Патент на изобретение №2205984

(54) ЛОПАСТНЫЙ НАСОС С БОКОВЫМ КАНАЛОМ И КРЫШКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к лопастному насосу с боковым каналом, имеющим крышку на стороне всасывания, используемому для подачи топлива в транспортном средстве. Насос содержит устанавливаемую со стороны всасывания крышку 10. Такая крышка 10 пригодна прежде всего для использования в двухпоточном лопастном насосе с боковым каналом. В этой крышке 10 имеется проходящий радиально вокруг центра 14 вращения лопастей боковой канал 11 и первое отверстие 13 для впускного канала, переходящего в боковой канал 11, ширина (В_SK) которого постоянна в пределах участка, проходящего в окружном направлении. Боковой канал 11 имеет на верхней стороне 8 крышки 10 постоянную в направлении от его начала 12 ширину (В_SK), уже начиная со значений первого угла от 0^o, предпочтительно от около 5^o, максимум от 20^o, отсчитываемого от базовой линии (L_B), проходящей через ось 14 вращения лопастей и через точку 1 касания в начале 12 этого бокового канала. Благодаря этому улучшается поведение нагретого бензина, увеличивается КПД насоса и повышается его степень сжатия. 2 c. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к лопастному насосу с боковым каналом, используемому для подачи топлива в транспортном средстве и имеющему устанавливаемую со стороны всасывания крышку, имеющую верхнюю и нижнюю стороны, сужающийся боковой канал, открытый на верхней стороне крышки и проходящий в окружном направлении вокруг центра вращения лопастей насоса, и первое отверстие в нижней стороне крышки для впускного канала, проходящего от нижней стороны крышки к ее верхней стороне и переходящего в боковой канал, ширина которого постоянна по крайней мере на верхней стороне крышки по меньшей мере в пределах участка, проходящего в окружном направлении, при этом базовая линия, от которой производится отсчет, проходит через ось вращения лопастей и точку касания в начале бокового канала.

Изобретение относится также к крышке для такого насоса, в которой имеются боковой канал, проходящий радиально вокруг оси вращения лопастей, а также верхняя и нижняя стороны и первое отверстие в нижней стороне для впускного канала, переходящего в боковой канал, при этом поток текучей среды, перекачиваемой насосом, проходит сначала по впускному каналу, а затем по боковому каналу, поступая к выходу из последнего.

Устанавливаемая со стороны всасывания крышка и лопастной насос с боковым каналом известны из DE 19504079 А1. Проходящий в осевом направлении впускной канал переходит в выполненный в крышке боковой канал, в котором из-за процессов обмена импульсами с рабочим колесом вокруг его оси вращения происходит повышение давления на всем участке вплоть до выпускного патрубка. Лопасти рабочего колеса установлены с наклоном относительно оси вращения таким образом, что они в направлении вращения рабочего колеса перемещаются с опережением по отношению к торцовой стороне этого рабочего колеса.

В DE 4343078 А1 описан агрегат для подачи топлива с помощью насоса с боковым каналом. Поперечное сечение бокового канала в установленной на стороне всасывания крышке этого насоса уменьшается с коэффициентом 0,5, что обеспечивает повышение напора топлива в этом канале. Такое уменьшение сечения имеет место в угловых пределах приблизительно от 90 до 130^o, отсчитывая от начала бокового канала, причем при линейном уменьшении сечения в месте перехода к постоянному сечению имеется небольшой уступ. Под предложенным в указанной заявке прогрессивным уменьшением сечения подразумевается плавное, бесступенчатое уменьшение глубины и ширины бокового канала. Уменьшение сечения достигается при этом за счет уменьшения глубины и, например, прогрессивного уменьшения ширины бокового канала в угловом диапазоне от 90 до 130^o.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой лопастной насос с боковым каналом, который обладал бы более высоким КПД и позволял бы улучшить поведение нагретого бензина.

