УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ ПОТОКА ПОРОВНУ МЕЖДУ ДВУМЯ ИЛИ БОЛЕЕ ОБЪЕКТАМИ
DEVICE FOR EQUAL FLOW DIVISION BETWEEN TWO OR MORE OBJECTS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для деления потока поровну между двумя или более объектами. Конкретнее, оно относится к делению потока жидкости между необходимым числом объектов.
Уровень техники
Известны многочисленные объекты, в которых равенство потоков жидкости имеет большое значение. В связи с множественностью влияющих на поток факторов, среди которых одним из самых важных является давление, простого устройства, позволяющего поддерживать равенство потоков, реально не существует. Конечно, имеются точные устройства для регулирования специальных, обычно довольно небольших потоков, однако такое высокоточное оборудование обычно является очень дорогим, как в отношении приобретения, так и обслуживания и ремонта.
С другой стороны, в случае более мощных потоков, которые протекают во многих гидравлических системах, точные специализированные устройства ни в коей мере не являются практически применимыми.
На рынке имеются устройства, в основу которых положен принцип действия систем с гидравлическими насосами, где прямозубые цилиндрические зубчатые колеса, расположенные на разных валах, выполняют дозирование жидкости путем перемещения жидкости в камерах, образованных зазорами между зубчатыми колесам и плотно надетыми кожухами. Зубчатые колеса неподвижно закреплены на осях, например, с помощью шпонок или зубцов. Недостаток этого решения заключается в отсутствии определенности в отношении равенства потоков, поскольку потоки от различных пар зубчатых колес могут различаться, пусть и в ограниченной степени.
Решения описанного выше типа раскрыты, например, в заявке на европейский патент №0593125, публикации патента США №6857441 и заявке на французский патент №2504211.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предназначено для создания устройства, обладающего очень простой конструкцией, которое можно изготовить из традиционных исходных материалов с помощью серийно выпускаемых инструментов и в котором, кроме того, ограниченное количество существующих готовых компонентов можно использовать по-новому. Конкретно, изобретение предназначено для создания устройства, в котором потоки от разных пар прямозубых цилиндрических зубчатых колес можно формировать равными с максимально возможной точностью.
Изложенные выше, а также прочие выгоды и преимущества настоящего изобретения достигаются способом, описанным в формуле изобретения.
Вкратце, в качестве общей характеристики устройства согласно настоящему изобретению можно отметить, что, в дополнение к изложенным выше выгодам и преимуществам, устройство согласно настоящему изобретению является также самонастраивающимся, при этом необходимый равный поток достигается автоматически, без выполнения каких-либо корректировок вручную или необходимости выполнять отдельное измерение потоков.
Ниже изобретение описывается более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлен один из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид устройства согласно настоящему изобретению в сборе и без шлангов или аналогичных приспособлений для подачи и перемещения потока жидкости.
На фиг.2 показано объемное изображение устройства фиг.1 с пространственным разделением деталей.
На фиг.3 показан поперечный разрез прямозубого цилиндрического зубчатого колеса, снабженного системой регулирования согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Как отмечалось, устройство согласно настоящему изобретению может, в соответствии с одним из вариантов осуществления, представлять собой конструкцию 1 по существу коробчатого типа. Поток жидкости, предназначенный для регулирования, подводится к устройству 1 через соединитель 2. Очевидно, что шланг или труба, не изображенные на фигурах, подключается к соединителю 2.
Устройство состоит из трех частей, поэтому в нем также предусмотрены три выпускных отверстия 3. Вытекающая жидкость естественным образом направляется вперед к нужному объекту, протекая по подходящим шлангам/трубам, которые присоединены к отверстиям 3, образуя непроницаемое для жидкости соединение.
Как будет описано ниже, устройство включает два вала, один из которых расположен позади заглушки, обозначенной позицией 4, а другой присоединен к соединителю 2.
Помимо вышеизложенного, устройство включает детали или части 5 и 6, которые в чередующемся порядке расположены между концевыми деталями 8 и 9. Модуль собирают с помощью подходящих приспособлений, таких как винты 7, проходящие через все устройство. Резьбовые части винтов могут, например, крепиться к части 8, которая показана последней на фиг.1, после того, как пройдут через все остальные части/детали. Конечно, существуют другие способы сборки устройства, как хорошо известно специалистам.
На фиг.2 показаны детали устройства согласно настоящему изобретению в виде объемного изображения с пространственным разделением деталей.
Валы обозначены позициями 10 и 11. Вал 11 представляет собой традиционный стержневой вал, назначение которого состоит в поддерживании нужного количества прямозубых цилиндрических зубчатых колес 12, которые свободно вращаются на валу. Длина вала 11 такова, что он проходит от одного до другого края собранного устройства 1, опираясь на концевые детали 8 и 9.
Вал 10, с другой стороны, внутри полый, при этом жидкость подводится к полости вала через соединитель 2.
