Шестеренний насос з безступінчастим регулюванням швидкості вихідного потоку

Реферат: Винахід належить до роторних гідравлічних машин із зубчастим зачепленням. Шестеренний насос з безступенево регульованою швидкістю вихідного потоку має першу шестірню (3), яка кріпиться на першому валу (1), і другу шестірню (4), яка кріпиться на другому валу (2). Шестерні (3) та (4) розташовані з можливістю подовжнього переміщення одна відносно одної. Шестірня (3) має перше кільце (5) з протічними каналами (50), яке щільно співвісно насаджене на неї. Шестірня (4) має друге кільце (6) з протічними каналами (50), яке щільно співвісно насаджене на неї. Перше кільце (5) переміщується з другою шестірнею (4), а друге кільце (6) переміщується з першою шестірнею (3), що має наслідком зміну робочого об′єму гідравлічної машини. Згадані канали (50) виключають утворення замкнених порожнин у западинах між зубами шестерень і забезпечують вільне перетікання рідини через згадані кільця під час їхнього пересування. Винахід сприяє зменшенню керуючих зусиль під час регулювання витрати насоса або двигуна безпосередньо під час роботи. UA 103567 C2 (12) UA 103567 C2 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь винаходу Винахід стосується шестеренних насосів з безступінчасто регульованою швидкістю вихідного потоку. Рівень техніки Шестеренні насоси широко застосовуються здебільшого у системах подачі мастила, гідравліці і т. ін. Як правило, вони призначаються для конкретних умов, і наразі немає можливості зміни їхніх параметрів швидкості вихідного потоку під час роботи і навіть з нульової швидкості вихідного потоку. Однак вони є необхідними для належного змащення різних двигунів, а також для створення тиску рідин у різних випадках застосування, наприклад, для переміщення поршнів, для гідравлічних двигунів і т. ін., а також у межах гідравлічної передачі і як дозувальні насоси. Винахід згідно з відомим патентом GB 1539515 пропонує конструкцію шестеренного насоса з регульованою подачею, який включає дві взаємно зачеплювані шестерні, які можуть ковзати відносно одна одної у подовжньому напрямку. Потік рідини для регулювання тиску з обох боків шестерні формується ущільнювальними пластинами, що закривають отвори для доставлення, закріпленими на кожній шестірні, та герметизуючим елементом з дугоподібним пазом, який кріпиться до блоків веденого зубчастого колеса, осьове зміщення якого забезпечується гідравлічно через опір пружини. У цій конструкції недостатньою мірою розв'язується проблема безступінчастості зміни вихідного потоку під час роботи, що також спричиняється закриванням деяких засобів між шестірнями шляхом блокування в них рідини без можливості вивільнення й значною мірою обмежує не лише можливість застосування, але й фактичну функціональність. Основними недоліками є неможливість роботи з нульовим потоком, залежність регулюючого механізму від вихідного тиску та непридатність для роботи з високим тиском рідини. Також пристрій не забезпечує можливості точного дозування, роботи з внутрішніми шестірнями, і є непридатним для гідравлічних передач. Інший винахід існуючого рівня техніки описується у документі DE 10156977 А. У цьому документі описується конструкція не шестеренного насоса, а гідравлічного двигуна, і, згідно з описом, існує можливість безступінчастого регулювання крутного моменту та швидкості двигуна. Згідно з основним пунктом формули винаходу, він характеризується, зокрема, здатністю під час роботи, через механічне, осьове зміщення однієї з шестерень, закривальної стінки та другої шестірні за допомогою з'єднувального штока, до регулювання механічного вихідного крутного моменту та швидкості двигуна. Досягнення результату, згідно з одним з інших пунктів, головним чином, забезпечується завдяки тому, що у кожному разі мастильний канал центрального простору зуба шестірні служить для балансу тиску олії. З цієї конструкції стає зрозуміло, що канал не служить насамперед для стабілізації тиску через потік, тому він компенсує коливання об'єму шляхом регулювання. На фігурі також показано, що мастильні канали у деяких місцях повністю закриваються з'єднувальним штоком. Елементи конструкції та їхні взаємні зв'язки та з'єднання такого гідравлічного двигуна не можуть застосовуватися для функціонування шестеренного насоса з безступінчасто регульованим вихідним потоком. Крім того, рішення щодо створення мастильних каналів під тиском на зубі шестірні стакана шестірні не може бути легко втілене у конструкції шестеренного насоса з безступінчасто регульованим вихідним потоком, оскільки виникають відповідні проблеми, які мають бути розв'язані через винахідницьку діяльність. До них, головним