RU2553848C1 - Gear machine - Google Patents

Gear machine Download PDF

Info

Publication number
RU2553848C1
RU2553848C1 RU2014121774/06A RU2014121774A RU2553848C1 RU 2553848 C1 RU2553848 C1 RU 2553848C1 RU 2014121774/06 A RU2014121774/06 A RU 2014121774/06A RU 2014121774 A RU2014121774 A RU 2014121774A RU 2553848 C1 RU2553848 C1 RU 2553848C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheels
teeth
wheel
machine
engagement
Prior art date
Application number
RU2014121774/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Владимирович Становской
Сергей Матвеевич Казакявичюс
Владимир Михайлович Кузнецов
Александр Владимирович Сковородин
Татьяна Андреевна Ремнева
Николай Владимирович Захаркин
Александр Викторович Становской
Original Assignee
Виктор Владимирович Становской
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Владимирович Становской filed Critical Виктор Владимирович Становской
Priority to RU2014121774/06A priority Critical patent/RU2553848C1/en
Priority to PCT/RU2015/000313 priority patent/WO2015183135A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2553848C1 publication Critical patent/RU2553848C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: machine is presented as a casing 1 with two cylindrical grooves 5 and 6 in which engaged gear wheels 7 and 8 are installed. The wheels are fitted with spiral teeth. The teeth profile at one of the wheels in face section is formed by circular arcs 14 shifted in respect to the wheel rotation axis, and the teeth profile of the second wheel in the same section is formed by the sections of fronts of cycloidal curves 15 forming an eccentric-cycloidal engagement of wheels. Under certain parameters such engagement can have a contact spot located near the pitch point.
EFFECT: machines of increased efficiency with reduced pulsations, minimal sliding friction allowing for pumping of medium with high gas fraction content in a pump mode.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области гидравлических машин объемного вытеснения с вращающимся рабочим органом, а именно к шестеренным насосам и двигателям, в которых движение нагнетаемой среды происходит в направлении, перпендикулярном осям вращения шестерен. Предлагаемая машина может использоваться в качестве насоса для перекачки многофазных сред, в частности нефтепродуктов с высоким содержанием газовой фракции, и сред с большим количеством загрязнений, а также в качестве гидро- или пневмодвигателя.The invention relates to the field of hydraulic volume displacement machines with a rotating working body, namely to gear pumps and engines in which the movement of the pumped medium occurs in a direction perpendicular to the axes of rotation of the gears. The proposed machine can be used as a pump for pumping multiphase media, in particular petroleum products with a high content of gas fraction, and media with a large number of contaminants, as well as a hydraulic or air motor.

Известен шестеренный насос, содержащий корпус с расточками, в которых расположена пара зубчатых колес внешнего зацепления с одинаковым числом зубьев эвольвентного профиля (см. Юдин Е.М. Шестеренные насосы. М., «Машиностроение», 1964, с. 7). Одно из колес в паре является ведущим и соединяется с валом двигателя, а другое колесо - ведомое, посажено в корпусе с возможностью вращения. Камеры низкого и высокого давления (для насоса это камеры всасывания и нагнетания соответственно) расположены по обе стороны от зубчатых колес и отделяются друг от друга скользящим контактом пары боковых поверхностей зубьев, находящихся в зацеплении. Для повышения производительности насоса выбирают колеса с меньшим числом зубьев. Однако применение колес с малым числом зубьев связано с увеличением пульсации потока жидкости (см. там же, с. 39), т.е. эти два требования вступают в противоречие друг с другом. Кроме того, применяемое в насосах эвольвентное зацепление не позволяет делать число зубьев меньше 6, так как при этом коэффициент перекрытия становится меньше 1 и нарушается передача вращения от ведущего колеса к ведомому. Поэтому на практике обычно применяются насосы с числом зубьев колес от 8 до 14.Known gear pump containing a housing with bores in which a pair of gears of external gear with the same number of teeth of the involute profile is located (see Yudin EM Gear pumps. M., "Engineering", 1964, S. 7). One of the wheels in a pair is the leading one and is connected to the motor shaft, and the other wheel is the driven one, it is rotatably seated in the housing. The low and high pressure chambers (for the pump these are suction and discharge chambers, respectively) are located on both sides of the gears and are separated from each other by a sliding contact of a pair of lateral surfaces of the teeth that are engaged. To improve pump performance, wheels with fewer teeth are selected. However, the use of wheels with a small number of teeth is associated with an increase in the pulsation of the fluid flow (see ibid., P. 39), i.e. these two requirements conflict with each other. In addition, the involute gearing used in the pumps does not allow making the number of teeth less than 6, since in this case the overlap coefficient becomes less than 1 and the transmission of rotation from the drive wheel to the driven one is disrupted. Therefore, in practice, pumps are usually used with the number of teeth of the wheels from 8 to 14.

