Funktionsprinzip der Schaufelpumpe

Erstellt 05.17

f. Abnutzung der Klinge und der inneren Oberfläche des Stators sowie Gegenmaßnahmen Aufgrund des großen Gradienten der Vektordurchmesseränderung auf der inneren Oberfläche des Stators der doppelt wirkenden Schaufelpumpe muss die Klinge im Ölsaugabschnitt eine größere radiale Beschleunigung aufweisen, um sicherzustellen, dass ihr äußeres Ende nicht leer ist. Aufgrund des Einflusses der Bewegungsreibung kann jedoch die Zentrifugalkraft der Klinge selbst oft nicht die Anforderungen erfüllen, sodass diese Art von Pumpe normalerweise den Boden der Klingenrille über die ringförmige Nut auf der Ventilplatte mit der Pumpe verbindet. Sie ist mit der Öldruckkammer der Pumpe verbunden. Wie in Abb. 3-6 dargestellt, ist die ringförmige Nut a über die Nut (gestrichelte Linie) auf der Rückseite der Ventilplatte mit dem Öldruckbereich verbunden. Die Position der ringförmigen Nut entspricht dem Boden der Klingenrille des Rotors, um hochdrucköl in den Boden aller Klingenrillen einzuführen. Mit Hilfe des Hydraulikdrucks können sich die im Ölsaugbereich befindlichen Klingen schnell ausdehnen.

Für die Pumpe mit höherem Arbeitsdruck kann die hydraulische Kraft an der Ober- und Unterseite der Schaufel im Druckbereich im Wesentlichen ausgeglichen werden. Allerdings ist der hydraulische Druck am Boden des Schaufelschlitzes im Ölabschnitt deutlich höher als die Kraft, die erforderlich ist, um die Schaufel zu verlängern, was zu einer übermäßigen Kontaktspannung zwischen der Schaufel und der inneren Oberfläche des Stators in diesem Abschnitt führt. Dies erhöht den Reibungswiderstand, verringert die mechanische Effizienz und intensiviert den Verschleiß der Kontaktfläche (insbesondere in der Nähe des Endes des Ölabschnitts). In schweren Fällen kann die Schaufel aufgrund des zu hohen tangentialen Widerstands am Ende der Verlängerung der Scheibe beschädigt werden. Daher ist es für Hochdruck-Doppeltwirkende Schaufelpumpen notwendig, den externen Druck, der auf den Boden der Schaufel wirkt, auszugleichen (im Allgemeinen ist dies für Mittel- und Niederdruckpumpen nicht erforderlich).

Wenn sich die Klinge im Ölabsorptionsbereich befindet, beträgt der externe Druck F des Drucköls am Boden der Klinge 0.

F=pA                            (3-1)

Wo P -- Öldruck an der Blattwurzel;

A -- effektives Kompressionsgebiet der Klingenwurzel.

Es gibt zwei Arten von Entschädigungsprinzipien für den äußeren Druck, der auf die Unterseite der Klinge wirkt: Das eine besteht darin, den Druck P an der Unterseite der Klingenrille im Ölabsorptionsbereich auf einen angemessenen Wert zu reduzieren; das andere besteht darin, eine spezielle Klingenstruktur zu verwenden, um die effektive Druckfläche a an der Unterseite der Klinge zu verringern. Die interne Federkraft kann ebenfalls verwendet werden, um den hydraulischen Druck zu ersetzen, um die Klinge zu extrapolieren. Die spezifischen Maßnahmen sind wie folgt.

i. Abbildung h zeigt eine Flügelpumpe mit einem Einstellwert-Reduzierventil und einer schwebenden Portplatte. Das am Pumpengehäuse angebrachte Druckreduzierventil 6 reduziert den Druck im Druckraum der Pumpe und leitet ihn dann zum Boden der Schaufelrinne im Ölsaugbereich, um die Kraft der Schaufel 2 auf den Stator 1 zu verringern. Mit dieser Methode ist es möglich, den optimalen Schubwert zu erreichen. Das Druckreduzierventil ist jedoch nicht nur komplex und teuer, sondern verbraucht auch einen Teil des Ausgangsflusses, was zu einer Verringerung der volumetrischen Effizienz der Pumpe führt; und die einfache Drosselrinne erfüllt nur schwer die Anforderungen an die Druckverteilung, weshalb sie derzeit selten verwendet wird.

