Статья: Объемно-роторная машина
Шестеренчатые насосы, благодаря своей конструкции обладают, высокой эффективностью и длительным сроком службы.
Конструкция представляет собой корпус, в котором размещены две взаимно сцепленные шестерни. Между зубьями шестеренок и корпусом образуется пространство, которое заполняется перекачиваемой жидкостью. Вращаясь, шестеренки создают однонаправленный поток жидкости, движущийся в объеме между зубьями.
При приближении зубьев шестеренок к зоне зацепления свободный объем между зубьями уменьшается и поток выдавливается в выходное отверстие, а зубья, проворачиваясь, вновь оказываются в зоне входного отверстия, где поступающая жидкость заполняет расширяющееся пространство между зубьями.
Нетрудно заметить, что устройство представляет собой преобразователь вращательного движения шестеренок в поступательное движение потока жидкости. ШН от аналогичных машин, таких как винт или турбина отличается способностью создавать высокое давление, поскольку являются по существу объемной машиной.
Однако, преобразования вращательного движения рабочих элементов в поступательное движение потока с помощью шестеренчатого механизма при больших скоростях потока применяется довольно редко, несмотря на простоту конструкции.
Это объясняется тем, что высокая скорость потока, требует высокой скорости вращения шестеренок, вызывающих в зоне зацепления зубьев турбулентность, которая сопровождается энергетическими потерями. В свою очередь, турбулентность возникает вследствие того, что плоскость зуба имеющего плохую обтекаемость, в зоне зацепления меняет направление и относительно жидкости движется с большой скоростью.
Вследствие этого, ШН находит широкое применение в основном там, где не требуется высокой скорости потока, например в гидравлике. Исключение составляют пожарные насосы, где давление и скорость струи определяет длину шланга и дальность подачи воды.
Предложенная схема роторно-поршневого насоса на основе Патента РФ № 99064 также, по существу является шестеренчатым насосом, с той лишь разницей, что на поверхности шестеренки (ротора) сформирован только один зуб.
В этом случае переходный процесс, вызывающий турбулентность потока возникает на короткое время, что позволит машине работать на более высоких оборотах и со значительно меньшими потерями.
Схема роторно-поршневого насоса приведена на рисунке. Не трудно заметить, что практически нагрузка воспринимается только ротором, что так же благоприятно сказывается на работе машины.
Помимо этого, при соответствующих доработках предложенную схему можно применить и для создания других силовых машин (двигатель, компрессор, гидроагрегат и т. д.).