чином, належать проблеми з внутрішнім тиском рідини, зі створенням центрального простору, з внутрішньою та зовнішньою компенсацією, синхронізацією шестерень і т. ін. Відомі на цей час патенти у даній галузі, такі, як US 2001/0024618 А1 від 27.09.2001 або WO 2006/049500 А1 від 11.05.2006, з подовжньо переміщуваними шестірнями, мають обмеження, які перешкоджають їх застосуванню. Традиційний шестеренний насос має простір між зубами, в який по окружності переноситься рідке середовище, є загерметизованим на торці та по окружності, найчастіше - корпусом шестеренного насоса, виконаним з достатнім прецизійним ущільненням, і з нерухомими деталями, за винятком шестерень з валами. Представлений винахід також значною мірою впливає на виробництво нових типів гідравлічних передач, оскільки відомі на даний час передачі не існують без механізму зчеплення. Короткий опис винаходу Обмеження існуючого рівня техніки, зокрема, неможливість зміни вихідних параметрів шестеренних насосів, які виробляються у даний час, усуваються через запропонований винахід. Цей винахід дозволяє виготовити шестеренний насос, який дозволяє змінювати вихідні 1 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 параметри швидкості потоку у безступінчастий спосіб від значення 0 до максимального передбаченого конструкцією значення швидкості потоку та тиску. Принцип шестеренного насоса з безступінчасто регульованою швидкістю вихідного потоку згідно з цим винаходом полягає в тому, що принаймні одна перша шестірня кріпиться на першому валу, принаймні одна друга шестірня кріпиться на другому валу, причому перша шестірня та друга шестірня розташовуються з можливістю подовжнього переміщення відносно одна одної, перша шестірня включає перше кільце з протічними каналами, щільно співвісно насаджене на першу шестірню, друга шестірня включає друге кільце з протічними каналами, щільно співвісно насаджене на другу шестірню, причому перше кільце переміщується з другою шестірнею, і друге кільце переміщується з першою шестірнею, перша шестірня є ущільненою на одному кінці першим ущільненням першої шестірні, а на другому кінці - другим ущільненням першої шестірні, причому ущільнення першої шестірні розташовуються на першому валу, друга шестірня є ущільненою на одному кінці першим ущільненням другої шестірні, а на другому кінці - другим ущільненням другої шестірні, причому ущільнення другої шестірні розташовуються на другому валу. Таким чином, принцип даного насоса полягає в тому, що - автори забезпечують можливість зміни так званої активної довжини зубів шестірні завдяки можливості переміщення шестерень уздовж їх зубів, а отже зміни довжини контакту зачеплюваних зубів, - автори забезпечують запобігання витіканню з просторів між зачеплюваними зубами на обох кінцях цих зубів обох шестерень за допомогою ущільнень, а також за допомогою кілець, - автори забезпечують поділ шестерень на так звані активні та неактивні частини, наприклад, за допомогою кілець, довжина яких має змінюватися, і автори передбачають, що потік із зони високого тиску у просторах між зубами до зони низького тиску в цих частинах є неможливим, автори забезпечують можливість вільного переміщення кілець по всій довжині шестерень, - автори забезпечують можливість вільного потоку середовища з активної до неактивної частини, і навпаки, шестерень, розділених за допомогою кілець, через протічні канали в цих кільцях, - автори передбачають, що середовище не може витікати з просторів між зубами, з неактивної частини шестерень, за винятком протічних каналів у кільцях. Принцип запропонованого насоса також полягає в тому, що автори забезпечують більше рухомих частин, не лише шестірні з валами та корпус насоса, як у традиційному шестеренному насосі, але й інші статичні та рухомі елементи та деталі, що допомагає ущільнювати простори між зубами також під час переміщення шестерень одна до одної відповідно до осі їх обертання й запобігати витіканню рідкого середовища з просторів між зубами взаємно переміщуваних шестерень. Для спрощення технічного рішення автори передбачають, що обидві шестірні мають однакову кількість зубів, а також однакову довжину, мають зовнішні зуби і є реверсивними, і, таким чином, вони можуть перекочуватися в одному й протилежному напрямку, і кільця з протічними каналами є однаковими й точно повторюють форму шестерень по всій окружності і є цілими. Однак це не є суттєвим. Це означає, що шестірні можуть мати різну кількість зубів, різний діаметр, а також довжину, і шестірні можуть бути виконані, як із зовнішніми, так і з внутрішніми зубами. Стосовно вищезазначеного, відповідні кільця з протічними каналами також можуть мати різний