шестеренный насос с редуктором

Формула изобретения

Шестерённый насос с редуктором, содержащий смонтированный на опорном фланце и закрытый крышкой корпус с установленными в нём в подшипниках ведущей шестерней с выходным через отверстие опорного фланца концом вала и ведомой шестерней, установленный на корпусе всасывающий патрубок и систему смазки, отличающийся тем, что на корпусе установлен блок обратного и предохранительного клапанов, с противоположной корпусу стороны опорного фланца размещен планетарный редуктор с блокирующей муфтой, эпициклом, с установленным с возможностью вращения водилом с осями, с установленными на осях водила с возможностью вращения сателлитными шестернями, с солнечной шестерней и связанным с ней шлицевым соединением торсионным валом и системой смазочных отверстий, при этом блокирующая муфта жёстко закреплена на опорном фланце, на ближнем к опорному фланцу торце водила, жёстко соединённого с выходным концом вала ведущей шестерни, установлен кольцевой козырёк, концевая часть которого размещена в отверстии опорного фланца, с внутренней стороны козырька выполнена сквозная кольцевая проточка, сообщающая полость в торце подшипника ведущей шестерни со стороны выходного конца её вала с системой смазочных отверстий планетарного редуктора, по наружному диаметру козырёк уплотнён плавающим кольцом, укреплённым на опорном фланце внутри блокирующей муфты редуктора, в торцах подшипников скольжения ведущей и ведомой шестерни выполнены полости, в ведомой шестерне выполнено отверстие, сообщающее между собой полости в торцах подшипников ведомой шестерни, в подшипнике ведомой и подшипнике ведущей шестерен выполнено отверстие, сообщающее между собой полости этих подшипников, а в опорном фланце в области полости подшипника ведомой шестерни выполнено сквозное отверстие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области турбокомпрессоростроения, в частности к насосам уплотнения и смазки компрессоров (нагнетателей природного газа) и турбинных двигателей.

Известны шестеренные насосы с числом оборотов приводного вала, равным оборотам серийно выпускаемых электродвигателей, и подшипниками скольжения с системой разгрузки опор от действия радиальных усилий путем подвода масла под давлением нагнетания в нагруженную зону подшипников (см. Е.А. Рыбкин, А. А. Усов. Шестеренные насосы для металлорежущих станков. М.: Машгиз, 1960, стр. 164, 165).

Известны шестеренные насосы с ведущими и ведомыми роторами, с подшипниками качения, с сальниками и предохранительно-перепускным клапаном, с приводом от электродвигателя, и где валы насоса и электродвигателя соединены эластичной муфтой (см. Насосы. Каталог-справочник. М.: Гос. научно-техн. изд. маш. и судостр. лит., 1953, стр. 280-292).

Известны шестеренные насосы с двумя одинаковыми по величине рабочими зубчатыми колесами с внутренними подшипниками, смазываемыми перекачиваемой средой (см. Насосы. Справочное пособие. Перевод с нем. В.В. Малюшенко, M.K. Бобка. М.: Машиностроение, 1979, стр. 194-196).

Известны пусковые шестеренные насосы с двумя парами шевронных шестерен, с приводом от электродвигателя, снабжающие маслом систему смазки подшипников и систему уплотнений нагнетателей во время аварийной остановки (см. К.А. Тельнов и др. Автоматизация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. Л.: Недра, ЛО, 1983, стр. 127-129).

Известен нагнетатель природного газа, на корпусе которого (для повышения автономности агрегата от внешнего энергоснабжения) установлен блок насосов с приводом от вала нагнетателя через зубчатый редуктор шестеренного насоса для снабжения нагнетателя маслом низкого давления и винтового насоса для снабжения нагнетателя маслом высокого давления (для системы уплотнений) (см. журнал "Компрессорная техника и пневматика". Ассоциация компрессорщиков и пневматиков (АСКОМП), С. Петербург, 1996, стр. 44-52).