В насосе RU 2450163 рабочие колеса имеют всего по два зуба, а для передачи вращения используются дополнительные синхронизирующие шестерни, посаженные на тех же валах, которые усложняют конструкцию насоса. Этот насос будет иметь очень высокую степень пульсации потока.In the pump RU 2450163, the impellers have only two teeth, and for the transmission of rotation additional synchronizing gears are used, mounted on the same shafts, which complicate the design of the pump. This pump will have a very high degree of flow pulsation.

Для сглаживания пульсаций применяют колеса со сдвоенными венцами, повернутыми друг относительно друга на половину шага между зубьями (см. RU 115840), или двух- или трехступенчатые насосы (см. Юдин Е.М. Шестеренные насосы. М., «Машиностроение», 1964, с. 67). Все эти меры увеличивают габариты насоса.To smooth the pulsations, wheels with double crowns rotated relative to each other by half a step between the teeth (see RU 115840), or two or three-stage pumps (see Yudin EM Gear pumps. M., "Engineering", 1964) , p. 67). All these measures increase the dimensions of the pump.

Известен насос с косозубой эвольвентной передачей (см. там же, с. 40), который мы выбираем за прототип. Насос содержит те же основные узлы, что и описанные выше аналоги, только колеса внешнего зацепления выполнены с косыми зубьями. Пульсация потока жидкости при больших углах наклона косозубой передачи может быть снижена. Как показано в книге (см. там же, с. 64), максимальная подача в насосе имеет место в момент касания зубьев в полюсе передачи, и по мере удаления точки зацепления от полюса подача убывает по параболическому закону. Следовательно, в косозубом эвольвентном зацеплении остается пульсация, обусловленная перемещением точки контакта вверх и вниз по боковой поверхности зуба. Кроме того, у насоса с эвольвентной передачей срок службы насоса ограничивается прочностью зубьев зубчатых колес, которая резко снижается при отсутствии смазки между колесами, что имеет место при перекачке многофазных сред. Указанный насос, как и другие шестеренные насосы, может работать в режиме двигателя, причем (см. там же, стр. 173-174) максимальное значение момента будет иметь место, когда точка зацепления находится в полюсе. При эвольвентном зацеплении в прототипе момент вращения будет иметь значительную пульсацию.A known pump with helical involute gear (see ibid., P. 40), which we choose as a prototype. The pump contains the same main components as the analogues described above, only the external gear wheels are made with bevel teeth. The pulsation of the fluid flow at large angles of inclination of the helical gear can be reduced. As shown in the book (see ibid., P. 64), the maximum feed in the pump occurs at the moment the teeth touch the gear pole, and as the gearing point moves away from the pole, the feed decreases according to a parabolic law. Consequently, pulsation remains in the helical involute engagement due to the movement of the contact point up and down along the lateral surface of the tooth. In addition, for a pump with involute transmission, the service life of the pump is limited by the strength of the teeth of the gears, which decreases sharply in the absence of lubrication between the wheels, which occurs when transferring multiphase media. The specified pump, like other gear pumps, can operate in motor mode, and (see ibid., P. 173-174) the maximum torque value will occur when the engagement point is in the pole. With involute engagement in the prototype, the rotation moment will have significant ripple.

Таким образом, задачей изобретения является создание простой малогабаритной шестеренной машины с пониженной пульсацией и повышенной подачей в режиме насоса.Thus, the object of the invention is to provide a simple small-sized gear machine with low ripple and high feed in pump mode.