діаметр, довжину, тип зубів і т. ін., а отже, це стосується й застосовуваного типу та розміру зубів шестерень, а також розміру шестерень. Для однобічного насоса, який має поверхню кочення зубів шестірні, виконану лише на одній стороні зубів, достатньо, щоб кільця або сегменти з протічними каналами точно повторювали форму шестерень і ущільнювали шестірні лише на тих боках зубів, які перекочуються один через одний, причому по мінімальній довжині кочення цих зубів. Взаємно зачеплювані шестірні перекочували й переміщували одна до одної уздовж осі обертальних кілець з протічними каналами, які мають більший діаметр порівняно з діаметром шестерень і точно повторюють форму шестерень, але вони мають можливість ковзання уздовж цих шестерень таким чином, щоб кільце привідної шестірні перебувало у ковзному контакті зі стороною веденої шестірні, і кільце, що ковзає по веденій шестірні, перебувало у ковзному контакті зі стороною привідної шестірні. У цих кільцях передбачено протічні канали, кількість яких є такою, як кількість зубів на відповідній шестірні. (Такою самою є й кількість просторів між зубами цієї шестірні). Однак ці протічні канали повинні мати таку форму та розташування у кільці, щоб потік із зони високого тиску на одній стороні зуба до зони низького тиску на іншій стороні цього зуба, який у цей момент перебуває у зачепленні, не міг проходити через цей 2 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 протічний канал. У цьому місці у певний момент, де завжди протічний канал у кільці закривається одним із зубів, на певний момент (у разі обертання шестерень), або постійно (коли насос перебуває у неробочому стані і є зупиненим саме в цій позиції), існує один проміжок між зубами, у який має подаватися, або з якого має видалятися такий об'єм середовища, таким чином, щоб не виникав гідравлічний удар або знижений тиск. За інших умов неможливо було б переміщувати кільця, а отже, й шестірні. Тому має застосовуватися компенсуюча система, яка складається, наприклад, з компенсаційних циліндрів з компенсуючими поршнями, призначеними для подачі або видалення саме такого об'єму з закритого простору між зубами, що забезпечує можливість вільного переміщення кілець у статичному, а також у динамічному режимі. Однак ці випуски компенсуючої системи повинні мати таку форму, а також такий розмір, і розташовуватися таким чином, щоб забезпечувати компенсацію як у статичному, так і у динамічному режимі, і не дозволяти закривання випуску зубом, який проходить у цей момент. Існує група насосів, яка не обов'язково має включати вищезгадану внутрішню компенсуючу систему, оскільки повне закривання протічних каналів не відбувається. До них належать насоси, які мають привідну сторону лише на одній стороні зуба, і зворотна сторона зуба є відсутньою або не використовується. Вони називаються однобічними насосами. Для однобічних насосів або насосів, які мають реверсивні шестірні, які мають застосовуватися лише як однобічні насоси, є достатнім, щоб кільця або сегменти з протічними каналами точно повторювали форму шестерень і ущільнювали їх лише на сторонах зубів, які перекочуються один через одний, причому на мінімальній довжині кочення. Сегменти можуть бути окремими або ж можуть разом утворювати кільце. У разі, коли вимагається точна швидкість вихідного потоку або точне зміщення (наприклад, для дозувального насоса і т. ін.), під час переміщення насоса, а отже, під час зміни потоку, необхідною є компенсація, на випуску насоса з безступінчасто регульованою швидкістю вихідного потоку, об'єму рідкого середовища, що є результатом зміни об'єму в активні частині просторів між зубами у місці, де привідна та ведена шестірні перекочуються одна через одну. Така компенсуюча система може називатися зовнішньою, оскільки вона з'єднується з випускною частиною насоса і може подавати або видаляти об'єм рідкого середовища, який дорівнює або є пропорційним зміні внутрішнього об'єму, що відбувається під час переміщення через зміну довжини кочення шестерень в активній частині шестерень. Внутрішня, а також зовнішня компенсуюча система може включати циліндри з поршнями, компенсуючі насоси або резервуари з рідким середовищем, робота яких, у разі, якщо вони застосовуються у даному насосі, має бути функціонально пов'язана з рухомим механізмом або з рухомими частинами насоса. Однак внутрішня компенсуюча система, у деяких простих випадках застосування насоса, також може бути замінена протічними каналами, проведених із цих закритих просторів між зубами до місця високого та низького тиску насоса, або їх комбінацією, причому у зв'язку з вимогою щодо полегшення зсувного переміщення кілець з протічними каналами