Пластинчатый насос – это роторная объемная гидромашина вытеснителями в которой являются две и более лопасти (шиберов). Его часто называют шиберным или роторно-пластинчатым. Имея не плохие характеристики и практичную конструкцию, он завоевал большой спектр применения в различных промышленных секторах. Его конструкция используется в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.
Технические данные:
- Используются в различных станках и гидравлических усилителях рулевого управления;
- Номинальное давление на выходе до 12,5 МПа;
- КПД до 85 %;
- Вращающий момент 30 оборотов в секунду;
Устройство
Существуют два вида гидравлических пластинчатых насосов:
- Однократного действия – за одно полное вращение вала совершается одно событие забора рабочей жидкости и одно нагнетание. Регулируемые, за счет смещения центра вращения ротора на величину e, относительно центра статора.
- Двукратного действия – за полное вращение совершается два события забора жидкости и два нагнетания. Не регулируемы так как центры ротора и статора объединены и не могут быть смещены.
Схема устройства однотактного и двухтактного насосов.
1 – Ротор; 2 – Вал, передающий вращение привода; 3 – Пластины; 4 – Статор (неподвижный корпус насоса) 5 – Распределитель; 6 – Отверстие всасывания в распределителе; 7 – Подвод рабочей жидкости; 8 – Отверстие нагнетания в распределителе; 9 – Линия выдавливания рабочей жидкости;
Как видно на рисунке, в строение пластинчатого насоса входит вращающийся ротор (1), который в свою очередь закреплен на валу (2). Ротор обеспечен специальными выемками – пазами, расположение которых радиально. В пазах располагаются специальные пластины (3). В однотактных роторах происходит смещение центра ротора и статора на величину e. Это делается чтобы при событии вращения основного вала (2) пластины могли вдвигаться и выдвигаться. В двухтактных машинах этот эффект достигается за счет изменения формы статора. К торцевой области ротора, а также и статора прикрепляются распределители (5) с отверстиями в виде серпа. Отверстие (6) соединено с каналом всасывания (7), а отверстие (8) с гидролинией нагнетания (9). Между отверстиями в распределителе присутствуют специальные перемычки (10), задачей которых является обеспечение герметичности частей, отвечающих за втягивание рабочей жидкости и ее нагнетание. Угол ξ > β что обеспечивает изоляцию зон всасывания и нагнетания.
Принцип работы гидравлического пластинчатого насоса
Принцип работы пластинчатого насоса
Понять принцип работы пластинчатого насоса можно используя рисунок выше. Вращаясь ротор перемещает пластины. Они в свою очередь под действием центробежной силы или пружины начинают выходить из пазов, плотно жмется к внутренней стенке статора. Благодаря тому, что центр ротора смещен относительно статора, объем рабочей камеры по мере движения растет – это событие всасывания (а). Ротор продолжая движение переходит в фазу уменьшения рабочей камеры – это событие нагнетания (с). Итак жидкость переносится между лопастями из системы всасывания в систему нагнетания.
Производительность шиберного насоса однократного действия
Производительность роторно-пластинчатого агрегата однократного действия определяется по формуле:
Как видно из формулы производительность зависит от величины e, которая определяет отклонение оси ротора от оси статора. Из чего следует что, если поместить ротор внутрь кольца, перемещением которого мы сможем управлять, мы получим регулируемый роторно-пластинчатый насос.
Производительность шиберного насоса двукратного действия
Производительность роторно-пластичного устройства определяется по следующей формуле:
Исходя из формулы можно сделать некоторый вывод. Мощность насоса невозможно повысить кроме как увеличением вращений ротора (n). Из чего следует вывод что агрегаты двукратного действия являются не регулируемыми.
Достоинства и недостатки
Сравнение с другими типами насосов:
- В отличии от шестеренных, роторно-пластинчатые агрегаты производят наиболее равномерную подачу рабочей жидкости;
- У роторно-поршневых типов пластичные устройства выигрывают тем что требования к загрязнению рабочей жидкости весьма низкие, а конструкция самого агрегата проще и дешевле;
Общие достоинства:
- Относительно низкая пульсация выходного потока;
- Низкий уровень шума
- Регулируемый рабочий объем
Общие недостатки:
- Устройство насоса достаточно сложное и плохо ремонтопригодное;
- Не большие рабочие давления;
- Залипание пластин, случается при низких температурах;
- Заклинивание пластин при высоких температурах;
Пластинчатые насосы
Пластинчатые насосы относятся к классу объемных роторных шиберных машин.