Техническим результатом изобретения является разрешение противоречия между повышением производительности машины и повышением равномерности ее работы. Дополнительным техническим результатом является уменьшение трения между зубьями шестерен, что позволит предлагаемой машине в режиме насоса без проблем перекачивать многофазные среды, а в режиме двигателя уменьшает потери и повышает КПД.The technical result of the invention is to resolve the contradiction between improving the performance of the machine and increasing the uniformity of its operation. An additional technical result is the reduction of friction between the gear teeth, which allows the proposed machine to pump multiphase media in the pump mode without any problems, and in the motor mode it reduces losses and increases efficiency.

Для достижения указанного технического результата шестеренная машина, как и прототип, содержит корпус с цилиндрическими расточками, в которых расположены косозубые зубчатые колеса внешнего зацепления. Колеса посажены на валах, любой из которых может быть как ведущим, так и ведомым. С противоположных сторон от пары колес в корпусе выполнены камеры низкого и высокого давления. В отличие от прототипа зубья одного из колес в поперечном сечении очерчены дугами окружности, эксцентрично смещенной относительно оси колеса. Зубья другого колеса в этом же сечении очерчены участками фронтов циклоидальных кривых. Таким образом, профили зубьев колес образуют пару с эксцентриково-циклоидальным (ЭЦ) зацеплением (см. Становской В.В. и др. Новый вид зацепления колес с криволинейными зубьями // Справочник. Инженерный журнал. 2008. №9(138). С. 34-39, а также патент RU 2416748).To achieve the specified technical result, the gear machine, like the prototype, contains a housing with cylindrical bores in which helical gears of external gearing are located. The wheels are planted on shafts, any of which can be both driving and driven. On the opposite sides of the pair of wheels in the housing are made of low and high pressure chambers. Unlike the prototype, the teeth of one of the wheels in cross section are outlined by arcs of a circle eccentrically offset relative to the axis of the wheel. The teeth of another wheel in the same section are outlined by sections of the fronts of cycloidal curves. Thus, the profiles of the teeth of the wheels form a pair with an eccentric-cycloidal (EC) engagement (see. Stanovoi V.V. et al. A new type of engagement of wheels with curved teeth // Handbook. Engineering Journal. 2008. No. 9 (138). S . 34-39, as well as patent RU 2416748).

Для того чтобы обеспечить равную прочность зубьев обоих колес, число их зубьев целесообразно выбирать в пределах 2-7.In order to ensure equal strength of the teeth of both wheels, it is advisable to choose the number of their teeth in the range of 2-7.

При работе машины в режиме насоса замкнутые перекачиваемые объемы образуются между торцами цилиндрических расточек в корпусе и будут ограничены с одной стороны зазором между цилиндрическими стенками корпуса и вершиной зубьев, а с другой - линией контакта винтовых зубьев колес. Для увеличения длины запирающего контакта зубьев целесообразно камеры низкого и высокого давления сместить вдоль оси колес относительно их середины в сторону расхождения винтовых зубьев.When the machine is in pump mode, closed pumped volumes are formed between the ends of the cylindrical bores in the housing and will be limited on the one hand by the gap between the cylindrical walls of the housing and the top of the teeth, and on the other, by the contact line of the helical gears of the wheels. To increase the length of the locking contact of the teeth, it is advisable to move the low and high pressure chambers along the axis of the wheels relative to their middle towards the divergence of the helical teeth.

Колеса с ЭЦ зацеплением, как и любые косозубые, имеют значительные осевые нагрузки. Для уменьшения осевых нагрузок колеса с ЭЦ-зацеплением целесообразно выполнить шевронными.Wheels with EC gearing, like any helical gears, have significant axial loads. To reduce axial loads, wheels with EC gearing are expediently made with chevron gears.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, иллюстрирующими принцип действия машины. На фиг. 1 показан поперечный разрез машины, на фиг. 2 и фиг. 3 - ее продольные разрезы. Продольный разрез на фиг. 2 проходит через оси обоих зубчатых колес, а плоскость разреза на фиг. 3 проходит между колесами. На фиг. 4 изображены отдельно зубчатые колеса, являющиеся рабочим органом шестеренной машины. На фиг. 5 представлен рабочий орган машины с шевронными колесами.The invention is illustrated by graphic materials illustrating the principle of the machine. In FIG. 1 is a cross-sectional view of a machine; FIG. 2 and FIG. 3 - its longitudinal sections. A longitudinal section in FIG. 2 passes through the axes of both gears, and the cut plane in FIG. 3 passes between the wheels. In FIG. 4 separately shown gears, which are the working body of the gear machine. In FIG. 5 presents the working body of the machine with chevron wheels.