та шестерень в одному або іншому напрямку. Внутрішня, а також зовнішня компенсуюча система працює лише під час переміщення, а отже, під час зміни швидкості потоку насоса. Цей цілий пристрій може бути закріплений, наприклад, на корпусі насоса, з яким деякі частини відповідного ущільнення є зафіксованими у точній позиції без можливості переміщення та повороту, як обидва ущільнення на привідному валу. Привідний вал з шестірнею, а також допоміжна привідна шестірня можуть переміщуватися лише уздовж власної осі і є нерухомо з'єднаними між собою. Також кільце веденої шестірні не має можливості переміщуватись уздовж осі веденого вала, але обертається разом з веденою шестірнею. Ведений вал з шестернею, з обома ущільненнями, з кільцем привідної шестірні, що закріплюється у ковзному режимі у рухомій і ущільнювальній втулці, включаючи допоміжну ведену шестірню, може переміщуватись у напрямку осі веденого вала у межах упорів, які визначають максимальний та мінімальний потік, за допомогою переміщувального механізму, з'єднаного з корпусом насоса, причому вал з веденою шестірнею та допоміжною шестірнею також може обертатися навколо власної осі одночасно з привідним механізмом. Переміщувальний механізм може включати різні відомі привідні механізми на основі механічного, електричного, гідравлічного, пневматичного руху і т. ін., або їх комбінації, також з автоматичним контролем на основі потрібних параметрів. Він може постійно встановлювати потік насоса від "нульового" потоку до "максимального" потоку і у зворотному напрямку. Він також здатен переміщувати рухомі частини насоса при максимально передбачених конструкцією потоці та тиску або стабілізувати його у заданій позиції потоку. Таким чином, насос може бути "заблокований" у заданій позиції. Його також можна розуміти як запобіжний елемент 3 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 для захисту від неправильного поводження з обладнанням або механізмами, які можуть включати такі насоси. Допоміжні привідна та ведена шестірні або інша подібна система забезпечують систему синхронізації. Ця система синхронізації забезпечує належну роботу насоса у так званому режимі нульового потоку й служить для підтримання однакового обертання обох шестерень у момент, коли ці шестірні перестають перекочуватися одна через одну, але кільця шестерень перебувають у ковзному контакті через бокові сторони, а також для забезпечення належної роботи компенсуючої системи для подачі та видалення рідкого середовища до закритого простору між зубами або з нього. Шестеренні насоси з безступінчасто регульованою швидкістю вихідного потоку, які не працюють з нульової швидкості потоку, тобто, з режиму нульового потоку, не обов'язково мають включати систему синхронізації. Однак система синхронізації також забезпечує належну роботу внутрішньої компенсуючої системи насоса в режимі нульового потоку, якщо застосовується з насосом. Система синхронізації також може бути виконана як ланцюгова передача, зубчаста ремінна передача, також за допомогою існуючих синхронізмів або важільної передачі. Нульовий випуск насоса також одержують завдяки тому, що привідна та ведена шестірні перекочуються одна через одну з визначеною мінімальною довжиною кочення, яка підтримує їхні синхронні обертання без будь-якого пошкодження зубів, також при максимальному вихідному тиску (наприклад 1 мм). Таким чином, отримують мінімальний потік. Цей мінімальний потік повертається від випуску насоса на впуск цього ж насоса через обхідний канал з вставленим клапанним елементом. Вихідний потік у цьому разі є прямо пов'язаним з опором на випуску насоса та опором клапанного елемента в обхідному каналі. Однак таким чином одержують регульовану подачу насоса з нульової швидкості потоку до мінімальної швидкості потоку. При повністю перекритому клапанному елементі в обхідному каналі насос працює з мінімальної швидкості потоку без обмеження. Однак у такий спосіб досягається звільнення від необхідності у застосуванні системи синхронізації для цієї групи насосів. Цей шестеренний насос може працювати окремо, але також може функціонувати у взаємодії з різними гідравлічними системами або пристроями. При з'єднанні двох таких шестеренних насосів з безступінчасто регульованою швидкістю вихідного потоку, якщо один з них також призначається для виконання функції гідравлічного двигуна, можна забезпечити передачу з теоретичним відношенням від "1: Одо 1: нескінченність". Зважаючи на очевидний факт, що кожен з валів може бути привідним, а також веденим, вали та відповідні елементи далі вказуються як перший та другий, тобто, "перший вал", "другий вал" і т. д. Короткий опис фігур Винахід докладніше