В пластинчатых насосах перекачивание жидкости осуществляется за счет изменения объема камер, образуемых поверхностями ротора статора и подвижных пластин.
Типы пластинчатых насосов
Различают несколько типов пластинчатых машин.
По количеству циклов изменения рабочей камеры:
- однократного действия
- двукратного действия
По возможности регулирования:
- регулируемые
- нерегулируемые насосы
Рассмотрим каждый из этих типов насосов подробнее.
Нерегулируемые пластинчатые насосы
В нерегулируемых насосах отсутствует возможность изменения рабочего объема. Подачу таких насосов можно регулировать путем изменения частоты вращения приводного двигателя или использовать дроссельное регулирование гидропривода.
Устройство пластинчатого насоса двукратного действия
Внутренняя поверхность статора 1 имеет овальную форму. Ротор 2 установлен соосно статору. В пазах 3 ротора установлены пластины 4, которые могут свободно перемещаться внутри пазов. При вращении ротора пластины за счет центробежной силы пластины прижимаются к поверхности статора образуя рабочие камеры. В связи с тем, что внутренняя поверхность статора имеет овальную форму при вращении ротора объем рабочих камер будет изменяться. В зонах 6 и 7 увеличения объема камеры выполнено отверстие для всасывания рабочей жидкости, в зонах 5 и 8 уменьшения объема камеры - отверстие для нагнетания.
В насосах двойного действия устанавливается четное число пластин (не менее 8).
Расчет рабочего объема пластинчатого насоса двойного действия
Рабочий объем насоса определяется минимальным Rc1 и максимальным радиусами Rc2 внутренней поверхности статора, толщиной ∆ и количеством z пластин, а также углом их наклона ξ.
Вычислить рабочий объем насоса двойного действия можно по формуле:
Подача пластинчатого насоса
Подача объемного насоса - это произведение его рабочего объема на частоту вращения приводного двигателя.
Q = V · n
Принцип работы пластинчатого насоса однократного действия
Пластинчатый насос однократного действия показан на рисунке.
Ротор 1 установлен в статоре 2 с эксцентриситетом. В роторе 1 в радиальном направлении выполнены пазы 3, в которых установлены подвижные пластины 4. При вращении ротора пластины под действием центробежной силы прижимаются к цилиндрической поверхности статора. За счет эксцентриситета между осями вращения ротора и статора обеспечивается изменение объемов рабочих камер.
В зоне 6 увеличения объема камеры происходит всасывание рабочей жидкости, зоне 5 уменьшения - нагнетание.
В насосах одинарного действия используется нечетное число пластин (не менее 3).
Расчет рабочего объема пластинчатого насоса одинарного действия
Рабочий объем насоса зависит от радиусов ротора r статора R и эксцентриситета e.
Эти величины связаны зависимостью:
e = R - r - a
где a - минимальный зазор между ротором и статором.
Максимальный рабочий объем пластинчатого насоса одинарного действия можно определить по формуле:
Если полости под пластин при их выдвижении соединяются с линией всасывания, а при задвижении - с линией нагнетания, то рабочий объем такого насоса можно определить по формуле:
∆ - толщина пластин z - количество пластин b - ширина статора
Для точного определения объема рабочей камеры необходимо учесть закон перемещения пластин в роторе во время его вращения. Уточненная формула для определения рабочего объема однократного пластинчатого насоса выглядит следующим образом:
Значение коэффициента k будет зависеть от количества пластин в насосе.
Особенности применения насосов одинарного и двойного действия
В пластинчатых насосах однократного действия нагрузки неравномерны, сила давления действует на ротор только со стороны полости нагнетания. По этой причине насосы однократного действия предназначены для работы на давлении до 12 МПа. Эта проблема устранена в насосах двойного действия, где действие сил давления на ротор уравновешено.
Регулируемые пластинчатые насосы
В конструкции регулируемых насосов предусмотрена возможность изменения рабочего объема. Подачу насосов этот типа можно регулировать объемным способом.
На рисунке показан регулируемый пластинчатый насос однократного действия.
