PL249172B1 - Pompa zębata quasi planetarna - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest pompa zębata quasi planetarna z trzema albo czterema kołami zębatymi napędzanymi (5) i kołem zębatym napędowym (4), która składa się z kolektora (6) łączącego się z korpusem roboczym (1), w komorze którego osadzone są odpowiednio trzy albo cztery łożyska (3), a w nich zamocowane są trzy albo cztery koła zębate napędzane (5) oraz centralnie umieszczone i również łożyskowane koło zębate napędowe (4), zazębiające się każdym kołem zębatym napędzanym (5), przy czym koła zębate napędowe (4) rozmieszczone są względem siebie tak, że nie zazębiają się wzajemnie.

Description

Przedmiotem wynalazku jest pompa zębata quasi planetarna przeznaczona do układów hydraulicznych maszyn o zmniejszonej kawitacji, pulsacji oraz wyrównanych obciążeniach wału napędowego i wałów napędzanych stosowana do pompowania cieczy o dużej lepkości: olejów hydraulicznych, olejów opałowych, olejów jadalnych, olejów smarowych, farb, kwasów i zasad, alkoholi, rozpuszczalników oraz cieczy spożywczych.

Pompy zębate są szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu ze względu na ich niezawodność, prostotę konstrukcji, zwartość i wydajność. Pompy zębate są pompami wyporowymi, które działają na zasadzie przetłaczania cieczy z przestrzeni ssawnej do przestrzeni tłocznej za pomocą organu roboczego. W przypadku przedstawionej pompy organem roboczym są koła zębate. W pompach wyporowych energia mechaniczna zamieniana jest w energię ciśnienia.

Pompy cieczy można znaleźć w opisach patentowych CA2346488A1 oraz CN210196964U. Pompy te charakteryzują się jedną komorą z jednym organem roboczym w postaci pierścienia mimośrodowego. W rozwiązaniu według wynalazku natomiast układ tłoczący składa się z jednego koła napędowego i minimum dwóch kół napędzanych. Na każde koło napędzane przypada jeden wlot i jeden wylot cieczy. Koła napędzane odpowiadają za zasysanie i tłoczenie cieczy. Kanały wylotowe i wlotowe połączone są ze sobą, co pozwala na dostarczenie i odebranie cieczy za pomocą tylko dwóch przewodów.

Z publikacji CN207728555U znana jest pompa składająca się z dwóch osi i trzech korpusów. Korpus pompy głównej jest wyposażony we wlot oleju pompy głównej i wylot oleju pompy głównej, korpus pierwszej pompy pomocniczej jest wyposażony w wlot oleju pierwszej pompy pomocniczej, a korpus pompy pomocniczej drugiej jest wyposażony w drugą pompę pomocniczą. W rozwiązaniu według wynalazku pompa składa się z jednego korpusu, który podzielony jest na komory o równym wydatku. Każda z komór zasysa ciecz ze wspólnego głównego wlotu i tłoczy ciecz do wspólnego wylotu.

W stanie techniki odnotowano także zastosowania pomp z układem kół zębatych na zasadzie przekładni planetarnej. Takie rozwiązania opisują dokumenty RU2194190C2 i US5161961 A. Pompy te nastawione są na wysoką wydajność przepływu. Konstrukcja opisana w wynalazku charakteryzuje się wysoką wartością ciśnienia wypychanej cieczy oraz tym, że koła zębate osadzone są na stałe w obudowie za pomocą łożysk umożliwiając ruch rotacyjny wzdłuż osi, a odbierając translację.

Z publikacji CN106894990A oraz CN106704174A znane są pompy zębate, które posiadają symetrycznie dwa wloty i dwa wyloty i w których koła zębate napędzane wzajemnie się zazębiają. Podobne rozwiązania pomp zębatych z zazębiającymi się parami sąsiadujących kół zębatych przedstawiają rozwiązania znane z publikacji US2765749A, US3397645A, US2272309A czy CN106894990A.

W rozwiązaniu według wynalazku zastosowano tylko jedno koło napędowe, a pozostałe koła napędzane są z jednego koła, co ogranicza zużycie kół napędzanych.