пояснюється на фігурах, серед яких: Фіг. 1 показує комплект шестерень з кільцями у фронтальній проекції, Фіг. 2 показує кільце з протічними каналами, Фіг. 3 показує комплект шестерень з кільцями та ущільненнями шестерень у фронтальній проекції, Фіг. 4 показує ліву бокову проекцію комплекту з Фіг. 3, Фіг. 5 показує праву бокову проекцію комплекту з Фіг. 3, Фіг. 6 показує ущільнювальну втулку, Фіг. 7 показує бокову проекцію насоса, Фіг. 8 показує праву бокову проекцію комплекту з Фіг. 1, Фіг. 9 показує ліву бокову проекцію комплекту з Фіг. 1 з ущільнювальною втулкою з Фіг. 6, Фіг. 10 показує аксонометричний розріз насоса, Фіг. 11 показує аксонометричне покомпонентне зображення насоса у напрямку осей вала, Фіг. 12 показує фронтальну проекцію насоса у розрізі, Фіг. 13 показує взаємні позиції шестерень та кілець з протічними каналами у трьох позиціях потоку - максимальний потік - максимум, мінімальний потік, у даному разі - нульовий потік мінімум, і половинний потік - 50% потоку, Фіг. 14 показує з'єднання та фіксацію за допомогою штифтів ущільнювальної втулки та ущільнень другої шестірні, Фіг. 15 показує кільця з протічними каналами з Фіг. 10 по Фіг. 13, Фіг. 16 показує корпус насоса, Фіг. 17 показує ковзну та ущільнювальну втулку, 4 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 18 показує перше ущільнення другої шестірні з пазом для кільця, з отворами для стабілізуючих штифтів та нарізним зсувним стрижнем, Фіг. 19 показує друге ущільнення першої шестірні з пазом для кільця, Фіг. 20 показує перше ущільнення першої шестірні з компенсаційним циліндром, Фіг. 21 показує друге ущільнення другої шестірні з компенсаційним циліндром та отворами для стабілізуючих штифтів. Опис варіантів втілення Втілення винаходу згідно з фігурами з 1 по 9. Забезпечуються шестірні, перша шестірня 3 та друга шестірня 4, які можуть діяти разом, як у традиційному шестеренному насосі (вони перекочуються одна через одну, причому принаймні один зуб кожної шестірні завжди перебуває у режимі кочення), вони мають достатню довжину та достатню кількість зубів. Шестірні 3, 4 обертаються навколо осей X, Y, відстань між якими є такою, щоб відбувалося найбільш точне перекочування шестерень 3,4. Кільця є виконаними комплементарно цим шестірням, причому перше кільце 5 першої шестірні 3 та друге кільце другої шестірні 4 якомога точніше повторюють форму зубів, але вони можуть переміщуватись уздовж усієї довжини шестерень 3, 4. Якщо шестірні 3, 4 є однаковими, то й кільця 5 та 6 є однаковими. Кільце 5, 6 включає протічні канали 50. Кільця 5, 6 ковзають по шестірням 3, 4, які зсуваються убік одна до одної приблизно на ширину кільця 5, 6, і з того часу завжди якомога точніше прилягають сторонами одна до одної, таким чином, що шестірня 3 торкається сторони кільця 6, а шестірня 4 торкається кільця 5, але вони здатні окремо переміщуватись уздовж власної осі. Крім того, забезпечують достатньо довгі ущільнення 7, 8, 9, 10, тобто, перше ущільнення 7 першої шестірні 3, друге ущільнення 9, першої шестірні 3, перше ущільнення 10 другої шестірні 4, друге ущільнення 8 другої шестірні 4, які мають діаметр, який дорівнює діаметрові шестерень 3, 4. Вони виконуються з максимально можливою точністю, і ущільнення 9 та 10 мають подовжній паз по всій довжині з діаметром шестерень 3, 4, вифрезований на таку глибину, що осі перекочуваних шестерень 3, 4 залишаються на незмінній відстані навіть тоді, коли ці ущільнення 9,10 ковзають по відповідним осям. Також паз вифрезовують в ущільненнях 9 та 10, що забезпечує можливість вільного переміщення кільця, передбаченого на другій осі й забезпечує для них напрямну. Таким чином, виконують частину насоса, яка утворює вузол на осі X, який складається з ущільнення 7 шестірні 3, по якій ковзає кільце 5, а на іншому боці шестірні 3 утворюється ущільнення 10. Вісь Y включає ущільнення 9, шестірню 4, по якій ковзає кільце 6, і на іншому боці шестірні 4 передбачено ущільнення 8. Усе це з'єднується таким чином, щоб забезпечувався захист від розламування, але існувала можливість незалежного обертання навколо відповідних осей X, Y, за винятком відповідних кілець 5, 6, які обертаються разом з "їхніми" шестірнями 3, 4. Якщо дотримуватися відстані між осями X, Y, а також дотримуватися допустимих меж та певних зазорів під час виготовлення, забезпечуватиметься можливість обертання шестерень 3, 4, і вони перекочуються одна через одну, І водночас існуватиме можливість переміщення шестерень уздовж осей X та У і зміни їх контактної довжини кочення. Найменша довжина кочення наближається до нуля, а найбільша довжина кочення дорівнює довжині шестірні 3, 4 (обидві однакові!) мінус ширина