Зубчатые колеса 13, количество которых соответствует количеству колес 12, поддерживаются на валу 10. Размеры и расположение зубчатых колес таковы, что они плотно сцепляются друг с другом и, таким образом, вращаются в различных направлениях и проходят одинаковое расстояние в зависимости друг от друга, если смотреть в направлении вала. Зубчатые колеса 12 и 13 расположены в камерах зубчатых колес, образованных промежуточными деталями (проставками) 6, и плотно в них встроены. Размер зубчатых колес в поперечном направлении соответствует толщине проставок, поэтому, когда устройство собрано, в нем образуется по существу закрытая и непроницаемая камера, ограниченная по сторонам промежуточными деталями 6, в которых зубчатые колеса 12 и 13 образуют пары.
Как отмечалось выше, жидкость подводится к устройству через полый вал 10 и должна перемещаться в зазорах между зубьями зубчатых колес 12 и 13, которые ограничены, с другой стороны, стенками камеры. По существу, в ситуации, показанной на фиг.2, жидкость перемещается снизу вверх и движется вверх в зазорах между зубьями, образованных обоими вращающимися зубчатыми колесами и соседней стенкой камеры, а затем через них в выпускное отверстие 3 верхней части устройства.
Движение жидкости из вала 10 к зазорам между зубьями зубчатых колес достигается за счет того, что углубление 14, из которого жидкость вытекает в направлении зазоров между зубьями зубчатых колес, и через них - наружу, выполнено в концевой детали 9 и промежуточной детали 5, прилегающих к каждой паре дополнительных зубьев.
Зубчатое колесо 13 и вал 10 предназначены для совместного вращения, однако их взаимное положение может изменяться в ограниченных пределах. На фиг.3 показан поперечный разрез зубчатого колеса 13. С цилиндрической поверхности, обращенной к валу, материал снят таким образом, что в этом месте между валом 10 и зубчатым колесом образуется канал 17, через который поток жидкости в вале 10, проходящий через отверстие 16 для пропускания потока, может двигаться вперед через углубление 14 и зубчатые колеса 12 и 13.
Позиция 15 обозначает штифтообразный элемент, который расположен на валу 10 рядом с каналом 17. Зубчатое колесо 13 может, таким образом, поворачиваться относительно вала 10, пройдя расстояние, которое ограничено боковыми стенками канала 17, когда штифт 15 упрется в стенку. Пружина 18 предназначена для удержания зубчатого колеса 13 и вала 10 в положении, при котором отверстие для пропускания потока открыто.
Что произойдет на практике, если через один зубчатый механизм начнет проходить больше жидкости, чем через другие? В этом случае зубчатое колесо 13 будет проявлять тенденцию к более быстрому вращению, чем зубчатые механизмы соседних узлов, в результате чего отверстие 16 для пропускания потока уменьшится, поскольку взаимное расположение зубчатого колеса 13 и вала 10 изменяется, после чего естественным образом произойдет уменьшение потока, и ситуация стабилизируется на нужном уровне. Таким образом, процесс регулирования является автоматическим и самонастраивающимся. Количество жидкости, выходящей из каждого выпускного отверстия 3 устройства, выравнивается. Поток жидкости всегда выравнивается постепенно в соответствии с подачей жидкости парой зубчатых колес.
Как описано выше, настоящее изобретение является очень простым и экономичным в реализации. Способы, используемые до настоящего времени, не позволяют осуществлять регулирование с достаточной точностью и простотой и, кроме того, являются сложными и дорогостоящими.
В то же время, настоящее изобретение устраняет некоторые недостатки, которые ухудшали качество предыдущих конструкций, например утечки. По сравнению с ранее известными решениями, в которых зубчатые колеса устанавливаются на валах неподвижно, в данном варианте осуществления основное давление воздействует не на область, расположенную над зубчатыми колесами, а, вместо этого, на регулирующее отверстие 16.
Настоящее изобретение может быть изменено многими способами, по-прежнему оставаясь в объеме правовой охраны основной идеи изобретения и прилагаемой формулы изобретения. Так, например, ограничительный штифт 15 и пружину 18, относящиеся к регулирующему механизму, можно разместить в собственном блоке отдельно от отверстия 16 и канала 17. Таким же образом, канал 17 может, при необходимости, располагаться внутри вала, а не зубчатого колеса, причем в этом случае ограничительный штифт 15 будет располагаться со стороны зубчатого колеса.
Еще одно преимущество, существенное с точки зрения метода и стоимости изготовления, состоит в том, что зубчатые колеса 12 и 13 могут быть изготовлены из материалов, отличных от металла. В качестве примеров таких материалов можно упомянуть пластмассу или даже резину. Устройство станет легче, а механическая обработка и изготовление в целом упростятся.
Хотя выше упоминаются только устройства на основе зубчатых механизмов, настоящее изобретение может также применяться к лопастным насосам, которые используются таким же образом, как насосы с зубчатой передачей, но в обратном режиме. В лопастном насосе в общем случае имеется один вал и элемент - колесо, снабженное лопастями - для перемещения жидкости, установленное на валу эксцентрически, которое вращается внутри круглого кожуха, перемещая при этом вперед массу воды.
Кроме того, следует отметить, что если поток в описанных устройствах протекает в противоположном направлении, регулирование конструкции в силу этого потребует небольших изменений.