Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7158
(13) U
(46) 2011.04.30
(51) МПК (2009)
F 15B 11/00
(54) НАСОС ШЕСТЕРЕННЫЙ
(21) Номер заявки: u 20100763
(22) 2010.09.08
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аг-
рарный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Бобровник Александр Ивано-
вич; Котлобай Анатолий Яковлевич;
Котлобай Андрей Анатольевич (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образо-
вания "Белорусский государственный
аграрный технический университет"
(BY)
(57)
1. Насос шестеренный, содержащий корпус, приводной вал, шестерни, образующие
всасывающую и напорную полости, делитель потока с ротором, установленным в распре-
деляющей втулке корпуса и связанным с приводным валом, оснащенным продольными
пазами, полости которых периодически связаны с полостями продольных каналов на
образующей поверхности распределительной втулки, напорной полостью насоса, и отво-
дящими каналами делителя потока, отличающийся тем, что на поверхности ротора обра-
зованы две группы продольных пазов, связанных с полостью одной из двух кольцевых
канавок ротора делителя потока, образованных с разных сторон групп продольных пазов,
соединенных с отводящими каналами делителя потока, центральный угол каждого про-
дольного паза изменяется по длине паза от минимального до максимального значений,
при этом в зоне минимальных значений центральных углов продольных пазов одной
группы, центральные углы продольных пазов второй группы имеют максимальные значе-
ния, и на поверхности распределяющей втулки в зоне групп продольных пазов образова-
ны группы каналов, связанных через канавку, образованную на поверхности золотника
кранового гидрораспределителя с наклоном относительно его продольной оси, с напорной
полостью насоса.
Фиг. 1
BY7158U2011.04.30

2. BY 7158 U 2011.04.30
2
2. Насос шестеренный по п. 1, отличающийся тем, что золотник кранового гидрорас-
пределителя связан с валом моментного гидроцилиндра.
(56)
1. Патент РБ 2772, МПК7
F 15B 11/22, F 04C 2/04, 2006.
2. Патент РБ 3923, МПК (2006) F 15B 11/22, 2007 (прототип).
Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в
объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных орга-
нов.
Известен насос шестеренный, содержащий корпус, приводной вал, шестерни, образу-
ющие полости, делитель потока с ротором, приводимым во вращение от вала насоса,
оснащенным полостью, связанной посредством подводящего канала с источником давле-
ния, и, последовательно, отводящими каналами делителя потока [1].
Известный насос шестеренный реализует возможности использования в многомотор-
ных приводах при синхронном перемещении рабочих органов, обеспечивая работу в ре-
жиме многопоточного насоса.
Недостатком известного насоса шестеренного является низкая надежность работы.
Это объясняется тем, что насос шестеренный, работая в контурах нескольких потребите-
лей и подавая одну порцию рабочей жидкости в контур каждого потребителя за один обо-
рот ротора делителя потока, не обеспечивает необходимой степени равномерности подачи
рабочей жидкости. Пульсация подачи рабочей жидкости увеличивает динамичность
нагружения деталей насоса шестеренного и снижает надежность его работы.
Известен насос шестеренный, содержащий корпус, приводной вал, шестерни, образу-
ющие всасывающую и напорную полости, делитель потока с ротором, установленным в
распределяющей втулке корпуса и связанным с приводным валом, оснащенным продоль-
ными пазами, полости которых периодически связаны с полостями продольных каналов
на образующей поверхности распределительной втулки, напорной полостью насоса, и от-
водящими каналами делителя потока [2].
Известный насос шестеренный обеспечивает снижение динамичности нагружения де-
талей и увеличение надежности работы за счет применения делителя потока с высокой
степенью дискретизации потока рабочей жидкости, подаваемой насосом по напорным ма-
гистралям потребителей.
Недостатком известного насоса шестеренного являются ограниченные функциональ-
ные возможности. Это объясняется тем, что насос шестеренный, работая в контурах не-
скольких потребителей, не обеспечивает возможности регулирования параметров подачи
рабочей жидкости насоса по напорным магистралям потребителей.
Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных воз-
можностей насоса шестеренного.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в насосе шестеренном, содержа-
щем корпус, приводной вал, шестерни, образующие всасывающую и напорную полости,
делитель потока с ротором, установленным в распределяющей втулке корпуса и связанным с
приводным валом, оснащенным продольными пазами, полости которых периодически
связаны с полостями продольных каналов на образующей поверхности распределитель-
ной втулки, напорной полостью насоса, и отводящими каналами делителя потока, на по-
верхности ротора образованы две группы продольных пазов, связанных с полостью одной
из двух кольцевых канавок ротора делителя потока, образованных с разных сторон групп
продольных пазов, соединенных с отводящими каналами делителя потока, центральный
угол каждого продольного паза изменяется по длине паза от минимального до максималь-

3. BY 7158 U 2011.04.30
3
ного значений, при этом в зоне минимальных значений центральных углов продольных
пазов одной группы, центральные углы продольных пазов второй группы имеют макси-
мальные значения, и на поверхности распределяющей втулки в зоне групп продольных
пазов образованы группы каналов, связанных через канавку, образованную на поверхно-
сти золотника кранового гидрораспределителя с наклоном относительно его продольной
оси, с напорной полостью насоса, при этом золотник кранового гидрораспределителя свя-
зан с валом моментного гидроцилиндра.
Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспе-
чивают плавное регулирование параметров подачи рабочей жидкости насоса по напорным
магистралям потребителей и расширяют функциональные возможности насоса шестерен-
ного.
На фиг. 1 представлен насос шестеренный; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -
разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на
фиг. 6 - фрагмент развертки ротора делителя потока; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 1.
Насос шестеренный содержит корпус 1, шестерни 2, 3, образованные на приводном 4
и ведомом 5 валах. Валы 4, 5 установлены в подшипниках скольжения 6, 7 корпуса 1. Ше-
стерни 2, 3 образуют всасывающую 8 и напорную 9 полости. Всасывающая полость 8 свя-
зана с баком гидросистемы (не показан) через подводящий канал 10 корпуса 1.
Насос шестеренный оснащен делителем потока рабочей жидкости, включающим ро-
тор 11, установленный по наружной образующей поверхности в распределяющей втулке 12
корпуса 1 с возможностью вращения относительно оси и связанный посредством муфты с
приводным валом 4. На поверхности ротора 11 образована группа продольных пазов 13, 14, а
на поверхности распределяющей втулки 12 - группы каналов 15, 16, 17, 18, 19.
Полости продольных пазов 13 связаны с полостью кольцевой канавки 20, а полости
продольных пазов 14 - с полостью кольцевой канавки 21 ротора 11. Кольцевые канавки 20, 21
образованы с разных сторон групп продольных пазов 13, 14, и соединены с отводящими
каналами 22, 23 делителя потока.
Центральный угол каждого продольного паза 14, 13 изменяется по длине паза от ми-
нимального до максимального значений. При этом в зоне минимальных значений цен-
тральных углов продольных пазов одной группы, центральные углы продольных пазов
второй группы имеют максимальные значения.
Полости каналов 15, 16, 17, 18, 19 связаны кольцевыми канавками, выполненными на
наружной поверхности распределяющей втулки 12, с полостями каналов 24, 25, 26, 27, 28,
выполненных в корпусе 1. По периферии корпуса 1 каналы 24, 25, 26, 27, 28 закрыты за-
глушками. Полости каналов 24, 25, 26, 27, 28 связаны через канавку 29, с кольцевой канав-
кой 32, выполненными на поверхности золотника 30 кранового гидрораспределителя 31.
Канавка 29 выполнена с наклоном относительно продольной оси золотника 30. Полость
кольцевой канавки 32 связана через канал 33, трубопровод 34, канал 35 с напорной поло-
стью 9 насоса.
Золотник 30 кранового гидрораспределителя 31 установлен с возможностью поворота
относительно его оси и связан с валом 36 моментного гидроцилиндра 37. Рабочие полости
38, 39 моментного гидроцилиндра 37 связаны с источником давления и сливом в бак гид-
росистемы (не показаны) в первой, третьей позициях трехпозиционного гидрораспредели-
теля следящего действия 40 и заперты во второй позиции данного гидрораспределителя.
Дренаж утечек рабочей жидкости в бак гидросистемы осуществляется через канал 41
в крышке корпуса 1.
Насос шестеренный работает следующим образом.
При работе насоса шестеренного приводной вал 4 вращается от двигателя (не пока-
зан), и приводит во вращение шестерни 2, 3. Ротор 11 делителя потока приводится во
вращение от приводного вала 4.