Корпус машины, изображенной на фигурах 1, 2 и 3, выполнен из цилиндрической части 1 и двух торцевых фланцев 2 и 3, которые с помощью винтов 4 крепятся к цилиндрической части 1. В цилиндрической части 1 корпуса выполнены расточки 5 и 6 для размещения рабочего органа машины. Рабочим органом является пара зубчатых колес 7 и 8 внешнего зацепления. Зубчатые колеса 7 и 8 в конструкции, показанной на рисунках, выполнены за одно целое с валами 9 и 10. Валы 9 и 10 колес 7 и 8 на двух подшипниковых опорах 11 и 12 посажены в расточках 5 и 6 корпуса 1. Вал 9 является ведущим, для чего он через отверстие в торцевом фланце 3 выведен наружу. При работе машины в режиме насоса он соединяется с валом внешнего двигателя. При работе в режиме двигателя этот вал является его выходным валом. Вывод вала 9 наружу снабжен манжетным уплотнением 13. Второй вал 10 посажен в опорах 11 и 12 с возможностью свободного вращения и в режиме насоса является ведомым валом. Здесь следует отметить, что при работе машины в режиме двигателя оба вала 9 и 10 могут являться ведущими. Общий вид рабочего органа шестеренного насоса представлен на фиг. 4. Он представляет собой два косозубых зубчатых колеса 7 и 8 внешнего зацепления. Рабочие участки профилей зубьев колеса 7 в торцовом сечении очерчены дугами окружностей 14, эксцентрично смещенных относительно оси колеса (см. фиг. 1). Сопряженные зубья колеса 8 в этом же торцовом сечении очерчены участками фронтов циклоидальной кривой 15. Косозубый профиль колес 7 и 8 образуется при непрерывном повороте и осевом смещении этих сопряженных профилей, образуя так называемое эксцентриково-циклоидальное (ЭЦ) зацепление (см. RU 2416748).The casing of the machine shown in figures 1, 2 and 3 is made of a cylindrical part 1 and two end flanges 2 and 3, which are attached with screws 4 to the cylindrical part 1. In the cylindrical part 1 of the casing, bores 5 and 6 are made to accommodate the working body cars. The working body is a pair of gears 7 and 8 of the external gearing. The gears 7 and 8 in the design shown in the figures are made in one piece with the shafts 9 and 10. The shafts 9 and 10 of the wheels 7 and 8 on two bearing bearings 11 and 12 are planted in the bores 5 and 6 of the housing 1. Shaft 9 is the leading , for which he through the hole in the end flange 3 is brought out. When the machine is in pump mode, it connects to the shaft of an external motor. When operating in engine mode, this shaft is its output shaft. The output of the shaft 9 to the outside is provided with a lip seal 13. The second shaft 10 is seated in bearings 11 and 12 with the possibility of free rotation and in the pump mode is a driven shaft. It should be noted that when the machine is in engine mode, both shafts 9 and 10 can be leading. A general view of the working body of the gear pump is shown in FIG. 4. It consists of two helical gears 7 and 8 of external gearing. The working sections of the tooth profiles of the wheel 7 in the end section are outlined by arcs of circles 14 eccentrically offset relative to the axis of the wheel (see Fig. 1). The mating teeth of the wheel 8 in the same end section are outlined by the fronts of the cycloidal curve 15. The helical profile of the wheels 7 and 8 is formed by continuous rotation and axial displacement of these mating profiles, forming the so-called eccentric-cycloidal (EC) engagement (see RU 2416748).