Najbliższym wynalazkowi rozwiązaniem wydaje się być pompa opisana w publikacji GB449069A. W rozwiązaniu tym ujawniono pompę zębatą posiadającą wiele wlotów, w której koło środkowe również tłoczy ciecz. Ze względu na użycie dwóch otworów odsysających na każde koło zewnętrzne płyn w takiej pompie będzie kawitować tak samo jak w klasycznej pompie zębatej oraz każde koło w połowie cyklu będzie przenosić w zasadzie próżnię. Zastosowane zawory zwrotne pracujące w próżni będą nadmiernie eksploatowane oraz wystąpi nadmierny ścisk cieczy jak w klasycznych pompach zębatych. Odmiennie w wynalazku koła zębate pobierają/zasysają płyn dopiero po pewnym kącie obrotu. W wynalazku pobór/zassanie oleju jest natychmiastowy zaraz po zakończeniu tłoczenia, co przekłada się na zanik kawitacji wraz ze zmianą kierunku tłoczenia. Korzyścią wynikająca z wynalazku jest zwiększenie wydatku pompy, zmniejszenie lub zanik kawitacji, mniejsze drgania, co przekłada się na obniżenie kosztów eksploatacji oraz możliwość zastosowania pomp zębatych tam, gdzie do napędu pomp wykorzystywane są niskie prędkości obrotowe.

Dzięki zastosowaniu rozwiązań według wynalazku można uzyskać następujące efekty funkcjonalne:

• obniżenie poziomu hałasu;

• zmniejszenie pulsacji;

• zwiększenie wydajności w porównaniu do pomp o podobnych wymiarach;

• zmniejszenie obciążeń wałów;

• czy zmniejszenie obszarów nieciągłości wynikających ze zjawiska kawitacji pompowanej cieczy.

Istotą wynalazku jest pompa zębata quasi planetarna z trzema albo czterema kołami zębatymi napędzanymi i kołem zębatym napędowym. Pompa składa się z kolektora łączącego się z korpusem roboczym, w komorze którego osadzone są trzy albo cztery łożyska a w nich zamocowane są odpowiednio trzy albo cztery koła zębate napędzane oraz centralnie umieszczone i również łożyskowane koło zębate napędowe zazębiające się każdym kołem zębatym napędzanym. Koła zębate napędzane rozmieszczone są względem siebie tak, że nie zazębiają się wzajemnie, a obok każdego z nich umieszczony jest zawirowywacz o kształcie dopasowanym z jednego boku do kształtu komory korpusu roboczego tworząc kanał przepływu cie czy, a z dwóch boków stycznie do okalającego koła zębatego napędzanego i koła zębatego napędowego. Nadto do korpusu roboczego przykręcona jest tylna pokrywa, w której osadzone są także odpowiednio trzy albo cztery łożyska, współpracujące z kołami zębatymi napędzanymi oraz dodatkowe łożysko współpracujące z kołem zębatym napędowym. W tylnej pokrywie osadzony jest także pierścień uszczelniający, przez który przechodzi wał koła zębatego napędowego. Nadto w kolektorze w znajduje się jeden otwór wylotu cieczy umieszczony centralnie. W korpusie roboczym, w jego w bocznej części znajdują się trzy albo cztery otwory wlotowe umieszczone naprzeciw kół zębatych napędzanych oraz trzy albo cztery otwory wylotowe z komory korpusu roboczego umieszczone w górnej jego części, do której mocowany jest kolektor, otwory te są rozmieszczone w punktach styku koła zębatego napędowego z kołem zębatym napędzanym oraz zawirowywacza.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje pompę w widoku głównym rozstrzelonym, fig. 2 pokazuje pompę złożoną w widoku izometrycznym, fig. 3 - widok korpusu roboczego z rozmieszczonymi czterema kołami zębatymi, fig. 4 - z rozmieszczonymi pięcioma kołami zębatymi, zawirowywaczami oraz otworami wlotu, a fig. 5 pokazuje pompę w widoku izometrycznym z odłączonym kolektorem i otworami wylotowymi kolektora i korpusu roboczego, a także otworami wlotowymi.