Указанная задача решается благодаря тому, что согласно изобретению ширина бокового канала на верхней стороне крышки является постоянной в пределах отсчитываемого от базовой линии первого угла, составляющих от 0^o, предпочтительно от примерно 5^o, максимум от 20^o, до выхода из этого бокового канала.

Преимущество предлагаемого лопастного насоса с боковым каналом по сравнению с уровнем техники заключается в увеличении КПД насоса и в улучшении поведения нагретого бензина. Достигается это благодаря выполнению бокового канала с постоянной шириной на верхней стороне крышки в пределах первого угла , отсчитываемого от определенной базовой линии, которая проходит через ось вращения лопастей и точку касания в начале бокового канала, при этом указанные угловые пределы, как указывалось выше, составляют от 0^o, предпочтительно от 5^o, максимум от 20^o, до выхода из этого бокового канала. До настоящего времени предпринимались попытки избежать образования завихрений, приводящих к потерям напора, и самопроизвольного отрыва потока в боковом канале за счет плавного уменьшения ширины бокового канала до постоянного значения в большом угловом диапазоне. Благодаря же предлагаемой в изобретении геометрии бокового канала увеличение высоты всасывания, например, достигается за счет того, что боковой канал имеет постоянную ширину, начиная уже с участка, в максимально возможной степени приближенного к его началу. Канал, ширина которого постоянна уже вблизи первого отверстия впускного канала, позволяет предотвратить образование центров завихрений в потоке топлива в зоне, где оно втекает в боковой канал. Кроме того, значительно сокращаются гидравлические потери и подавляется образование локальных зон разрежения, что в противном случае приводило бы к снижению КПД, соответственно к опасности возникновения кавитации, обусловленной повышенным давлением паров нагретого бензина летом, и тем самым блокирования проходного сечения между лопастями.

Кроме того, благодаря постоянной ширине бокового канала в двухпоточном насосе при втекании топлива по впускному каналу на входе в нагнетающую ступень, расположенную напротив впускного канала, не образуется приводящая к срыву потока воздушная пробка из-за сильного всасывающего действия во внешней зоне втекающего потока топлива.

В одном из предпочтительных вариантов боковой канал имеет среднюю линию, радиус которой, отсчитываемый от оси вращения лопастей, остается постоянным, начиная по меньшей мере с первого угла, составляющего приблизительно =15^o.

Средняя линия представляет собой ту линию в боковом канале, которая в каждой точке делит боковой канал по его ширине пополам. Такое решение позволяет исключить наложение на поток в боковом канале, проходящем в окружном направлении уже от впускного канала, дополнительной радиальной составляющей, как это имело бы место в случае непостоянного радиуса средней линии. Благодаря этому исключается образование на входе между впускным каналом и боковым каналом направленного радиально внутрь к оси вращения лопастей потока. Поэтому предпочтительно, чтобы радиус средней линии был постоянным уже при = 0^o.

Кроме того, предпочтительно, чтобы боковой канал, начиная по меньшей мере с первого угла =5^o, имел на верхней стороне крышки постоянную ширину. Ширина бокового канала определяется в плоскости верхней стороны крышки, где боковой канал открыт сверху. Под верхней стороной крышки, т.е. между ее верхней и нижней сторонами, боковой канал согласно одному из вариантов выполнения имеет большую ширину. Однако в этом случае предпочтительно, чтобы в пределах первого угла , равного максимум 20-30^o, ширина бокового канала также уменьшалась до его постоянной ширины на верхней стороне крышки. Тем самым благодаря эффекту воронки в свою очередь обеспечивается возрастание давления, что благоприятно сказывается также на характере потока топлива, поступающего в противолежащую нагнетающую ступень двухпоточного насоса с боковым каналом. В одном из вариантов выполнения этому способствует переход первого отверстия через впускной канал в боковой канал. Впускной канал ниже плоскости, в которой лежит верхняя сторона крышки, имеет сужающийся участок, плавно переходящий в боковой канал. Этот переход может начинаться уже в первом, предпочтительно круглом, отверстии. Поэтому ниже верхней стороны крышки боковой канал и впускной канал, включая его переходный участок, все еще имеют большую ширину, чем на верхней стороне. Такая оптимальная траектория движения потока топлива обеспечивается также за счет того, что первое отверстие впускного канала, переходящего в боковой канал, сам впускной канал, а также участок перехода в боковой канал выполнены практически круглыми.