Эксцентриково-циклоидальное зацепление колес обладает рядом свойств, которые делают его весьма привлекательным для целого ряда применений. В идеальном без зазорном ЭЦ-зацеплении контакт между зубьями колес проходит по всей длине винтового зуба, образуя линию зацепления. При наличии зазора и под нагрузкой линия контакта преобразуется в пятно контакта, которое при вращении колес перемещается вдоль зуба. Как показали наши исследования ЭЦ зацепления (см. Становской В.В., и др. Полюсный контакт в эксцентриково-циклоидальном (ЭЦ) зацеплении. // Сборник трудов Международного симпозиума "Theory and Practice of Gearing", 21-23 января 2014 г. Ижевск, Россия, с. 220-226), подбором параметров зацепления можно добиться ситуации, когда пятно контакта будет перемещаться вдоль линии полюсов. Этими параметрами являются число зубьев n, межцентровое расстояние колес Aw, диаметр окружности 14, дуги которой образуют профиль зуба 7, и величина смещения этой окружности от оси колеса.The eccentric-cycloidal gearing of the wheels has a number of properties that make it very attractive for a number of applications. In an ideal without gap EC-engagement, the contact between the teeth of the wheels passes along the entire length of the helical tooth, forming a line of engagement. In the presence of a gap and under load, the contact line is converted into a contact spot, which, when the wheels rotate, moves along the tooth. As shown by our studies of EC gearing (see Stanovskaya V.V. et al. Pole contact in an eccentric-cycloidal (EC) gearing. // Proceedings of the International Symposium "Theory and Practice of Gearing", January 21-23, 2014 Izhevsk, Russia, pp. 220-226), by selecting the meshing parameters, it is possible to achieve a situation where the contact patch moves along the pole line. These parameters are the number of teeth n, the center distance of the wheels A w , the diameter of the circle 14, the arcs of which form the profile of the tooth 7, and the amount of displacement of this circle from the axis of the wheel.

В этом случае контакт зубьев будет происходить все время практически в полюсе зацепления. Это означает, что, во-первых, машина будет работать с уменьшенной пульсацией подачи в режиме насоса и момента в режиме двигателя. Во-вторых, при этом реализуется режим зацепления колес, близкий к режиму чистого качения и уменьшается практически до нуля скольжение зубьев друг относительно друга. Трение качения на один-два порядка меньше, чем трение скольжения между одними и теми же поверхностями. Уменьшение трения ведет не только к повышению КПД машины, оно чрезвычайно важно при работе колес без смазки, что имеет место при перекачивании газожидкостных смесей. Следовательно, даже при отсутствии смазки между колесами не будет происходить их разрушения из-за повышенного трения.In this case, the contact of the teeth will occur almost all the time at the pole of engagement. This means that, firstly, the machine will work with reduced feed pulsation in pump mode and torque in motor mode. Secondly, in this case, the gearing mode of the wheels is implemented, which is close to the regime of pure rolling and the sliding of the teeth relative to each other is reduced to almost zero. The rolling friction is one to two orders of magnitude less than the sliding friction between the same surfaces. Reducing friction not only leads to an increase in machine efficiency, it is extremely important when the wheels are running without lubrication, which occurs when pumping gas-liquid mixtures. Therefore, even in the absence of lubrication between the wheels, they will not be destroyed due to increased friction.

Исследования условий реализации «полюсного» зацепления показали, что его можно получить для пары зацепления с любым числом зубьев n, подбирая для заданного межцентрового расстояния колес эксцентриситет смещения и диаметр окружности 14, дуги которой образуют зубья колеса 7. Однако в ряде случаев толщина зуба одного из колес может оказаться значительно меньше толщины зуба другого колеса, и меньшая толщина будет определять прочность рабочего органа в целом. Было обнаружено, что оптимальное число зубьев, при котором реализуется «полюсное» зацепление при равной прочности зубьев обоих колес в паре зацепления составляет 2-7. При небольшом количестве зубьев машина будет иметь высокую производительность, и при этом устраняются пульсации, обусловленные в прототипе значительным перемещением точки контакта зубьев относительно полюса зацепления в процессе работы.Studies of the conditions for the implementation of the “pole” gearing showed that it can be obtained for a gear pair with any number of teeth n, choosing for a given intercenter distance of the wheels the offset eccentricity and the diameter of the circle 14, the arcs of which form the teeth of the wheel 7. However, in some cases, the tooth thickness of one of wheels may be significantly less than the thickness of the tooth of another wheel, and a smaller thickness will determine the strength of the working body as a whole. It was found that the optimal number of teeth at which the "pole" meshing is realized with equal strength of the teeth of both wheels in the pair of meshing is 2-7. With a small number of teeth, the machine will have high performance, and at the same time the pulsations caused by the prototype by a significant movement of the contact point of the teeth relative to the gearing pole during operation are eliminated.