Известен шестеренный насос с редуктором, содержащий смонтированный на опорном фланце и закрытый крышкой корпус с установленными в нем в подшипниках ведущей шестерней с выходным через отверстие опорного фланца концом вала и ведомой шестерней, установленный на корпусе всасывающий патрубок и систему смазки (см. RU 2035601 C1, F 02 B 67/04, 20.05.1995) - прототип.

Недостатком известного насоса является недостаточная надежность работы.

Задачей изобретения является повышение надежности и автономности работы высокооборотных компрессоров и турбинных двигателей, в частности, путем повышения надежности устанавливаемых в их системах уплотнения и смазки насосов с приводом от вала компрессора (или турбинного двигателя).

Данная задача достигается в шестеренном насосе с редуктором, содержащем смонтированный на опорном фланце и закрытый крышкой корпус с установленными в нем в подшипниках ведущей шестерней с выходным через отверстие опорного фланца концом вала и ведомой шестерней, установленный на корпусе всасывающий патрубок и систему смазки, согласно изобретению на корпусе установлен блок обратного и предохранительного клапанов, с противоположной корпусу стороны опорного фланца размещен планетарный редуктор с блокирующей муфтой, эпициклом, с установленным с возможностью вращения водилом с осями, с установленными на осях водила с возможностью вращения сателлитными шестернями, с солнечной шестерней и связанным с ней шлицевым соединением торсионным валом и системой смазочных отверстий, при этом блокирующая муфта жестко закреплена на опорном фланце, на ближнем к опорному фланцу торце водила, жестко соединенного с выходным концом вала ведущей шестерни, установлен кольцевой козырек, концевая часть которого размещена в отверстии опорного фланца, с внутренней стороны козырька выполнена сквозная кольцевая проточка, сообщающая полость в торце подшипника ведущей шестерни со стороны выходного конца ее вала с системой смазочных отверстий планетарного редуктора, по наружному диаметру козырек уплотнен плавающим кольцом, укрепленным на опорном фланце внутри блокирующей муфты редуктора, в торцах подшипников скольжения ведущей и ведомой шестерни выполнены полости, в ведомой шестерне выполнено отверстие, сообщающее между собой полости в торцах подшипников ведомой шестерни, в подшипнике ведомой и подшипнике ведущей шестерен выполнено отверстие, сообщающее между собой полости этих подшипников, а в опорном фланце в области полости подшипника ведомой шестерни выполнено сквозное отверстие.

На фиг. 1 схематично изображен шестеренный насос с редуктором и частью блока выходного конца вала компрессора, разрез.

На фиг.2 - блок выходного конца вала компрессора, разрез.

На фиг.3 - вид А на фиг.1.

На фиг.4 - разрез В-В на фиг.2.

В насосе 1 в корпусе 2, установленном на опорном фланце 3, размещены ведущая шестерня 4 с валом 5 и ее подшипники скольжения 6 и 7 с полостями 8 и 9 в их торцах, ведомая шестерня 10 с валом 11 и ее подшипники скольжения 12 и 13 с полостями 14 и 15 в их торцах. Корпус 2 закрыт крышкой 16, на его боковых поверхностях установлены всасывающий патрубок 17 и блок 18 с обратным 19 и предохранительным 20 клапанами. В подшипниках 7 и 13 выполнено отверстие 21, сообщающее между собой полости 9 и 14, а в валу 11 ведомой шестерни 10 выполнено отверстие 22, сообщающее между собой полости 14 и 15. С противоположной корпусу 2 насоса 1 стороны опорного фланца 3 размещен планетарный редуктор 23. На выходном конце 24 вала 5 ведущей шестерни 4, пропущенном через центральное отверстие 25 в опорном фланце 3, винтом 26 и шпонкой 27 жестко закреплено водило 28 с тремя укрепленными в нем осями 29, на которых с возможностью вращения установлены три сателлитные шестерни 30. Соосно водилу 28 над ним на опорном фланце 3 жестко закреплена блокирующая муфта 31 с возможностью внутреннего зацепления с эпициклом 32, установленным в свою очередь с возможностью внутреннего зацепления с сателлитными шестернями 30, между сателлитными шестернями 30 с возможностью зацепления одновременно с каждой из них установлена солнечная шестерня 33, соединенная внутренним шлицевым зацеплением с торсионным валом 34, выполненным со шлицами на обоих концах. На торце водила 28 со стороны опорного фланца 3 укреплен козырек 35 с кольцевым отверстием 36, сообщающим отверстие 25 с системой смазочных отверстий 37, выполненных в водиле 28, осях 29, шестернях 30. Над козырьком 35 на опорном фланце 3 установлено плавающее кольцо 38. В опорном фланце 3 в области полости 15 выполнено сквозное отверстие 39.