В другом предпочтительном варианте предлагается скруглить боковой канал, по возможности уже имеющий постоянную ширину, в его начале во внешней зоне по радиусу R_A, величина которого составляет примерно от 0,4 до 1,1 величины радиуса R_SK этого же канала. Радиус R_SK является при этом тем радиусом, которым в основном определяется геометрия бокового канала в том угловом диапазоне, где этот канал имеет постоянную ширину. Это поясняется ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Благодаря такому начальному радиусу R_A предотвращается отрыв потока топлива в зоне, где начинается боковой канал. Одновременно благодаря этому обеспечивается более плавный переход входного потока топлива в боковой канал, что исключает возникновение циркуляционного потока топлива и связанных с ним гидравлических потерь. Еще одно преимущество скругления начала бокового канала по такому радиусу состоит в том, что не образуются обратные потоки. В этом случае на входе в лопастную камеру насоса отсутствуют удары.

Образование центров завихрения в потоке топлива, поступающем по впускному каналу, на участке перехода последнего в боковой канал предотвращается дополнительно за счет того, что центр первого отверстия расположен в радиальном направлении ближе к оси вращения лопастей, чем средняя линия, проходящая вдоль бокового канала. Тем самым предотвращаются не только гидравлические потери, но и образование локальных зон разрежения, что сопровождается описанными выше преимуществами в отношении нагретого бензина. Уменьшению потерь от ударов на входе потока топлива в лопастную камеру способствует в сочетании с более близким радиальным расположением к оси вращения первого отверстия еще и то, что центр первого отверстия смещен от базовой линии, проходящей через начало бокового канала, в направлении, противоположном направлению, в котором проходит боковой канал, на второй угол ₂, отсчитываемый от оси вращения лопастей и составляющий от -15 до +5^o. Поскольку предпочтительно использовать рабочее колесо с наклонным расположением лопастей, тем самым обеспечивается равномерная подача топлива в лопастные камеры благодаря оптимальному соотношению между осевой и тангенциальной составляющими скорости потока.

Согласно еще одному предпочтительному варианту изобретения, который в принципе можно рассматривать и как самостоятельный объект изобретения, впускной канал входит в боковой канал с наклоном. Такое решение обеспечивает радиальное набегание потока топлива на систему лопастей, что благодаря сложению векторных составляющих скоростей относительно лопастей вращающегося рабочего колеса позволяет значительно снизить гидравлические потери по сравнению со строго осевым расположением впускного канала.

В особенно предпочтительном варианте выполнения крышки в боковом канале предлагается дополнительно предусмотреть внутреннюю канавку, образующую желобчатый канал, который обеспечивает плавное изменение живого сечения потока топлива на участке перехода от впускного канала в боковой канал. Благодаря такому плавному изменению живого сечения потока достигается равномерное повышение давления. Желобчатый канал позволяет также быстро и надежно отводить пузырьки газа в случае их образования в газоотводное отверстие, расположенное ниже по ходу потока. В одном из вариантов выполнения желобчатого канала он сужается радиально внутрь к центру вращения лопастей в пределах изменения ₊ первого угла вокруг этого центра вращения. Угол в диапазоне его изменения ₊ составляет приблизительно 15-120^o, предпочтительно 25-110^o. Благодаря этому обеспечивается, во-первых, более плавный и равномерный переход желобчатого канала в боковой канал. Во-вторых, в результате такого плавного сужения достигается также равномерность повышения давления топлива. Боковой канал в этом угловом диапазоне подразделяется по ширине на первый участок, где проходит желобчатый канал, и на второй участок, где расположен внешний канал.