В цилиндрической части 1 корпуса машины перпендикулярно к расположению валов 9 и 10 выполнены противолежащие отверстия 16 и 17, образующие полости низкого и высокого давления (для насоса это всасывающая и нагнетательная полости). Одна и та же полость может являться как всасывающей, так и нагнетательной, в зависимости от направления вращения валов 9 и 10. При направлении вращения, указанном на фиг.1 стрелками, полость 16 является всасывающей, а полость 17 - нагнетательной. Полости 16 и 17 могут располагаться вдоль оси машины напротив друг друга посередине колес (как показано на фиг. 1), так и со смещением в сторону расхождения винтовых зубьев, как это показано на фиг. 2 и 3 (на фиг. 2 место расположения полости 16 показано пунктиром). Поскольку полости расположены с противоположных сторон от находящихся в зацеплении колес 7 и 8, то при смещении каждой из них в сторону расхождения винтовых зубьев, полости смещаются от середины колес к их краям. Такое смещение приводит к увеличению количества винтовых зубьев, участвующих в запирающем контакте, а следовательно, и к увеличению длины щели между зубьями и цилиндрическим корпусом, что уменьшает потери машины при прочих равных условиях.Opposite holes 16 and 17 are made perpendicular to the location of the shafts 9 and 10 in the cylindrical part 1 of the machine body, forming low and high pressure cavities (for the pump, this is the suction and discharge cavities). The same cavity can be both suction and discharge, depending on the direction of rotation of the shafts 9 and 10. With the direction of rotation indicated by arrows in FIG. 1, the cavity 16 is the suction and the cavity 17 is the injection. Cavities 16 and 17 can be located along the axis of the machine opposite each other in the middle of the wheels (as shown in Fig. 1), and with an offset towards the divergence of the helical teeth, as shown in Fig. 2 and 3 (in FIG. 2, the location of the cavity 16 is shown by a dotted line). Since the cavities are located on opposite sides of the engaged wheels 7 and 8, when each of them moves to the side of the divergence of the helical teeth, the cavities are shifted from the middle of the wheels to their edges. Such a shift leads to an increase in the number of helical teeth participating in the locking contact, and therefore to an increase in the length of the gap between the teeth and the cylindrical body, which reduces machine losses, all other things being equal.

Рассмотрим работу устройства в режиме насоса. При вращении ведущего вала 9 с колесом 7 благодаря зацеплению колес 7 и 8 начинает вращаться в противоположную сторону колесо 8. При этом объемы 18 и 19 между зубьями колес, первоначально открытые со стороны полости всасывания 16, начинают замыкаться стенками цилиндрических расточек 5 и 6 и линией контакта зубьев колес 7 и 8. Объем перекачиваемой среды, захваченный этими полостями, при вращении колес перемещается к полости нагнетания 17, и выталкивается в нее. В обычных насосах смазкой между зубьями служит перекачиваемая среда, и при попадании в нее больших объемов газа, что часто имеет место при перекачивании нефте- газопродуктов, из-за повышенного трения при отсутствии смазки происходит поломка зубьев. Поскольку в предлагаемом насосе контакт зубьев происходит в районе полюса, то трение между зубьями минимально, и неоднородность среды слабо сказывается на работоспособности насоса. Кроме того, «полюсный» контакт зубьев обеспечивает максимальную подачу насоса при минимальной пульсации.Consider the operation of the device in pump mode. When the drive shaft 9 rotates with the wheel 7, due to the engagement of the wheels 7 and 8, the wheel 8 starts to rotate in the opposite direction. The volumes 18 and 19 between the teeth of the wheels, initially open from the side of the suction cavity 16, begin to be closed by the walls of the cylindrical bores 5 and 6 and the line the contact of the teeth of the wheels 7 and 8. The volume of the pumped medium captured by these cavities, when the wheels rotate, moves to the injection cavity 17, and is pushed into it. In conventional pumps, the medium between the teeth is the pumped medium, and when large volumes of gas get into it, which often occurs when pumping oil and gas products, tooth fracture occurs due to increased friction in the absence of lubrication. Since the contact of the teeth in the proposed pump occurs in the region of the pole, the friction between the teeth is minimal, and the heterogeneity of the medium weakly affects the performance of the pump. In addition, the “pole” contact of the teeth ensures maximum pump flow with minimal ripple.