II. Es wird eine spezielle Klingenstruktur verwendet. Die gängigsten speziellen Klingenstrukturen sind die Doppel-Klingenstruktur, die Zwillings-Klingenstruktur, die gestufte Klingenstruktur usw.

Abb. I zeigt eine Doppelblattstruktur. Zwei Blätter 2 sind an der Oberseite zu abgeschrägten Flächen geformt und überlappen sich in entgegengesetzte Richtungen. Die dreieckige Kammer 4, die durch die Oberseite der beiden kleinen Blätter und die Führung gebildet wird, ist über die Nut 5 auf der überlappten Fläche mit dem Boden der Blattnut 6 verbunden. Der Druck in der mit dem Boden der Blattnut verbundenen Ölaustrittskammer wird in diese Kammer eingeführt, wodurch ein unvollständiger Entlastungsstatikdruck zwischen der Blattoberseite und dem Führungslager entsteht. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sie den Kompensationseffekt proportional zum Arbeitsdruck hat, und die Leckage wird weiter reduziert, da sich an der Gleifläche an der Oberseite des Blattes zwei Dichtlinien bilden. Der Nachteil ist, dass es schwierig ist, die Festigkeit des Blattes sicherzustellen; die durch das Hochdrucköl zwischen den überlappenden Blattflächen erzeugte Kraft wird größer sein als die Druckkraft des Öls zwischen dem Blatt und der Rotornut, und die Öffnungskraft, die durch den Unterschied erzeugt wird, wird den Verschleiß des Blattes und der Rotornut verschärfen. Diese Struktur ist besser für große Flügelpumpen geeignet.

Die Struktur der Schaufeln ist in Abb. J dargestellt. Im Schlitz der Rotorblätter befinden sich die Schaufeln 7 und die Schaufeln 3, die in der Mitte getrennt sind. Die Schaufeln können frei gleiten. Das Druckausgleichsloch 6 am Rotor 1 gleicht den hydraulischen Druck am Kopf und am Boden der Mutterblätter aus. Der Druckölstrom der Pumpe gelangt durch die Portplatte und den Rotorschlitz in die mittlere Druckkammer 5 zwischen den Tochter- und Mutterblättern. Wenn die Zentrifugalkraft und die Trägheitskraft nicht berücksichtigt werden, ist der Schub des Blattes, der auf den Stator wirkt,

F=(p2–p1)bt                         (3-2)

Die Struktur der gestuften Klinge ist in Abb. K dargestellt. Die Klinge ist entlang der Dicke in eine gestufte Form unterteilt. Die Klingenrille am Rotor ist ebenfalls in eine entsprechende Form gebracht. Der mittlere Ölhohlraum zwischen ihnen ist über die Rille auf der Ventilplatte mit dem Drucköl verbunden. Der Druckausgleichsölkanal am Rotor leitet den Öldruck an der Oberseite der Klinge zur Unterseite der Klinge. Ähnlich wie bei der Struktur der Mutter- und Sohnklingen ist eine Drosseldämpfung vorgesehen, bevor das Drucköl in die mittlere Ölkammer eingeführt wird, um genügend Druck in der Kammer aufrechtzuerhalten, wenn die Klinge nach innen zurückgezogen wird, um sicherzustellen, dass die Klinge an die Innenseite des Stators anliegt. Die Form der Klingenrille mit dieser Art von Struktur ist komplex, und ihre Bearbeitbarkeit ist schlecht.

III. Die Federkraft wie in Abb. L dargestellt, werden mehrere Druckfedern (zylindrische Feder oder Schwalbenfeder) am Boden des Rotorschlitzes vorgespannt, um das Ausfahren der Klinge nach außen zu unterstützen. Wenn der Boden des Schlitzes mit dem Phasenflussverteilungsfenster verbunden ist, hängt die Druckkraft des Klingenendes auf der Führungsschiene nur von der Pumpendrehzahl und dem Vektordurchmesser der Kontaktposition ab und hat nichts mit dem Arbeitsdruck zu tun. Der Vorteil dieser Struktur besteht darin, dass die Bewegung der Klinge die momentane Verlagerung der Pumpe nicht beeinflusst. Der Nachteil ist, dass Löcher am Boden des Rotorschlitzes gebohrt werden müssen, was sich negativ auf die Festigkeit auswirkt, und es oft schwierig ist, die Anforderungen an die Ermüdungsfestigkeit der Feder zu erfüllen.

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