Pompa zębata quasi planetarna z trzema albo czterema kołami zębatymi napędzanymi 5 i kołem zębatym napędowym 4 składa się z kolektora 6 łączącego się z korpusem roboczym 1. W pojedynczej komorze korpusu roboczego 1 osadzone są trzy (jak na fig. 1 i fig. 3) albo cztery łożyska 3 (jak na fig. 4), a w nich zamocowane są trzy lub cztery koła zębate napędzane 5 oraz centralnie umieszczone - również łożyskowane - koło zębate napędowe 4 zazębiające się każdym kołem zębatym napędzanym 5. Koła zębate napędzane 5 rozmieszczone są względem siebie tak, że nie zazębiają się wzajemnie, a obok każdego z nich umieszczony jest zawirowywacz 9 o kształcie dopasowanym z jednego boku do kształtu komory korpusu roboczego 1 tak, że w przestrzeni pomiędzy korpusem 1 a bokiem zawirowywacza 9 utworzony jest kanał przepływu cieczy, a z dwóch pozostałych boków stycznie do okalającego koła zębatego napędzanego 5 i koła zębatego napędowego 4. I tak w wariancie pompy z trzema kołami zębatymi napędzanymi 5 występują trzy zawirowywacze 9, a w przypadku czterech kół zębatych napędzanych 5 - cztery zawirowywacze. Nadto do korpusu roboczego 1 przykręcona jest tylna pokrywa 2, w której osadzone są także odpowiednio trzy albo cztery łożyska 3, współpracujące z kołami napędzanymi 5 oraz dodatkowe łożysko współpracujące z kołem zębatym napędowym 4. W tylnej pokrywie 3 osadzony jest także pierścień uszczelniający 7, przez który przechodzi wał koła zębatego napędowego 4. Nadto w kolektorze 6 w znajduje się jeden otwór wylotu cieczy 8 umieszczony centralnie, a w korpusie roboczym 1 jego w bocznej części znajdują się trzy albo cztery otwory wlotowe IN umieszczone naprzeciw kół zębatych napędzanych 5 oraz trzy albo cztery otwory wylotowe OUT z komory korpusu roboczego 1 umieszczone w górnej jego części, do której mocowany jest kolektor 6. Otwory te OUT są rozmieszczone w punktach styku koła zębatego napędowego 4 z kołem zębatym napędzanym 5 oraz zawirowywacza 9.

Zasada działania pompy według wynalazku przedstawia się następująco, koło zębate napędowe obracając się wprawia w ruch koła zewnętrzne. Pozwala to na zasysanie cieczy przez otwory boczne w korpusie roboczym. Następnie odpowiedni kształt korpusu oraz przestrzeń między zębami kół zewnętrznych tworzy przestrzeń wraz z cieczą, która jest tłoczona zębami koła wewnętrznego. Zjawisko to także się tyczy przestrzeni między zębami koła wewnętrznego. Pompowana ciecz następnie otworami wylotowymi korpusu dostaje się do kolektora. Ruch cieczy podczas samego pompowania jest równoległy do osi kół zębatych zamiast prostopadle, co jest największą innowacją niniejszej konstrukcji.

Claims (1)

1. Pompa zębata quasi planetarna z trzema albo czterema kołami zębatymi napędzanymi i kołem zębatym napędowym znamienna tym, że składa się z kolektora (6) łączącego się z korpusem roboczym (1), w komorze którego osadzone są trzy albo cztery łożyska (3), a w nich zamocowane są odpowiednio trzy albo cztery koła zębate napędzane (5) oraz centralnie umieszczone i również łożyskowane koło zębate napędowe (4) zazębiające się każdym kołem zębatym napędzanym (5), przy czym koła zębate napędzane (5) rozmieszczone są względem siebie tak, że nie zazębiają się wzajemnie, a obok każdego z nich umieszczony jest zawirowywacz (9) o kształcie dopasowanym z jednego boku do kształtu komory korpusu roboczego, tworząc kanał przepływu cieczy, a z dwóch boków stycznie do okalającego koła zębatego napędzanego (5) i koła zębatego napędowego (4), nadto do korpusu roboczego (1) przykręcona jest tylna pokrywa (2), w której osadzone są także trzy albo cztery łożyska (3), współpracujące z kołami zębatymi napędzanymi (5) oraz dodatkowe łożysko współpracujące z kołem zębatym napędowym (4), w tylnej pokrywie (3) osadzony jest także pierścień uszczelniający (7), przez który przechodzi wał koła zębatego napędowego (4), nadto w kolektorze (6) w znajduje się jeden otwór wylotu cieczy (8) umieszczony centralnie, a w korpusie roboczym (1), w jego w bocznej części, znajdują się trzy albo cztery otwory wlotowe (IN) umieszczone naprzeciw kół zębatych napędzanych (5) oraz trzy albo cztery otwory wylotowe (OUT) z komory korpusu roboczego 1 umieszczone w górnej jego części, do której mocowany jest kolektor (6), otwory te (OUT) są rozmieszczone w punktach styku koła zębatego napędowego (4) z kołem zębatym napędzanym (5) oraz zawirowywacza (9).