Равномерность истечения достигается также благодаря тому, что глубина желобчатого канала больше глубины внешнего канала в боковом канале. Для обеспечения плавного перехода и равномерного возрастания давления предпочтительно, чтобы глубина желобчатого канала постепенно уменьшалась. Такой переход практически полностью предотвращает вихреобразование в потоках с различной радиальной, тангенциальной или осевой скоростью. В частности, такой плавный переход позволяет снизить потери от таких ударов потока топлива во входные кромки вращающихся лопастей, возникновения которых в противном случае при определенных условиях не удается избежать. Такое равномерное истечение топлива достигается прежде всего благодаря тому, что первая стенка, ограничивающая дно желобчатого канала, переходит во вторую стенку, ограничивающую дно внешнего канала, образуя третью, общую стенку, ограничивающую дно бокового канала. Эти плавно переходящие одна в другую стенки, ограничивающие дно каждого из указанных каналов, обеспечивают повышение давления топлива без образования нежелательных завихрений. Более того, такое решение позволяет без помех перевести намеренно сформированный в боковом канале циркуляционный поток в заданный режим истечения без возникновения приводящих к гидравлическим потерям обратных потоков топлива. Образованию циркуляционного потока в остальном способствует также и то, что в начале желобчатого канала в той зоне, где поток топлива втекает по впускному каналу, предусмотрены закругленные переходы.

Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения желобчатого канала в боковом канале внутренняя, если смотреть в радиальном направлении, боковая ограничивающая стенка бокового канала является боковой стенкой этого желобчатого канала. Тем самым достигается уравновешивание различных составляющих скоростей потока топлива, поступающего из впускного канала в боковой канал. В то же время поступающие вместе с топливом пузырьки газа при таком исполнении скапливаются в желобчатом канале. Уже упоминавшееся выше газоотводное отверстие в боковом канале целесообразно располагать на продолжении конца сужения желобчатого канала со смещением вокруг центра вращения лопастей относительно этого конца на третий угол _*, составляющий от 5 до 30^o, что обеспечивает быстрый и надежный отвод пузырьков газа в такое газоотводное отверстие.

Снижению гидравлических потерь способствует также то, что первое отверстие имеет радиус R_S, который примерно в 1,75-3,5 раза больше радиуса R_SK бокового канала. Величина радиуса R_S у примерно круглого первого отверстия определяется, абстрагируясь от его контуров, по средней окружности. Аналогичным образом определяется и радиус R_SK бокового канала, однако при этом необходимо учитывать, что боковой канал имеет такой радиус R_SK у дна канавки, образующей этот канал.

Было установлено, что вышеописанные преимущества в отношении лопастного насоса с боковым каналом могут проявляться еще четче при соблюдении следующих условий. Расстояние Н_S между входной кромкой лопасти и первым отверстием на нижней стороне крышки, являющимся входным отверстием для топлива во впускной канал, целесообразно задавать примерно в 1,25-2,5 раза большим радиуса R_SK бокового канала. Благодаря этому входной поток топлива во впускном канале приобретает более равномерный характер истечения, причем переток к лопастям происходит плавно и без резкого удара, что в противном случае приводило бы к завихрениям.

Устанавливаемая со стороны всасывания крышка пригодна прежде всего для использования в двухпоточном лопастном насосе с боковым каналом. При этом крышка с насосом должны иметь боковой канал с открытым, т.е. незамкнутым, входным сечением в той зоне, где начинается боковой канал и где происходит заполнение нагнетающей ступени, расположенной напротив впускного канала. Предпочтительно в этом случае, чтобы боковой канал имел открытое входное сечение в диапазоне изменения первого угла вокруг оси вращения лопастей от примерно 5^o до +40^o. Этот угловой диапазон описывается также первой, третьей и четвертой базовыми точками, как это показано на описанных ниже чертежах.