кільця 5, 6 (обидві ширини однакові!). Автори заявляють, що шестірня 3 має бути нерухомою уздовж осі X, а шестірня 4 має переміщуватись уздовж осі 4 у межах від мінімальної до максимальної довжини кочення. (Осі X та Y є паралельними!). Крім того, виконано ущільнювальну втулку 18, яка частково оточує зовнішній діаметр ущільнення 7, шестірні 3 та ущільнення 9 і містить паз 181 на внутрішній стороні, що забезпечує можливість вільного обертання кільця 5 навколо осі X, але водночас забезпечує можливість впуску середовища до шестерень 3,4, а також його випуск. Це ущільнення переміщується уздовж осі X з кільцем 5, завжди в однаковий спосіб з вузлом, що переміщується уздовж осі Y, але водночас кільце 6 завжди перебуває в одному місці. І нарешті, весь пристрій помішують у кожух, який утворює зовнішній корпус 17 усього насоса, з пазом 171 для кільця 6, і забезпечує впуск 19 та випуск 20 рідкого середовища, а також повне функціонування переміщення та стабілізації відповідних деталей. Втілення винаходу згідно з фігурами з 10 по 21. Шестірня насоса з безступінчасто регульованою швидкістю вихідного потоку згідно з винаходом складається з корпусу насоса 17 з впускним отвором 19 та випускним отвором 20, у якому вирізано отвори для окремих деталей шестеренного насоса 30 та отвори для фіксації стабілізуючих та рухомих частин. Насосна частина складається з двох шестерень 3, 4, першої шестірні 3 та другої шестірні 4, нерухомо закріплених на відповідних валах 1 та 2, першому валу 1 та другому валу 2, які зачеплюються й перекочуються один через одний на відповідних осях X та Y, тобто, один приводить першу шестірню 3, на якій щільно з можливістю переміщення 5 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 насаджено перше кільце 5 привідної, першої шестірні 3 з протічними каналами 50, що перебуває у ковзному контакті зі стороною веденої, другої шестірні 4, на якій щільно з можливістю переміщення насаджено друге кільце 6 з протічними каналами 50, що також перебуває у ковзному контакті зі стороною привідної, першої шестірні 3. Ці шестірні 3, 4 переміщуються одна до одної, з можливістю переміщення лише веденої, другої шестірні 4 уздовж осі Y, а привідна, перша шестірня 3 залишається без можливості у напрямку осі X. Таким чином, одержують дві функціональні кінцеві позиції шестерень 3 та 4. В одній кільця 5 та 6 з протічними каналами 50 прилягають сторонами одне до одного, і шестірні 3 та 4 не перекочуються одна через одну. Допоміжні шестірні 15 та 16, перша допоміжна шестірня 15 та друга допоміжна шестірня 16, зачеплюються в цій позиції, і, таким чином, шестірні 3 та 4 мають однакове обертання, що є суттєвим для належної роботи всього насоса 30, насамперед, у цій кінцевій позиції. Перша кінцева позиція має активну довжину шестерень 3 та 4, що дорівнює нулеві, і, таким чином, рідке середовище не переноситься зубами від впускного отвору 19 до випускного отвору 20, але водночас у неактивній частині шестерень 3 та 4, яка тепер має максимально можливу довжину, постійно циркулює те ж саме середовище, яке надходило туди через протічні канали у кільцях 5 та 6 з активної частини шестерень 3 та 4 і частина від компенсаційних циліндрів 111 та 112 за допомогою компенсуючих поршнів 11 та 12, першого компенсуючого поршня 11 та другого компенсуючого поршня 12. Ці компенсуючі поршні 11 та 12 забезпечують подачу або видалення у просторі між зубами, у неактивній частині N шестерень 3 та 4, закритій зубом, який у цей момент перекочується й накриває протічний канал 50 у будьякому кільці 5 або 6, саме такого об'єму рідкого середовища, щоб не створювалося тиску або зниженого тиску в цьому закритому просторі між зубами, і кільця 5 та 6 з протічними каналами 50 могли без проблем переміщуватись уздовж шестерень 3 та 4. Вони переміщуються за допомогою ущільнень 9 та 10, тобто, другого ущільнення 9 першої шестірні 3 та першого ущільнення 10 другої шестірні 4, з напрямною, яка має напрямний паз для цих кілець 5 та 6, і вони передбачаються на відповідних валах 1 та 2 без можливості обертання навколо власної осі. В іншій кінцевій позиції кільця 5 та 6 з протічними каналами 50 перебувають на максимальній відстані одне від одного, але вони все ще повністю перебувають на шестірнях 3 та 4, що тепер забезпечує максимально передбачену конструкцією довжину активної частини шестерень 3 та 4. Неактивна довжина шестерень 3 та 4 тепер дорівнює нулеві, й компенсаційні циліндри 111 та 121 з компенсуючими поршнями 11 та 12 містять максимальний об'єм рідкого середовища. Таким чином, максимально передбачений конструкцією об'єм рідкого середовища переноситься від впускного отвору 19 до випускного отвору 20 