Статор 3 установлен в корпусе 2 с зазором. Винт 1 позволяет перемещать статор внутри корпуса , тем самым меняя эксцентриситет между ротором 4 и статором. Если эксцентриситет будет равен 0, то объем рабочих камер при вращении ротора меняться не будет, подача насоса будет равна 0. При максимальном эксцентриситете подача будет максимальной.
Пружина 5 прижимает статор к регулировочному винту.
Устройство и принцип работы пластинчатого насоса
Иногда возникает необходимость в перекачке смесей, которые начинают густеть при снижении температуры, поэтому требуется особое насосное оборудование, способное обогревать транспортируемую массу и не давать ей загустевать. С этой задачей может справиться пластинчатый насос, который имеет специальную рубашку для обогрева рабочей смеси. Этот агрегат может перекачивать разные типы веществ: с содержанием абразивных частиц, кашицеобразные, с примесью посторонних мелких включений, смол и различных клейких смесей. Насос может выкачивать жидкости через шланг, погружённый в ёмкость. Этот агрегат имеет повышенную всасывающую силу и может функционировать с одинаковым усилием в двух направлениях.
Особенности строения
Пластинчатый насос может использоваться в разных сферах химической, фармацевтической, косметологической и пищевой промышленности. В конструкции насоса используются следующие составляющие элементы:
- корпус, выполненный из прочной стали и имеющий легко разборное устройство;
- асинхронный сверхмощный электродвигатель;
- пластинчатый вал, вращающийся по эксцентриковой траектории (для изготовления вала используется бронза либо другой экологичный материал).
На цилиндрической поверхности вала рядом с пазами есть выемки, которые находятся под разным углом наклона по отношению к граням элемента. При этом существует две разновидности таких агрегатов:
- одинарного принципа работы
- двойного действия.
Каждый из этих агрегатов состоит из перечисленных выше составляющих узлов и деталей и имеет ротор с пластинами. Указанные пластины в моторе ротора могут перемещаться в радиальной плоскости. Основное различие между этими видами агрегатов состоит в конфигурации внутренней плоскости статора. Она и служит ограничителем для перемещения пластин.
Кроме этого, пластинчатые агрегаты делятся на:
- регулируемые приборы прямого управления;
- регулируемое оборудование непрямого управления.
Агрегаты двойного действия
Такой насос укомплектован статором (кольцом) с овальной внутренней поверхностью. Благодаря этой конструкции каждый пластинчатый элемент за один оборот вала может выполнять два такта. Принцип работы этого насосного оборудования состоит в следующем:
- Формирование камер вытеснения происходит благодаря комбинации ротора, двух соседних пластинчатых деталей, овальной поверхности статора и распределительных дисковых элементов, расположенных по бокам.
- При этом минимальный объём рабочей камеры образуется между статором и ротором в месте наименьшего зазора.
- Необходимая герметизация камер достигается за счёт того, что происходит постоянное плотное прижатие пластин к овальной поверхности статора.
- Когда камера поворачивается дальше, её объём увеличивается и создаётся область разрежения.
- При этом в данный момент рабочая камера соединяется с всасывающей линией за счёт прорезей в боковом распределительном дисковом элементе. Это позволяет перекачиваемой жидкости поступать в рабочую камеру.
- Когда достигается максимальный объём камеры вытеснения, соединение с всасывающей линией разрывается.
- Во время последующего вращения ротора происходит уменьшение объёма камеры вытеснения. В итоге рабочая среда перекачивается в напорную линию через щель в боковом распределительном дисковом элементе.
- Такой процесс происходит два раза за одни оборот вала.
Важно: чтобы обеспечить необходимую плотность прижатия пластин к статору, задние плоскости этих изделий, находящиеся в зоне нагнетания, нагружаются рабочим давлением с максимальной силой.
Чтобы определить прижимающее усилие, действующее на пластины, необходимо найти произведение площади торцевой плоскости этих изделий на рабочее давление. Иногда может возникать нарушение масляной плёнки между статором и пластинчатым элементом. Такое возможно в условиях определённого давления, которое зависит от смазывающих качеств транспортируемой среды. Такая ситуация может приводить к ускоренному износу механических деталей насоса.
Если пластинчатый насос работает при давлении, превышающем 150 бар, для уменьшения прижимной силы агрегат укомплектовывается двойными пластинами. При этом находящаяся под давлением смесь продвигается через отверстие из задней торцевой камеры в промежуточное пространство между концами пластинчатых элементов. Это способствует компенсации прижимной силы.