Далее изобретение более подробно описывается на примере одного из вариантов его выполнения, при этом рассмотрены также другие предпочтительные варианты и отличительные особенности предлагаемого технического решения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые показывают:
на фиг.1 – схематичный вид бокового канала во впускной крышке с круглым первым отверстием,
на фиг. 2 – боковой канал в сечении тремя плоскостями А-А, В-В и С-С по фиг.1, расположенными последовательно по длине этого канала, и
на фиг.3 – первое отверстие и боковой канал в сечении плоскостью D-D по фиг.1.

На фиг.1 показана часть устанавливаемой со стороны всасывания крышки 10 в виде сверху, а именно, с ее верхней стороны 8. Крышка 10 имеет также нижнюю сторону 9, которая противоположна верхней стороне 8 и которая на этом чертеже не видна. На чертеже показан далее боковой канал 11. Начало 12 этого канала 11 находится в зоне у первого отверстия 13. В начале 12 канала расположена первая базовая точка 1, которая является точкой касания и которая в качестве исходной точки вместе с центром 14 вращения лопастей определяет в системе цилиндрических координат r--z базовую линию L_B, от которой производится отсчет. Частично невидимый на этой проекции контур первого отверстия 13 показан пунктиром. При работе топливо втекает в лопастной насос с боковым каналом через это первое отверстие 13 по впускному каналу, который на этом чертеже не виден. Первое отверстие 13 в этом варианте является круглым, образуя окружность радиусом _S, центр которой совпадает со второй базовой точкой 2. Боковой канал 11, который как бы выходит через впускной канал из первого отверстия 13, проходит по дуге окружности, центр которой совпадает с центром 14 вращения. Поэтому через центр 14 вращения проходит также ось вращения не показанных лопастей насоса. Кроме того, через центр 14 вращения перпендикулярно верхней стороне 8 проходит также ось z системы цилиндрических координат. Ось z в этом варианте совпадает с осью вращения лопастей. Средняя линия 15 бокового канала 11 имеет радиус R_M, отсчитываемый от центра 14 вращения. В этом случае средняя линия 15 делит пополам боковой канал 11 шириной B_SK. В этом варианте выполнения крышки 10 половина ширины B_SK бокового канала соответствует его радиусу R_SK, которым в конце бокового канала 11 определяется размер его выходного сечения А_SK. Боковой канал в пределах первого угла подразделяется по своей ширине B_SK на желобчатый канал 16 шириной В_NK и внешний канал 17 шириной В_AK. В то время как ширина В_SK бокового канала остается постоянной в пределах первого угла , ширина B_NK желобчатого канала меняется за счет его непрерывного сужения по ходу потока топлива в пределах отсчитываемого в положительном направлении угла ₊ до конца сужения в точке 5, которая является пятой базовой точкой. В этом месте первая боковая ограничивающая стенка 18 бокового канала 11, являющаяся одновременно первой боковой ограничивающей стенкой 19 желобчатого канала 16, сливается со второй боковой ограничивающей его стенкой 20.

Для дальнейшего описания геометрии бокового канала 11, первого отверстия 13 и желобчатого канала 16 в устанавливаемой со стороны всасывания крышке 10 необходимо определить базовые точки 1-7, поскольку они еще не охарактеризованы. Координаты этих точек задаются помимо прочего как функция радиуса R_SK бокового канала, радиуса R_M средней линии по длине бокового канала 11 и радиуса R_S первого отверстия. Определенные таким путем координаты каждой из точек 1-7 являются предпочтительными для данного случая, но могут отличаться от них при иной геометрии. Было установлено, что предпочтительным является случай, когда радиус R_S первого отверстия в 2-3 раза превышает радиус R_SK бокового канала (см. таблицу).

Указанные координаты базовых точек 1-7 справедливы не только для фиг.1, но и для фиг.2 и 3.