4. BY 7158 U 2011.04.30
4
Рабочая жидкость через канал 10 поступает из бака гидросистемы (не показан) в по-
лость низкого давления 8. Далее жидкость во впадинах шестерен 2, 3 переносится в по-
лость высокого давления 9. Из полости высокого давления 9 рабочая жидкость через ка-
канал 35, трубопровод 34, канал 33 поступает в полость кольцевой канавки 32 золотника 30
кранового гидрораспределителя 31 и далее в полость канавки 29. Из полости канавки 29
рабочая жидкость поступает в полость одного, либо двух смежных каналов 28, 27, 26, 25,
24 в зависимости от углового положения золотника 30. Так, при положении золотника 30,
представленном на фиг. 1, рабочая жидкость из полости канавки 29 поступает через канал 28
(при запертых каналах 27, 26, 25, 24) в полость кольцевой канавки распределяющей втул-
ки 12, охватывающей каналы 19, и через каналы 19, периодически, в полости продольных
пазов 13, 14. Из полостей продольных пазов 13, 14 рабочая жидкость поступает в полости
кольцевых канавок 20, 21 и через каналы 22, 23 в напорные магистрали потребителей.
В зоне каналов 19 центральный угол паза 14 превышает центральный угол паза 13.
Соответственно время взаимодействия полостей каналов 19 и пазов 14 больше времени
взаимодействия полостей каналов 19 и пазов 13. При равномерном вращении приводного
вала 4 насоса и ротора 11 делителя потока подача рабочей жидкости в напорные маги-
страли потребителей через каналы 22, 23 будет практически пропорциональна времени
взаимодействия полостей каналов 19 и пазов 14, 13. В данном положении золотника 30
(см. фиг. 1) подача рабочей жидкости в напорную магистраль потребителя через канал 23
будет максимальной, а через канал 22 - минимальной.
При реализации алгоритма изменения параметров подачи рабочей жидкости по
напорным магистралям потребителей, гидрораспределитель следящего действия 40 пере-
водится в третью позицию, и рабочая жидкость насоса системы управления (не показан)
поступает в рабочую полость 39 моментного гидроцилиндра 37, а из полости 38 рабочая
жидкость поступает на слив в бак (не показан), вал 36 поворачивается относительно про-
дольной оси, поворачивая золотник 30 на необходимый угол против часовой стрелки. При
достижении необходимого положения золотника 30 гидрораспределитель следящего дей-
ствия 40 переводится во вторую позицию и запирает полости 38, 39. При повороте золот-
ника 30 канал 27 открывается (при запертых каналах 28, 26, 25, 24) и рабочая жидкость из
полости канавки 29 поступает через канал 27 в полость кольцевой канавки распределяю-
щей втулки 12, охватывающей каналы 18, и через каналы 18 - периодически, в полости
продольных пазов 13, 14. Из полостей продольных пазов 13, 14 рабочая жидкость посту-
пает в полости кольцевых канавок 20, 21 и через каналы 22, 23 в напорные магистрали по-
требителей. При этом соотношение центральных углов пазов 14, 13 изменяется. Подача
рабочей жидкости через канал 22 увеличивается, а через канал 23 уменьшается. Очевидно,
при дальнейшем повороте золотника 30 и подаче рабочей жидкости в полости продоль-
ных пазов 13, 14 через канал 26 подача рабочей жидкости через каналы 22, 23 в напорные
магистрали потребителей одинаковая. При дальнейшем повороте золотника 30 и подаче
рабочей жидкости в полости продольных пазов 13, 14 через канал 24 подача рабочей жид-
кости через каналы 22 максимальная, а через канал 23 - минимальная.
Начальное положение золотника 30 может выбираться исходя из алгоритма решаемой
задачи. Например, для обеспечения равенства подач рабочей жидкости в напорные маги-
страли потребителей через каналы 22, 23 золотник 30 устанавливается таким образом,
чтобы в начальном положении полость канавки совпадала с полостью канала 26. Поворот
золотника 30 в обе стороны на угол до 90° обеспечит уменьшение подачи рабочей жидко-
сти в магистраль одного из потребителей при одновременном увеличении подачи рабочей
жидкости в магистраль другого потребителя.
При повороте золотника 30 взаимоположение полостей канавки 29 и каналов 24, 25,
26, 27, 28 меняется непрерывно, что обеспечивает плавное изменение соотношения подач
рабочей жидкости по напорным магистралям потребителей и расширение функциональ-
ных возможностей насоса шестеренного.

5. BY 7158 U 2011.04.30
5
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает плавное регулиро-
вание параметров подачи рабочей жидкости насоса по напорным магистралям потребите-
лей и расширяет функциональные возможности насоса шестеренного.
Фиг. 2 Фиг. 3 Фиг. 4
Фиг. 5 Фиг. 6 Фиг. 7
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.