Работает шестеренный насос с редуктором, например, с приводом от компрессора (или турбинного двигателя) следующим образом (см. фиг.1, 2, 3, 4). Насос с редуктором закреплен на блоке выходного конца вала компрессора (или турбинного двигателя) опорным фланцем 3 так, что редуктор находится внутри этого блока и свободный шлицевой конец торсионного вала 34 входит в зацепление с выходным концом вала компрессора.

Вращение от вала компрессора (или турбинного двигателя) через торсионный шлицевой вал 34 передается на солнечную шестерню 33, от нее через сателлитные шестерни 30, вращающиеся на закрепленных в водиле 28 осях 29, вращение передается на водило 28. Эпицикл 32, установленный в блокирующей муфте 31, не вращается (связан зубчатым зацеплением с жестко закрепленной на фланце 3 муфтой 31). Водило 28, посредством винта 26 и шпонки 27 жестко связанное с выходным концом 24 вала 5, приводит во вращение опирающуюся валом 5 на подшипники скольжения 6 и 7 ведущую шестерню 4 насоса 1 с более низкой частотой, чем вал компрессора. Ведущая шестерня 4 вращает находящуюся с ней в зацеплении ведомую шестерню 10, опирающуюся валом 11 на подшипники скольжения 12 и 13. Вращаясь, пара шестерен 4 и 10 перекачивает масло, всасывая его из маслобака компрессора через всасывающий патрубок 17 и нагнетая через обратный клапан 19 блока 18 в систему уплотнения и смазки приводного компрессора. В случае недопустимого превышения давления масла в нагнетании насоса срабатывает предохранительный клапан 20 для сброса масла. Смазка подшипников 6, 7, 12, 13, установленных в корпусе 2, смонтированном на опорном фланце 3 и закрытом крышкой 16, осуществляется перекачиваемым маслом, которое при этом, смазывая поверхности валов 5, 11 и подшипников 6, 7, 12, 13, проходит от шестерен 4 и 10 в полости 8, 9, 14, 15 в торцах подшипников. Отработавшее в подшипниках масло из полостей 9, 14, 15 (масло из полости 9 сначала поступает через отверстие 21 в полость 14, а потом из этих полостей через отверстие 22 в полость 15) сливается через отверстие 39 в блок выходного конца вала компрессора. Масло, прошедшее между валом 5 и подшипником 6, поступает в полость 8 (с избыточным давлением). Из полости 8 через центральное отверстие 25 оно поступает по сквозному отверстию 36 козырька 35, уплотненному по наружному диаметру плавающим кольцом 38, в систему смазочных отверстий 37 планетарного редуктора 23, смазывая находящиеся в зацеплении его детали и их трущиеся поверхности. Таким образом, шестеренный насос с редуктором, собранный на опорном фланце, представляет собой единый конструктивный узел, позволяющий применять отработанную конструкцию шестеренного насоса со стандартным числом оборотов ведущей шестерни для установки на агрегат с высокооборотным приводным валом.