Как показано на фиг.1, в начале 12 боковой канал 11 в базовой точке 1 имеет постоянную ширину В_SK. При предпочтительном использовании крышки 10 в двухпоточном насосе с боковым каналом впускная зона 21 выполнена таким образом, чтобы соответствующие входные потоки для заполнения обеих нагнетающих ступеней такого двухпоточного насоса были практически разобщены друг от друга. Заполнение обращенной от первого отверстия 13 нагнетающей ступени, которая на чертеже не показана, происходит на участке между базовыми точками 1, 3 и 4. При этом во избежание потерь из-за дросселирования не показанное на чертеже поперечное сечение на входе в лопастные камеры, не показанные на фиг.1, выполнено открытым, т.е. не замкнутым по периметру, до второй ограничивающей боковой канал 11 стенки 22. В данном случае это входное сечение остается открытым в пределах первого угла и проходит через первую базовую точку 1 до третьей базовой точки 3. Благодаря этому предотвращается дросселирование во время заполнения противолежащей нагнетающей ступени при перетекании топлива. Потери из-за дросселирования дополнительно предотвращаются за счет скругления бокового канала 11 в начале 12 по радиусу R_A, величина которого составляет от 0,4 до 1,1 величины радиуса R_SK этого же канала, а также за счет смещения назад второй базовой точки 2, являющейся центром первого отверстия 13, на величину второго угла ₂. Кроме того, вторая базовая точка 2 расположена гораздо ближе к центру 14 вращения, чем первая базовая точка 1, соответствующая началу 12 бокового канала 11. При этом ширина В_SK бокового канала меньше радиуса R_S отверстия 13.

Необходимый для повышения напора, соответственно давления циркуляционный поток топлива образуется благодаря тому, что боковой канал 11 с радиусом R_SK имеет, начиная от базовой точки 3 и до базовой точки 4, плавно изогнутый участок, образующий описанную более подробно ниже канавку в боковом канале 11. Уже упомянутый выше желобчатый канал 16 в свою очередь обеспечивает плавное изменение живого сечения натекающего потока топлива на участке от первого отверстия 13 до базовой точки 5, где боковой канал 11 имеет концевое сечение А_SK. Это концевое сечение А_SK обозначено штриховкой с указанием радиуса R_SK бокового канала. Геометрия желобчатого канала 16 определяется, во-первых, внутренним радиусом R_IN, a во-вторых, изменяющимся по длине желобчатого канала в пределах угла ₊ радиусом r_V сужения, измеряемым от центра 14 вращения до половины ширины B_NK этого желобчатого канала. Предпочтительно, чтобы радиус r_V сужения линейно изменялся вдоль базовой линии L_NK, проходящей по центру желобчатого канала, между базовыми точками 7 и 5 в плоскости проекции z в соответствии со следующей зависимостью:

Внутренний радиус R_IN желобчатого канала 16 предпочтительно выбирать равным R_IN= r_V-(R_M-R_SK). Благодаря плавному изменению живого сечения потока топлива на участке перехода от первого отверстия 13 к боковому каналу 11, обеспечиваемому с помощью желобчатого канала 16, достигается равномерное повышение давления, а также быстрый и надежный отвод пузырьков газа в газоотводное отверстие 23, расположенное далее по ходу потока. Угловое расстояние между этим газоотводным отверстием 23 и концом 5 сужения определяется третьим углом _*, составляющим от 5 до 30^o, при этом, как показано на чертеже, газоотводное отверстие 23 расположено по ходу потока за желобчатым каналом 16 и находится во внутренней зоне бокового канала 11.