При работе машины в режиме двигателя в полость высокого давления 17 подается рабочая среда, которая заполняет объемы между зубьями со стороны полости высокого давления. Поскольку давление между зубьями с другой стороны колес минимально, то возникает избыточное давление с одной стороны винтовых зубьев, которое вызывает вращение колес в противоположные стороны. Отбор момента вращения может происходить от любого из валов 9 и 10, а также и от обоих валов одновременно. Благодаря тому, что контакт зубьев колес 7 и 8 происходит в области полюса зацепления, обеспечивается более высокое значение крутящего момента с более высокой равномерностью при прочих равных условиях. Кроме того, из-за уменьшения трения снимаются ограничения на скорость вращения рабочих колес, и повышается КПД машины. Небольшое число зубьев, обеспечивающее зацепление шестерен, увеличивает объем двигателя.When the machine is in engine mode, a working medium is supplied to the high-pressure cavity 17, which fills the volumes between the teeth from the side of the high-pressure cavity. Since the pressure between the teeth on the other side of the wheels is minimal, there is excessive pressure on one side of the helical teeth, which causes the wheels to rotate in opposite directions. The selection of the torque can occur from any of the shafts 9 and 10, as well as from both shafts simultaneously. Due to the fact that the contact of the teeth of the wheels 7 and 8 occurs in the area of the pole of engagement, a higher value of the torque is provided with higher uniformity, ceteris paribus. In addition, due to the reduction of friction, restrictions on the speed of rotation of the impellers are removed, and the efficiency of the machine is increased. A small number of teeth, providing gear engagement, increases engine displacement.

Claims (4)

1. Шестеренная машина, содержащая корпус, в цилиндрических расточках которого расположены косозубые зубчатые колеса внешнего зацепления, установленные на валах, в корпусе выполнены камеры низкого и высокого давления, расположенные с противоположных сторон от зубчатых колес, отличающаяся тем, что зубья одного из колес в поперечном сечении очерчены дугами окружностей, эксцентрично смещенных относительно оси колеса, а зубья другого колеса в этом же сечении очерчены участками фронтов циклоидальных кривых, образуя эксцентриково-циклоидальное (ЭЦ) зацепление.1. A gear machine comprising a housing, in the cylindrical bores of which external helical gears are mounted on the shafts, low and high pressure chambers are located in the housing located on opposite sides of the gears, characterized in that the teeth of one of the wheels are transverse the section is outlined by arcs of circles eccentrically offset relative to the axis of the wheel, and the teeth of the other wheel in the same section are outlined by sections of the fronts of the cycloidal curves, forming an eccentric-cycloidal new (EC) engagement. 2. Шестеренная машина по п. 1, отличающаяся тем, что число зубьев каждого колеса лежит в диапазоне 2-7.2. The gear machine according to claim 1, characterized in that the number of teeth of each wheel lies in the range of 2-7. 3. Шестеренная машина по п. 1, отличающаяся тем, что камеры низкого и высокого давления смещены вдоль оси колес к их краям в направлении расхождения винтовых зубьев.3. The gear machine according to claim 1, characterized in that the low and high pressure chambers are displaced along the axis of the wheels to their edges in the direction of separation of the helical teeth. 4. Шестеренная машина по п. 1, отличающаяся тем, что колеса с ЭЦ-зацеплением выполнены шевронными. 4. The gear machine according to claim 1, characterized in that the wheels with EC-gearing are made chevron.
RU2014121774/06A 2014-05-28 2014-05-28 Gear machine RU2553848C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121774/06A RU2553848C1 (en) 2014-05-28 2014-05-28 Gear machine
PCT/RU2015/000313 WO2015183135A1 (en) 2014-05-28 2015-05-19 Gear machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121774/06A RU2553848C1 (en) 2014-05-28 2014-05-28 Gear machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2553848C1 true RU2553848C1 (en) 2015-06-20

