Шестерные насосы с внутренним зацеплением

Более компактные и малогабаритные, при прочих равных условиях, шестеренные насосы с внутренним зацеплением сравнительно с насосами с внешним зацеплением применяют при невысоких давлениях (как правило, до 7 МПа).

Основными конструктивными элементами шестеренных насосов с внутренним зацеплением являются ведущая шестерня 1 с внутренними зубьями, ведомая шестерня 2 с внешними зубьями, серпообразный распределительный элемент 3 и корпус 4 со всасывающим 5 и нагнетательным 6 патрубками (рис. 8.4, а). Связанная с приводным валом (входным звеном), который размещается симметрично относительно корпуса 4 насоса, ведущая шестерня 1 вращается во внешнем, по отношению к ней, подшипнике скольжения.

Принцип действия шестерного насоса с внутренним зацеплением не отличается от принципа действия насоса с внешним зацеплением. В полости всасывания рабочая жидкость заполняет впадины между зубьями ведущей 1 и ведомой 2 шестерен, которые при переходе в полость нагнетания отделяются распределительным элементом 3. В полости нагнетания зубья шестерен 1 и 2 рабочими поверхностями вытесняют рабочую жидкость в нагнетательный патрубок 6 (рис. 8.4, а, или в серпообразные окна в боковых крышках корпуса, рис. 8.4, б), определяя текущую подачу насоса. Рабочий объем насоса, как и в случае гидромашины с внешним зацеплением, определяется объемом жидкости, которая переносится во впадинах зубьев двух шестерен за одно их вращение из полости всасывания насоса в полость нагнетания при отсутствии объемных потерь. Отделение (герметизация) полости всасывания от полости нагнетания обеспечивается в насосе с одной стороны распределительным элементом 3, а с другой – сцепленными зубьями соответственно ведущей 1 и ведомой 2 шестерен.

а) б)

в)

Рис. 8.4. Принципиальные схемы шестеренных насосов с внутренним зацеплением

При повороте распределительного элемента 3 на относительно центра вращения шестерен происходит реверсирование потока рабочей жидкости (рис. 8.4, в).

Применяют также насосы с шестернями внутреннего зацепления со специальными профилями зубьев без распределительного элемента – героторные насосы (рис. 8.5).

Оси шестерен шестизубого насоса (рис. 8.5, а) смещены одна относительно другой на величину эксцентриситета е, что обеспечивает их зацепление. Отделение полости нагнетания от полости всасывания (герметизация) здесь достигается путем непрерывного контакта зубьев внутренней и внешней (кольцевой) шестерен в зонах перевальных перемычек между окнами всасывания и нагнетания. Для обеспечения этого контакта рабочие поверхности зубьев должны иметь такой профиль, чтобы они обкатывались один по другому. Межзубные впадины сообщаются со всасывающими и нагнетательными каналами с помощью серпообразных окон на торцевых крышках. Кольцевая шестерня своей внешней поверхностью оборачивается в подшипнике скольжения.

Используются также четырехзубые насосы героторного типа (рис. 8.5, б), принцип действия которых не отличается от принципа действия рассмотренного шестизубого насоса .

Героторные насосы разрабатывают на давления до 14 МПа с частотами вращения роторов 1200÷1800 об/мин. Такие гидромашины могут применяться также в качестве гидромоторов.

а) б)

Рис. 8.5. Схемы героторных насосов