На фиг. 2 показаны сечения тремя плоскостями А-А, В-В и С-С по фиг.1. Внутренний радиус R_IN задан таким образом, что полное сечение A_GSK бокового канала, складывающееся из сечения А_NK желобчатого канала и сечения А_AK внешнего канала в сечении плоскостью А-А, проходящей через четвертую базовую точку 4, шестую базовую точку 6 и седьмую базовую точку 7, примерно в два раза больше размера показанного на фиг.1 концевого сечения A_SK бокового канала 11. Как следует из сечений плоскостями В-В и С-С, размер сечения бокового канала уменьшается с увеличением первого угла . Предпочтительно, чтобы такое уменьшение было практически линейным, соответственно с небольшой прогрессией, при этом у пятой базовой точки 5 по фиг.1 размер сечения бокового канала 11 достигает примерно размера его концевого сечения _SK. Благодаря такой сходящей на нет форме желобчатого канала, во-первых, внешний канал 17 плавно расширяется вовнутрь, а, следовательно, возникшему циркуляционному потоку топлива не создается практически никаких помех. Во-вторых, за счет уменьшающегося сечения А_NK желобчатого канала пузырьки газа быстро разрушаются, соответственно быстро перемещаются к газоотводному отверстию 23. Кроме того, предотвращается образование приводящего к потерям напора обратного потока топлива. Плавный переход первой стенки 24, ограничивающей дно желобчатого канала 16, во вторую стенку 25, ограничивающую дно внешнего канала 17, с образованием третьей, общей стенки 26, ограничивающей дно бокового канала 11, как показано на фиг.2 в сечениях тремя расположенными одна за другой плоскостями, способствует предотвращению гидравлических потерь. Такой переход обозначен изображенной штрихпунктиром базовой линией L_NK, вдоль которой плавно изменяется внутренний радиус r_IN желобчатого канала 16.

На фиг.3 показано сечение плоскостью D-D по фиг.1. В первом отверстии 13 оканчивается всасывающий, или впускной, канал 27, который проходит наклонно к ориентированной в осевом направлении крышки оси 29 вращения рабочих лопастей 30. Первое отверстие 13 образует входное отверстие 28 для втекающего в боковой канал 11 топлива, направление потока которого обозначено стрелкой 31. Этот поток топлива поступает под некоторым углом к лопастям 30, что обеспечивает более плавное, практически безударное набегание потока и, следовательно, сокращение потерь напора. Следствием наклона впускного канала 27 под углом к оси 29 вращения является прежде всего то, что вторая базовая точка 2 смещена назад на второй угол ₂, обозначенный на фиг.1, относительно начала бокового канала, обозначенного первой базовой точкой 1. С целью более эффективно использовать такой наклон набегающего потока 31 топлива лопасти 30 целесообразно также установить наклонно под углом к оси 29 вращения, согласованным с углом набегания потока. Равномерное, успокоенное набегание потока 31 топлива достигается не только, как уже упоминалось выше, за счет плавного изменения вдоль базовой линии L_NK в направлении 32, начиная с базовой точки 7, положения той точки, от которой отсчитывается внутренний радиус R_IN, но и благодаря закругленным переходам 33. Кроме того, крышка 10 с описанной геометрией наиболее пригодна для применения в таком детально не показанном на чертежах двухпоточном насосе с боковым каналом, в котором переток через перегородку между противолежащими лопастными камерами не дросселируется. При этом предпочтительно, чтобы расстояние Н_S между входным отверстием 28 во впускной канал 27 и входной кромкой 34 лопасти в 1,3-2,8 раза превышало радиус R_S первого отверстия 13. При выборе размеров в указанных пределах потери от ударов при втекании потока 31 топлива исключительно малы.

Формула изобретения

1. Лопастный насос с боковым каналом, используемый для подачи топлива в транспортном средстве и имеющий устанавливаемую со стороны всасывания крышку (10), имеющую верхнюю (8) и нижнюю (9) стороны, сужающийся боковой канал (11), открытый на верхней стороне (8) крышки и проходящий в окружном направлении вокруг центра (14) вращения лопастей насоса, и первое отверстие (13) в нижней стороне (9) крышки для впускного канала (27), проходящего от нижней стороны (9) крышки к ее верхней стороне (8) и переходящего в боковой канал (11), ширина В_SK которого постоянна по крайней мере на верхней стороне (8) крышки по меньшей мере в пределах участка, проходящего в окружном направлении, при этом базовая линия L_B, от которой производится отсчет, проходит через ось (14) вращения лопастей и точку (1) касания в начале (12) бокового канала (11), отличающийся тем, что ширина В_SK бокового канала (11) на верхней стороне (8) крышки является постоянной в пределах отсчитываемого от базовой линии (L_B) первого угла , составляющих от 0^o, предпочтительно от примерно 5^o, максимум от 20^o, до выхода из этого бокового канала (11).