Family

ID=53433801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014121774/06A RU2553848C1 (en) 2014-05-28 2014-05-28 Gear machine

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2553848C1 (en)
WO (1) WO2015183135A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195413U1 (en) * 2019-09-18 2020-01-28 Сергей Иванович Никитин GEAR PUMP
RU206547U1 (en) * 2021-06-21 2021-09-15 Сергей Иванович Никитин GEAR PUMP

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT3623774T (en) * 2018-09-11 2021-07-23 Common Spolka Akcyjna Rotary flow meter for measuring gas flow

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1132618A2 (en) * 2000-03-08 2001-09-12 Mario Antonio Morselli A positive-displacement rotary pump with helical rotors
US6361289B1 (en) * 1997-06-16 2002-03-26 Storz Endoskop Gmbh Medical gear pump for suctioning and rinsing
RU97471U1 (en) * 2010-04-08 2010-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Технология Маркет" ELECTRIC DRIVE WITH MANUAL DOUBLE
EA015293B1 (en) * 2007-07-09 2011-06-30 Закрытое Акционерное Общество "Технология Маркет" Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants)
RU115840U1 (en) * 2011-11-16 2012-05-10 ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия GEAR PUMP WITH REDUCED PRESSURE REDUCTION

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6361289B1 (en) * 1997-06-16 2002-03-26 Storz Endoskop Gmbh Medical gear pump for suctioning and rinsing
EP1132618A2 (en) * 2000-03-08 2001-09-12 Mario Antonio Morselli A positive-displacement rotary pump with helical rotors
EA015293B1 (en) * 2007-07-09 2011-06-30 Закрытое Акционерное Общество "Технология Маркет" Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants)
RU97471U1 (en) * 2010-04-08 2010-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Технология Маркет" ELECTRIC DRIVE WITH MANUAL DOUBLE
RU115840U1 (en) * 2011-11-16 2012-05-10 ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия GEAR PUMP WITH REDUCED PRESSURE REDUCTION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЮДИН Е.М. Шестеренные насосы, Москва, Машиностроение, 1964, с.40. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195413U1 (en) * 2019-09-18 2020-01-28 Сергей Иванович Никитин GEAR PUMP
RU206547U1 (en) * 2021-06-21 2021-09-15 Сергей Иванович Никитин GEAR PUMP

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015183135A1 (en) 2015-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10844859B2 (en) Sealing in helical trochoidal rotary machines
US8801411B2 (en) Internal-gear type fluid device
US10962004B2 (en) Synchronized conical screw compressor or pump
US20100296958A1 (en) Screw Pump
CN109642574B (en) Dry compression type vacuum pump
CN108291537B (en) External gear pump
US9261063B2 (en) Vehicle oil pump
RU2553848C1 (en) Gear machine
EP2035708B1 (en) Moineau pump
US1863335A (en) Rotary pump
CA2890853C (en) Reduced noise screw machines
KR101825961B1 (en) Gerotor pump with separated dual rotor
RU55050U1 (en) DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS
RU2534657C1 (en) Working member of screw-type rotor machine
US10533552B2 (en) Rotary screw vacuum pumps
US6093004A (en) Pump/motor apparatus using 2-lobe stator
WO2021044570A1 (en) Helical gear pump, or helical gear motor
WO2010150388A1 (en) Gear pump
KR102611385B1 (en) Volumetric gear machine with spiral teeth
RU2557051C1 (en) Friction pump for oil pumping
RU2247263C2 (en) Helical rotor pump
RU2587513C1 (en) Screw hydraulic machine with inclined profile of stator teeth
RU83300U1 (en) GEAR PUMP
KR20160089590A (en) Gerotor Pump with double rotor assembly
CZ201392A3 (en) Gear fluid pump or motor

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20151228