Приборы одинарного действия
Принцип работы этого насосного оборудования основан на том, что движение пластинчатых элементов ограничивается посредством цилиндрической внутренней плоскости статора. Изменение объёма камеры вытеснения происходит благодаря эксцентричному размещению статора относительно ротора.
Шиберный (пластинчатый) насос одинарного действия имеет почти такой же принцип работы, как и прибор двойного действия, то есть процесс заполнения всасывающей камеры протекает идентично.
Регулируемые пластинчатые агрегаты
В регулируемых пластинчатых насосах с прямым управлением положение кольца статора можно менять при помощи следующих регулировочных приспособлений:
- Винт ограничения подачи позволяет отрегулировать эксцентриковую траекторию статора, что напрямую связано с подачей насоса.
- Винт регулировки положения опоры может отрегулировать расположение статора в вертикальной плоскости. От этого зависит динамика агрегата и уровень шума.
- Винт регулировки максимального давления. Показатель давления напрямую связан с напряжением пружины.
Принцип работы этого агрегат аналогичен работе насоса одинарного действия и выглядит так:
- Давление, действующее в насосном оборудовании и нагружающее внутреннюю плоскость статора, зависит от сопротивления в гидравлической системе. При этом сила, воздействующая на пружину, больше, чем сила противодействия. Пока наблюдается такая ситуация статор находится в эксцентриситете.
- По мере увеличения давления в гидравлической системе возрастают и другие воздействующие усилия.
- Когда противодействующая пружине сила превосходит нагружающее усилие, статор переходит с эксцентриситета в концентричное положение. При этом происходит уменьшение объёма камер вытеснения, пока подача насосного оборудования не станет нулевой.
Стоит знать: подача агрегата зависит от размера внутренних утечек, причём давление находится в заданных пределах. Для изменения показателя давления необходимо отрегулировать натяжение пружины.
Насос регулируемого типа с опцией нулевого хода в момент достижения наивысшего давления образует дренажную линию за пределы корпуса. Посредством этой линии отводятся внутренние утечки с камер высокого давления в области разрежения.
В ходе трения механических деталей агрегата возникает тепло, которое отводится посредством нагретого масла, стекающего в дренажную линию. Кроме охлаждающего действия масло выполняет функции смазки для внутренних механизмов.
Агрегаты непрямого управления
Принцип действия таких приборов идентичный работе техники с прямым управлением. Разница между ними состоит только в регулировочных механизмах. В данных агрегатах используются не регулировочные пружины (одна или две), а поршни. Эти установочные элементы находятся под давлением и управляют движениями статора.
Обычно используется два поршня с разным диаметром. При этом площадь их поверхности соотносится как 2 к 1. Принцип действия насоса выглядит так:
- На поршень с большей площадью воздействует пружина, регулирующая предельный эксцентриситет статора в момент запуска насосного оборудования.
- Поршень меньшей площади связан с давлением напорной линии. Также этого давление взаимосвязано посредством специального регулятора с поршнем большей площади.
- Когда давления, воздействующие на оба установочных поршня, равны, статор располагается в точке предельного эксцентриситета. Это происходит из-за того, что поршни имеют разную площадь.
Регулятор давления
Для определения максимального показателя давления в гидравлической системе используется регулятор давления. Он состоит из следующих частей:
- корпус;
- регулировочные пружины;
- золотник;
- настроечный механизм.
Подробно принцип работы регулятора мы не будем рассматривать. Стоит отметить только, что он реагирует на изменение давления в гидравлической системе. В результате золотник регулятора перекрывает или открывает сливную линию, что способствует снижению или повышению давления в камере большого поршня.
Пластинчатый насос: конструкция, преимущества, принцип действия, цены. Насос вакуумный пластинчато-роторный
За счет отличительных показателей и удобной конструкции пластинчатый насос приобрел широкое распространение в различных промышленных сферах. Он используется в фармацевтической, химической, косметической отрасли, а также в пищевой - для перекачки сгущенного молока, патоки, глазури.
В конструкции присутствует рубашка обогрева для перекачки веществ, приобретающих густую консистенцию при низкой температуре. Пластинчатый насос применяется для перемещения множества типов жидкостей: кашеобразных, абразивных, с наличием посторонних мелких частиц, а также смол и клейких масс на их основе. Возможно использование для выкачки через шланг, за счет опускания в емкость вбирающих патрубков. Данное устройство, в отличие от иных видов, имеет повышенную способность всасывания и работает с равным усилием в обе стороны.