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что боковой канал (11) имеет среднюю линию (15), радиус R_M которой, отсчитываемый от оси (14) вращения лопастей, остается постоянным, начиная по меньшей мере с первого угла , составляющего приблизительно 15^o.

3. Насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковой канал (11), начиная по меньшей мере с первого угла , составляющего =5^o, имеет на верхней стороне (8) крышки постоянную ширину B_SK, тогда как этот боковой канал (11) между верхней стороной (8) и нижней стороной (9) имеет большую ширину В_SK.

4. Насос по п.3, отличающийся тем, что ниже верхней стороны (8) крышки ширина B_SK бокового канала в пределах первого угла , составляющего максимум = 30^o, уменьшается до постоянной ширины (В_SK) этого канала на верхней стороне (8) крышки.

5. Насос по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что боковой канал (11) в его начале (12) скруглен во внешней зоне по радиусу R_A, величина которого составляет примерно 0,4 – 1,1 величины радиуса R_SK этого же канала.

6. Насос по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что центр (2) первого отверстия (13) смещен от начала (12) бокового канала (11) в направлении, противоположном направлению, в котором проходит боковой канал (11), на второй угол ₂, отсчитываемый от оси (14) вращения лопастей и составляющий (-15) – (+5)^o.

7. Насос по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что впускной канал (27) входит в боковой канал (11) с наклоном.

8. Насос по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что боковой канал (11) имеет дополнительно внутреннюю канавку, образующую желобчатый канал (16).

9. Насос по п.8, отличающийся тем, что желобчатый канал (16) сужается радиально внутрь к центру (14) вращения лопастей.

10. Насос по п.9, отличающийся тем, что желобчатый канал (16) сужается в пределах изменения ₊ первого угла вокруг центра (14) вращения лопастей, приблизительно равного 15-120^o, предпочтительно 25-110^o.

11. Насос по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что глубина желобчатого канала (16) больше глубины внешнего канала (17) в боковом канале (11).

12. Насос по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что глубина желобчатого канала (16) плавно уменьшается.

13. Насос по любому из пп.8-12, отличающийся тем, что первая стенка (24), ограничивающая дно желобчатого канала (16), переходит во вторую стенку (25), ограничивающую дно внешнего канала (17), образуя третью, общую стенку (26), ограничивающую дно бокового канала (11).

14. Насос по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что внутренняя, если смотреть в радиальном направлении, боковая ограничивающая стенка (18) бокового канала (11) является боковой стенкой желобчатого канала (16).

15. Насос по любому из пп.9-14, отличающийся тем, что в боковом канале (11) на продолжении конца (5) сужения желобчатого канала (16) предусмотрено газоотводное отверстие (23), смещенное вокруг центра (14) вращения лопастей относительно этого конца (5) на третий угол _*, составляющий 5 – 30^o.

16. Насос по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первое отверстие (13) имеет радиус R_S, который в 1,75-3,5 раза больше радиуса R_SK бокового канала.

17. Насос по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что расстояние Н_S между входной кромкой (34) лопасти и входным отверстием (28) для топлива (31) во впускной канал (27) в 1,25-2,5 раза больше радиуса R_SK бокового канала.

18. Насос по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он выполнен в виде двухпоточного насоса и имеет боковой канал с открытым входным сечением на участке между первой базовой точкой (1), третьей базовой точкой (3) и четвертой базовой точкой (4) для заполнения нагнетающей ступени, расположенной напротив впускного канала (27).

19. Устанавливаемая со стороны всасывания крышка (10) для лопастного насоса с боковым каналом по любому из пп.1-18.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.09.2005

Извещение опубликовано: 27.12.2006 БИ: 36/2006