PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 02/14. PIOTR OSIŃSKI, Wrocław, PL WUP 10/16. rzecz. pat.

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F04C 2/08 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Pompa zębata o zewnętrznym zazębieniu (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 02/14 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/16 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL (72) Twórca(y) wynalazku: PIOTR OSIŃSKI, Wrocław, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Anna Meissner

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest pompa zębata o zewnętrznym zazębieniu stosowana zwłaszcza w układach hydraulicznych i układach smarowania. Znana jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr pompa zębata, która ma łożyska igiełkowe, przy czym przecieki z komory ciśnienia odprowadzane są do otworu ssącego pompy kanałami, wykonanymi w płycie i korpusie, powodując skrócenie drogi i zmniejszenie oporów przepływu. W szczególności komora pompy zaprojektowana została w taki sposób, aby uzyskać strefy sprężania umożliwiające sprężanie większej ilości medium na dłuższym odcinku pomiędzy kołami zębatymi pompy, co pozwala zwiększyć jej wydajność. Pompa zębata o dużej wydajności, do pompowania płynów o dużej lepkości znana jest z polskiego opisu patentowego nr W pompie między każdym z kół zębatych, a wewnętrznymi ściankami komory znajdują się strefy sprężania, które mają grubość zmieniającą się wzdłuż kół zębatych. Kształt stref sprężania sprawia, że lepki płyn, który zasysany jest wskutek obrotów przekładni zębatych, wtłaczany jest w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów przekładni, do zwężającej się stopniowo szczeliny. Szczelina kończy się łagodnym odcięciem przepływu płynu wraz z rozpoczęciem się strefy szczelnej. Kształt stref sprężania sprzyja zwiększeniu ilości wtłaczanego lepkiego płynu i jego sprężeniu. Płyn wpompowany jest między zęby przekładni, co ułatwia całkowite wypełnienie przestrzeni między nimi. Pompa jest bardziej wydajna niż znane pompy i może pracować w większym zakresie prędkości i w stosunkowo większym zakresie lepkości płynu. Znana jest również pompa zębata wielostrumieniowa do dozowania stopionego polimeru w maszynach przędzalniczych według polskiego opisu patentowego nr Zgodnie z opisem patentowym pompa zawiera jedną płytę centralną z kanałami wylotowymi dla wszystkich strumieni pomp. Płyta centralna umieszczona jest między dolnymi dwoma dwustrumieniowymi zespołami pompującymi, z których każdy składa się z płyty okularowej, jednego środkowego koła zębatego pędzącego i dwóch par kół zębatych pędzonych. Znane ze stosowania pompy zębate mają korpus, w którym wykonany jest otwór ssący połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate z otworem tłocznym. W pompach tych, profil zęba ma zarys nacięty w wyniku obróbki metodami obwiedniowymi lub kształtowymi. Istota pompy zębatej o zewnętrznym zazębieniu z korpusem, w którym wykonany jest otwór ssący połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate, gdzie pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona, polega na tym, że w co najmniej jednym kole zębatym występują zęby ze skośnym sfrezowaniem fragmentu wierzchołka zęba. Korzystnie skośne sfrezowanie fragmentu wierzchołka zęba jest jedno lub dwustronne. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że skośne sfrezowanie fragmentu wierzchołka zęba nie powoduje zmiany stopnia pokrycia ani skrócenia odcinka przyporu. Ponadto, koło zębate ze skośnym sfrezowaniem fragmentu wierzchołka zęba charakteryzuje się lepszym odprowadzeniem czynnika roboczego z przestrzeni zasklepionej w porównaniu do konstrukcji, w której nie przeprowadzono tego typu modyfikacji. Nieprawidłowe odciążenie przestrzeni zasklepionej powoduje gwałtowny przyrost ciśnienia p z w krótkim okresie czasu. Na wykresie 1 przedstawiono teoretyczny przebieg ciśnienia p(t) w pompie zębatej w czasie jednego pełnego obrotu koła zębatego (2 ). Rozróżnia się następujące obszary charakterystyczne, w których ciśnienie p(t) przyjmuje następujące wartości: obszar ssawny 1 p(t)=p s obszar wzrostu ciśnienia 2 p s <p(t)<p t obszar tłoczny 3 p(t)=p t obszar zmiany ciśnienia w przestrzeni zasklepionej 4 p(t)=p z =p t + p z

3 PL B1 3 Zastosowanie skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka zęba wpływa korzystnie na obniżenie nadwyżki ciśnienia p z w przestrzeni zasklepionej. Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach jego realizacji oraz uwidoczniony na rysunkach, na których Fig. 1 przedstawia pompę zębatą o zazębieniu zewnętrznym, Fig 2 przedstawia koło zębate, Fig. 3 przedstawia zarys zęba ze skośnym sfrezowaniem fragmentu wierzchołka zęba. P r z y k ł a d 1 Pomiędzy zębami kół zębatych 4 utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Jedno z kół zębatych 4 ma zęby z jednostronnym skośnym sfrezowaniem wierzchołków zębów. W zębach z jednostronnym skośnym sfrezowaniem można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych 4 metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyniku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów. P r z y k ł a d 2 Pomiędzy zębami kół zębatych 4 utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Jedno z kół zębatych 4 ma dwustronnie skośne sfrezowanie wierzchołków zębów. W zębach dwustronnie skośne sfrezowanych można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyniku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów. P r z y k ł a d 3 Pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona 5. Obydwa koła zębate mają zęby z jednostronnym skośnym sfrezowaniem wierzchołka zęba. W zarysie zębów z jednostronnym skośnym sfrezowaniem można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyni-

4 4 PL B1 ku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów. P r z y k ł a d 4 Pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń sfrezowania wierzchołka zęba. W zarysie zębów dwustronnie skośnie sfrezowanych można wyodrębnić powierzchnię pierwotną 7, powstałą w wyniku obróbki walcowych kół zębatych metodami kształtowymi lub obwiedniowymi oraz powierzchnię wtórną 8 powstałą w wyniku przeprowadzenia zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Podczas pompowania ułatwione jest odciążenie przestrzeni zasklepionej 5 w wyniku przepływu medium w szczelinie utworzonej pomiędzy powierzchnią wtórną 8 i powierzchnią pierwotną 7 współpracujących ze sobą par zębów. W rozwiązaniu z modyfikacją wierzchołka zęba wyróżnia się dwie charakterystyczne płaszczyzny, pierwsza (pierwotna) niemodyfikowana powstała w wyniku obróbki walcowych kół zębatych metodami kształtowymi lub obwiedniowymi, natomiast druga (wtórna) modyfikowana powstała w wyniku zamierzonej technologicznie operacji skośnego sfrezowania fragmentu wierzchołka. Zastrzeżenia patentowe 1. Pompa zębata o zewnętrznym zazębieniu ma korpus, w którym wykonany jest otwór ssący połączony poprzez komorę roboczą, w której pracują dwa koła zębate, przy czym pomiędzy zębami kół utworzona jest przestrzeń zasklepiona, znamienna tym, że w co najmniej jednym kole zębatym występują zęby ze skośnym sfrezowaniem fragmentu wierzchołka zęba. 2. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że skośne sfrezowanie fragmentu wierzchołka zęba jest jedno lub dwustronne.

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)