Конструкция
Основу пластинчатого насоса составляет следующее:
- Корпус с легкоразборным устройством из прочной марки стали.
- Мотор-редуктор, имеющий асинхронный мощный двигатель.
- Вал с пластинами, перемещающимися по эксцентриковой траектории, они изготовлены из бронзы либо ее пищевого заменителя.
Рядом с пазами на цилиндрической поверхности по направлению вращения изготовлены выемки, имеющие разные углы наклона в точках к выходу граней.
Применение
Насос пластинчатый является гидравлической машиной с объемным вытеснением и рабочими перемещающимися лопастями с возвратно-поступательным движением по отношению к внутренним элементам. Он используется в качестве стационарного и передвижного агрегата в машиностроении, а также в сельском хозяйстве. При перекачке жидкостей с инородными включениями важно учитывать, что при превышении допустимого размера частиц они могут быть удержаны фильтром на патрубке.
Вакуумно-пластинчатые насосы выпускают с правым направлением движения вала. Допускается изготовление с левым направлением по индивидуальному заказу. Устанавливается механизм в любом положении. С помощью эластичной муфты осуществляется соединение приводного вала и вала насоса. Не допускается перенос осевых и радиальных нагрузок с привода.
Особенности
Как показывает практика, сложности в продлении периода работы связаны с порчей рабочих пластин, повреждаемых при взаимодействии с абразивными частицами, которые находятся в перекачиваемой массе. Создан насос вакуумный пластинчато-роторный для перекачки жидкостей всевозможных типов, он имеет корпус с профилированной плоскостью, с нагнетательными и вбирающими окнами. Среди недостатков стоит отметить снижение показателей надежности во время перекачки масс с инородными включениями и различными примесями. Переносимая среда в ходе работ проходит к напорным патрубкам от втягивающих, при этом на плоскости ротора и корпуса налипают посторонние частицы. Если размеры элементов, имеющихся в жидкости, превосходят максимально допустимый предел, есть вероятность повреждения ротора устройства и внутренней поверхности.
Более совершенной конструкцией обладает насос пластинчатый НПЛ с окнами нагнетания и поглощения на внутренних поверхностях. Данное устройство имеет ротор с пазами, установлены в его полостях специальные пластины, перемещающиеся в радиальном направлении. Недостаток данной конструкции заключается в неравномерном износе поверхности пластин, внутренней крышки, корпуса. Задние рабочие грани и кромки неравномерно изнашиваются из-за перепадов давления в открывающейся камере и напорном канале во время перехода пластины в лекальную область. Помимо этого, стоит отметить повреждения, вызванные попаданием крупных частиц в зазоры между деталями, которые не были задержаны фильтром канала.
Что требуется для установки
Монтируется предохранительный клапан для защиты гидросистемы и насоса от перегрузки. При этом его настройки должны соответствовать номинальному давлению на выходе. Трубопровод должен обладать плавными изгибами и качественным уплотнением в месте соединения с насосом, чтобы исключить возможность попадания воздуха.
В механизм перед первым запуском наливается рабочая масса, и выкручивается винт клапана до нулевых настроек.
Характеристики
Насос вакуумный пластинчато-роторный оценивается по следующим свойствам:
- Скорость откачки, выявляемая объемом газа, который проходит сквозь сечение патрубка при номинальном давлении. Если в системе изменяется давление, то то же самое происходит и со скоростью откачки. Зависимостью быстроты действий от давления выявляется целесообразность применения устройства при заданном уровне напора.
- Выпускное максимальное давление со стороны выпускного патрубка. Его превышение способствует увеличению давления во впускном отделе. Некоторые насосы масляные пластинчатые не выбрасывают в атмосферу отработанный газ. Соответственно, для поддержания нормальной работы должен формироваться предварительный вакуум – это минимальное давление, достигаемое данным устройством.
