych powstają luzy w wyniku oddziaływania wysokiego ciśnienia na powierzchnię bloku łożyska. W celu kompensacji stosuje się pływające bloki łożyskowe, które dopychane są do powierzchni bocznych kół zębatych ciśnieniem cieczy doprowadzonej odpowiednio ukształtowanymi kanałami na drugą stronę bloku, tak aby przeciwdziałać ciśnieniu odpychającemu i zmianom geometrycznym korpusu. Znana ze zgłoszenia patentowego nr P404799 pompa zębata, która jest modyfikacją pompy wg zgłoszenia nr P316090 cechuje się kołami zębatymi, które mają wykonane zaokrąglenia lub ścięcia w rejonie wierzchołka zęba powodując obniżenie pierwotnego zarysu koła zębatego w celu zmniejszenia stopnia pokrycia oraz skrócenia odcinka przyporu, co w konsekwencji ułatwia odprowadzenie cieczy z przestrzeni zasklepionej, która powstałaby w wyniku zazębienia się kół zębatych bez obniżenia zarysu w rejonie wierzchołka.

W dotychczasowych pompach zębatych o zazębieniu zewnętrznym wyposażonych w języki odpowiedzialne za kompensację luzów promieniowych naciski języka na niewielki obszar wierzchołka zęba zazwyczaj powodują pojawienie się tarcia mieszanego, suchego, a w skrajnych przypadkach dochodzi do skrawania powierzchni języka. W celu rozwiązania tego problemu technicznego skonstruowano pompę zębatą o zazębieniu zewnętrznym, która pozwala na uzyskanie efektu smarowania hydrodynamicznego. Wywołanie efektu smarowania hydrodynamicznego pozwala na przywrócenie tarcia płynnego przedłużając trwałość rozpatrywanych elementów, zmniejszenie sił tarcia oraz zwiększenie sprawności mechanicznej.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym składająca się z korpusu, w którym wykonany jest otwór ssący, połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate z otworem tłocznym, a pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona charakteryzuje się tym, że wierzchołki zębów są ścięte w kierunku natarcia zęba na powierzchnię korpusu, tak by powstała zbieżna szczelina smarna, przy czym ścięcie wierzchołka zębów tworzy profil o kształcie fragmentu spirali Archimedesa lub cylindryczny o promieniu mniejszym niż promień wierzchołka zęba.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że uzyskane wyprofilowanie wierzchołka zęba obniża w niewielkim stopniu krawędź zęba nacierającą na powierzchnię korpusu zmniejszając tym ryzyko pojawienia się skrawania powierzchni napierający języków kompensujących. Korzystne jest również to, że zapobiega skrawaniu powierzchni korpusu w rejonie otworu ssącego w wyniku spychania ciśnieniem kół zębatych w kierunku od otworu tłocznego do ssącego.

Ponadto wyprofilowanie zęba w przeciwieństwie do zgłoszenia patentowego nr 404799 prowadzone jest tak aby w jak najmniejszym stopniu zmniejszyć stopień pokrycia, a co za tym idzie długość linii przyporu. Uzyskanie najwyższego możliwego stopnia pokrycia jest uargumentowane zastosowanie wynalazku w pompach wysokociśnieniowych, gdzie występują znacznie większe siły między-zębne niż w standardowych pompach. Zatem wyprofilowania wierzchołka nie wpływa na poprawę odprowadzania cieczy z przestrzeni zasklepionej.

Przedmiot wynalazku w przykładzie uwidoczniono na rysunku Fig. 1, który przedstawia przekrój przez wysokociśnieniową pompę zębatą o zazębieniu zewnętrznym z językami kompensującymi. Przykładowy ząb z wyprofilowanym wierzchołkiem przedstawiono na rysunku Fig. 2. Na rysunku Fig. 3b, c, d, e, f, przedstawiono kilka rodzajów szczelin smarnych w rozwinięciu na płaszczyznę, natomiast na rysunku Fig. 3a przedstawiono szczelinę standardowego zęba, w którym powierzchnie wierzchołka zęba i korpusu są równolegle.

PL 230 846 Β1

Wspomniana szczelina smarująca nie musi być zbieżna na całej długości, znane z teorii smarowania rozwiązania łożysk hydrodynamicznych posiadają płytki o kształcie zbieżno-równoległym, jak przedstawiono na rysunku Fig. 3d, e, f.

Przykład 1

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus 1, w którym wykonany jest otwór ssący 2, połączony poprzez komorę roboczą 3, w której pracują dwa koła zębate 4, z otworem tłocznym 6. Pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Koła zębate mają pierwotny kształt 9, 11 wynikający z procesu nacinania zębów metodami kształtowymi lub obwiedniowymi, a wspomniane wyprofilowanie 10 jest fragmentem spirali Archimedesa i tworzy zbieżną szczelinę smarną o kształcie przedstawionym na rysunku Fig. 3b, lub 3d. Rozpatrywana szczelina pomiędzy kołem zębatym a korpusem 1/językiem kompensującym 8 zwęża się, powodując w trakcie obrotu koła zębatego tak zwany efekt smarowania hydrodynamicznego.

Przykład 2

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym, ma korpus 1, w którym wykonany jest otwór ssący 2, połączony poprzez komorę roboczą 3, w której pracują dwa koła zębate 4, z otworem tłocznym 6. Pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Koła zębate mają pierwotny kształt 9, 11 wynikający z procesu nacinania zębów metodami kształtowymi lub obwiedniowymi, a wspomniane wyprofilowanie 10 ma kształt cylindryczny o promieniu mniejszym niż promień wierzchołka zęba i tworzy zbieżną szczelinę smarną o kształcie przedstawionym na rysunku Fig. 3f. Rozpatrywana szczelina pomiędzy kołem zębatym a korpusem 1/językiem kompensującym 8 zwęża się, powodując w trakcie obrotu koła zębatego tak zwany efekt smarowania hydrodynamicznego.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym składająca się z korpusu, w którym wykonany jest otwór ssący, połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate z otworem tłocznym, a pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona, znamienna tym, że wierzchołki zębów (9), (11) są ścięte w kierunku natarcia zęba (9), (11) na powierzchnię korpusu (1), tak by powstała zbieżna szczelina smarna, przy czym ścięcie wierzchołka zęba (9), (11) tworzy profil (10) o kształcie fragmentu spirali Archimedesa lub cylindryczny o promieniu mniejszym niż promień wierzchołka zęba (9), (11).