шестеренного насоса 30, і всі інші значення довжини активної частини шестерень 3 та 4 представляють відповідний об'єм переміщуваного рідкого середовища з можливістю безступінчастого регулювання. Для запобігання витіканню рідкого середовища також з іншої сторони шестерень 3 та 4 передбачено ущільнення 7 та 8, тобто, перше ущільнення 7 першої шестірні, тобто, першої шестірні 3, та друге ущільнення 8 другої шестірні 4, з компенсаційним циліндром 111 в ущільненні 7 та компенсаційним циліндром 121 в ущільненні 8, які ковзають зі сторони через відповідні вали 1 та 2, яка є іншою стороною відносно ущільнень 9 та 10 з пазом. Переміщення компенсуючих поршнів 11 та 12 у компенсаційних циліндрах 111 та 121 в ущільненнях 7 та 8 є прямо пов'язаним з переміщенням усієї рухомої системи, що передбачається на валу 2, за винятком кільця 6 з протічними каналами 50, і вони є нерухомо з'єднаними з ущільненнями 9 та 10 з напрямними за допомогою тримачів 13 та 14 поршнів 11 та 12, тобто, першого тримача 13 першого поршня 11, та другого тримача 14 другого поршня 12. Випускний отвір компенсаційних циліндрів 111 та 121 в ущільненнях 7 та 8 має таку форму та розмір, щоб повне закривання цього випускного отвору через проходження зуба шестірні 3 або 4 не могло відбутися. Друге кільце 6 з протічними каналами 50 може обертатися разом з другою шестірнею 4 лише навколо власної осі і в пазу 171, вифрезованому у корпусі 17 насоса 30, де воно розташовується у ковзному режимі. Привід, перший вал 1 з можливістю обертання лише навколо власної осі, утримується за допомогою стабілізаторів 24 та 25 з підшипниками, які є нерухомо закріпленими на корпусі 17 насоса 30. Стабілізатор 24 визначає обмеження мінімальної швидкості потоку шестеренного насоса 30 і також служить для стабілізації другого ущільнення 9 першої шестірні 3 з напрямною, без можливості будь-якого переміщення до корпусу 17 насоса 30. Стабілізатор 25 приводу, першого вала 1, визначає максимальну швидкість потоку насоса 30, а також стабілізує, за допомогою подовження стабілізатора 29, перше ущільнення 7 першої шестірні 3 з компенсаційним циліндром 111, без можливості будьякого переміщення до корпусу 17 насоса 30. Навколо цих стабілізованих ущільнень 7 та 9 привідної, першої шестірні 3 та першого кільця 5 з протічними каналами 50 передбачено рухому й ущільнювальну втулку 18, яка має паз 181, прорізаний для першого кільця 5, в яка за 6 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 30 допомогою стабілізуючих штифтів 26, вставлених в отвори 261 для стабілізуючих штифтів 26, з'єднується з ущільненнями 8 та 10, тобто, другим ущільненням 8 другої шестірні 4 та першим ущільненням 10 другої шестірні 4. Вона переміщує їх за допомогою зсувного механізму, нерухомо закріпленого на корпусі 17 насоса 30, що складається зі зсувного колеса 23, з пружинним кільцем 28 та зсувною ниткою 211 у першому ущільненні 10 другої шестірні 4, з напрямною для першого кільця 5 у межах упорів які визначають максимальну та мінімальну швидкість потоку шестеренного насоса 30. Протічні канали 50 у кільцях 5 та 6 мають достатні розміри для забезпечення найлегшого протікання рідкого середовища з активної частини С шестерень 3 та 4 до неактивної частини N і навпаки. Ці протічні канали 50 мають таку форму й розташовуються у кільцях 5 та 6 таким чином, щоб запобігати потокові рідкого середовища з зони високого тиску до зони низького тиску через сторону перекочуваного зуба, який у цей час проходить через протічний канал 50 першого кільця 5 або другого кільця 6, прямо через цей протічний канал 50. Вищезгадані приклади втілення представляють по суті найпростіші варіанти втілення насоса згідно з винаходом для пояснення принципу винаходу. З представленого опису стає зрозумілим, що насос може мати й інші втілення, які охоплюються обсягом формули винаходу. Зазначені приклади, таким чином, є лише ілюстративними, оскільки вони жодним чином не обмежують обсяг формули винаходу. Промислова застосовність Насос згідно з винаходом може застосовуватись окремо будь-де, де існує необхідність у безступінчастому регулюванні дозування, швидкості потоку та тиску рідких речовин під час роботи. Розглядається застосування дозувальних насосів майже у кожній галузі, наприклад, у галузі охорони здоров'я, харчовій промисловості, хімічній промисловості, широке застосування передбачається у машинобудуванні та транспорті. Однак найширше застосування цього пристрою передбачається у зв'язку з гідравлічним двигуном або з таким самим насосом, призначеним для виконання функції гідравлічного двигуна, а отже, для забезпечення безступінчастої передачі, яка може працювати з нульової кількості обертів. Застосування у транспортній галузі може стосуватися велосипедів, мотоциклів, автомобілів, а також екскаваторів, земснарядів, кранів, підйомників, а також може стосуватися авіації, військової техніки і т. ін. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Шестеренний насос з безступінчасто регульованою швидкістю вихідного потоку, який характеризується тим, що принаймні одна перша шестірня (3) закріплена на першому валу (1), принаймні одна друга шестірня (4) закріплена на другому валу (2), перша шестірня (3) та друга шестірня (4) розташовуються з можливістю подовжнього переміщення відносно одна одної, зазначена перша шестірня (3) включає перше кільце (5) з протічними каналами (50), щільно співвісно насаджене на першу шестірню (3), зазначена друга шестірня (4) включає друге кільце (6) з протічними каналами (50), щільно співвісно насаджене на другу шестірню (4), причому перше кільце (5) виконане з можливістю переміщення з другою шестірнею (4), а друге кільце (6) виконане з можливістю переміщення з першою шестірнею (3), зазначена перша шестірня (3) є ущільненою на одному кінці першим ущільненням (7) першої шестірні (3), а на другому кінці другим ущільненням (9) першої шестірні (3), причому ущільнення (7, 9) першої шестірні (3) розташовані на першому валу (1), зазначена друга шестірня (4) ущільнена на одному кінці першим ущільненням (10) другої шестірні (4), а на другому кінці - другим ущільненням (8) другої шестірні (4), причому ущільнення (10, 8) другої шестірні (4) розташовані на другому валу (2). 2. Шестеренний насос за п. 1, який відрізняється тим, що перше кільце (5) виконано з можливістю переміщення з другою шестірнею (4) за допомогою ущільнювальної втулки (18) з пазом (181) для першого кільця (5), причому ущільнювальна втулка (18) з'єднана з ущільненнями (10, 8) другої шестірні (4). 3. Шестеренний насос за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що обладнаний переміщувальним механізмом. 4. Шестеренний насос за п. 3, який відрізняється тим, що переміщувальні механізми нерухомо з'єднані з корпусом (17) насоса (30) і включають зсувне колесо (23), зсувний нарізний стрижень (21) з пружинним кільцем (28), що відповідає зсувній нитці (211) у першому ущільненні (10) другої шестірні (4). 5. Шестеренний насос за п. 3 або 4, який відрізняється тим, що переміщувальний механізм має стопорний пристрій. 7 UA 103567 C2 5 10 15 20 25 6. Шестеренний насос за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що обладнаний внутрішньою компенсуючою системою. 7. Шестеренний насос за п. 6, який відрізняється тим, що внутрішня компенсуюча система включає компенсаційний циліндр (111), який проходить через перше ущільнення (7) першої шестірні (3) до першої шестірні (3), з компенсуючим поршнем (11), який закріплений у тримачі (13) компенсуючого поршня (11), розташованого на першому ущільненні (10) другої шестірні (4), і компенсаційний циліндр (121), який проходить через друге ущільнення (8) другої шестірні (4) до другої шестірні (4), з компенсуючим поршнем (12), який закріплений у тримачі (14) компенсуючого поршня (12), розташованого на другому ущільненні (9) першої шестірні (3). 8. Шестеренний насос за будь-яким із пп. 1-7, який відрізняється тим, що обладнаний зовнішньою компенсуючою системою, з'єднаною з випускною частиною насоса (30). 9. Шестеренний насос за будь-яким із пп. 1-8, який відрізняється тим, що включає систему синхронізації шестерень (3, 4). 10. Шестеренний насос за п. 9, який відрізняється тим, що система синхронізації включає принаймні одну першу допоміжну шестірню (15) на першому валу (1) та принаймні одну другу допоміжну шестірню (16) на другому валу (2). 11. Шестеренний насос за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що перший вал (1) являє собою привідний вал, а другий вал (2) являє собою ведений вал. 12. Шестеренний насос за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що перший вал (1) являє собою ведений вал, а другий вал (2) являє собою привідний вал. 13. Шестеренний насос за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що перший вал (1) та другий вал (2) являють собою ведені вали, які приводяться в дію тиском гідравлічної рідини у системі гідравлічного двигуна. 14. Шестеренний насос за будь-яким із пп. 1-13, який відрізняється тим, що являє собою частину безступінчастої передачі. 8 UA 103567 C2 9 UA 103567 C2 10 UA 103567 C2 11 UA 103567 C2 12 UA 103567 C2 13 UA 103567 C2 14 UA 103567 C2 15 UA 103567 C2 16 UA 103567 C2 17 UA 103567 C2 18 UA 103567 C2 19 UA 103567 C2 20 UA 103567 C2 21 UA 103567 C2 22 UA 103567 C2 23 UA 103567 C2 24 UA 103567 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 25