Типы механизмов
Во многом определяет принцип работы механизма характер перемещения газа в рабочем диапазоне давления. Течение газа, в зависимости от разреженности, осуществляется в молекулярном, вязкостном или инерционном режиме. Насос может иметь двукратное или однократное действие. В последнем случае за один оборот происходит цикл работы, в который входит процесс всасывания и нагнетания. Также есть разделение на нерегулируемые и регулируемые. В первом варианте механизм может обеспечивать непрерывное направление потока жидкости, во втором – требуется механическая настройка клапана. Пластинчатый насос однократного действия может иметь механизмы двух типов. В двукратных модификациях бывает только нерегулируемое устройство.
Достоинства
Среди положительных моментов стоит отметить следующие:
- Легкое обслуживание.
- Повышенную надежность.
- Реверсивность.
- Долговечность.
- Практически бесшумную работу.
- Простой монтаж.
- Экономичность.
Устройство масляных насосов
Широкое распространение приобрели золотниковые, пластинчато-статорные и роторные варианты. Насос вакуумный пластинчато-роторный имеет эксцентрично вращаемый механизм, располагаются в полостях которого две пластины, прижатые к поверхностям корпуса. Рабочий объем камеры разделяется на заданные части точками соприкосновения ротора, пластин и стенок, в частности на промежуточный, уменьшающий массу впуска и увеличивающий при перемещении. На стороне впуска при увеличении объема появляется разреженность, и из камеры газ попадает в вакуумный механизм. Газ на стороне впуска начинает сжиматься и выбрасывается при превышении давления пружины клапана. Находится корпус механизма в емкости с маслом, за счет которого уплотняются все зазоры и исключается возможность обратного попадания газа.
Масляные типы пластинчатых насосов не предназначены для перекачки парогазовых смесей, к примеру, влажного воздуха. Из-за особенностей конструкции газ сжимается ко времени открытия клапана выпуска. При этом пар даже с небольшим парциальным давлением в камере начинает конденсироваться, с маслом смешивается вода и оказывается со стороны впуска, где снова испаряется. Так происходит круговорот.
Газобалласт
В масляных насосах используются газобалластные механизмы для выброса влажного воздуха, которые подают атмосферный сухой воздух в объем сжатия. Балластный газ способствует тому, что открытие выпускного клапана начнется раньше, чем парциальное давление дойдет до точки росы, после чего происходит выброс как паров, так и газов. Газобалласт уменьшает предельный вакуум и снижает скорость действий, но при этом увеличивается спектр применения устройства.
Пластинчатый насос требует применения вакуумного специализированного масла, в котором отсутствуют низкокипящие фракции за счет использования вакуумной перегонки. В местах трения из-за перегрева в ходе работы начинается разложение масла, впоследствии возникают легкие углеводороды. Благодаря им уменьшается вакуум и повышается упругость паров.
Принцип действия шестеренчатых и пластинчатых гидравлических насосов
Шестеренные насосы компактны, механически просты и относительно дешевы. Они часто используются в устройствах низкого давления (до 4 МПа) небольших передвижных устройств, например в землеройных машинах или экскаваторах.
Шестеренный насос наружного зацеплениясостоит из пары зубчатых колес, которые вращаются внутри плотно пригнанного корпуса.
Принцип действия шестеренного насоса заключается в следующем.
При вращении шестерен 2 и 3, установленных в корпусе 1, (рис.) в направлении, показанном на рисунке, во всасывающей камере А создается разрежение за счет ее увеличения при выходе зуба одного колеса из впадины другого. Вследствие этого на концах всасывающего трубопровода 4 создается разность давлений (между атмосферным давлением Pa и разрежением в камере насоса) и сила, поднимающая жидкость из бака 5 в полость насоса А. Жидкость заполняет эту полость и находящиеся в ней впадины зубьев обеих шестерен и переносится ими по периферии зубчатых колес при их вращении в полость Б, где зубья входят во впадины и вытесняют рабочую жидкость в напорную гидролинию насоса, создавая поток Qн. Величина этого потока будет зависеть от числа впадин зубьев и их размеров.
Внешний вал приводит в действие одно зубчатое колесо, которое, в свою очередь, приводит в действие другое зубчатое колесо пары и вращает его в противоположном направлении. При вращении зубчатых колес жидкость всасывается с одной стороны, переносится по окружности корпуса во впадинах между зубьями зубчатых колес и, в конечном итоге, выталкивается с другой стороны.
Пластинчатые насосы широко распространены, так как компактны и при одинаковом давлении могут нагнетать большее количество жидкости по сравнению с шестеренными насосами. Эти насосы часто используются в промышленном оборудовании при давлении до 7 МПа.
Простейший пластинчатый насос имеет цилиндрический ротор, который устанавливается в цилиндрическом корпусе со смещением относительно центра. В роторе установлен ряд пластин, которые могут входить и выходить из пазов при вращении. Когда ротор вращается, объем между смежными пластинами попеременно то увеличивается, то уменьшается. Жидкость всасывается насосом в то место, где расстояние между ротором и корпусом увеличено, затем переносится по окружности корпуса и выталкивается там, где это расстояние минимально.
Пластинчатые насосы выдвигают повышенные требования к смазочным свойствам гидравлической жидкости. Это происходит из-за контакта стальных поверхностей пластин, скользящих по поверхности стопорного (статорного) кольца.
Роторно-поршневые насосы по конструктивному исполнению можно разделить на три большие группы: радиально-поршневые, аксиально-поршневые и кулачковые (эксцентриковые).
Насосы называются так потому, что в качестве вытеснителей рабочей жидкости используются поршни или плунжеры, которые, благодаря вращению ротора, совершают возвратно-поступательные движения и обеспечивают подачу жидкости.
Радиально-поршневой насос содержит в своем составе четыре основных элемента: статор 1, ротор 2, плунжеры 3 и разделитель 4 (рис.).
Действует насос следующим образом. Ротор 2 установлен относительно статора 1 с эксцентриситетом е. При его вращении по стрелке с частотой п плунжеры 3, находящиеся в верхнем полукруге, движутся поступательно от центра вращения, увеличивая объем всасывающей камеры А
Рис.- Принцип действия радиально-поршневого насоса
. При этом в ней создается разрежение, и рабочая жидкость, находящаяся в баке, под действием силы, вызванной разностью между атмосферным давлением и давлением во всасывающей камере, заполняет весь ее объем. Плунжеры, находящиеся в нижнем полукруге, движутся поступательно к центру вращения и вытесняют рабочую среду в напорную камеру Б и далее в гидравлическую систему. Таким образом, за один оборот ротора каждый плунжер совершает один такт всасывания и нагнетания, причем каждый такт происходит за пол-оборота.
Аксиально-поршневой насос, имеет ряд поршней, установленных вокруг оси блока цилиндров. Поршни соединены с диском, который установлен под углом к блоку таким образом, чтобы при вращении диска поршни вдвигались в свои цилиндры и выдвигались из них, соответственно всасывая и выталкивая жидкость.
Аксиально-поршневой насос назван так потому, что его плунжеры расположены в роторе параллельно оси вращения. К этой же группе относят и те насосы, в которых плунжеры (поршни) расположены под углом, меньшим 45°, к оси вращения ротора. Принципиальные конструктивные схемы аксиально-поршневых насосов приведены на рисунке.
Рис.- Принципиальные схемы аксиально-поршневых насосов
Основными конструктивными элементами таких насосов являются корпус 1, планшайба 2, плунжеры 3, ротор 4. Принцип действия насосов заключается в следующем. При вращении ротора 4 (рисунок) благодаря наклонной планшайбе 2 плунжеры 3 совершают возвратно-поступательное движение. При смещении верхнего плунжера влево увеличивается объем полости у правого его торца, и за счет этого там создается разрежение. Под действием силы, возникшей из-за разности атмосферного давления и давления в полости у плунжера, рабочая жидкость заполняет эту полость из бака через канал А и левую всасывающую канавку К в распределительном диске 5 (рисунок). При пересечении плунжером перемычки между канавками К он начинает перемещаться вправо и вытеснять жидкость в правую напорную канавку К, канал Б и далее в гидравлическую систему.
Этот насос отличается еще и тем, что может работать и как насос, и как гидравлический мотор.
Кулачковые (эксцентриковые) насосы нашли большое применение потому, что обеспечивают получение значительных потоков жидкости (более 1000 л/мин) и могут работать при высоких давлениях, достигающих 100 и более МПа. Кроме того, их удобно встраивать непосредственно в корпус какого-либо технологического оборудования. Все кулачковые насосы являются, как правило, насосами клапанного распределения жидкости. На рисунке представлен насос, в котором вращение эксцентрикового (коленчатого, кулачкового) вала 1, смонтированного на опорах 2, вызывает возвратно-поступательное движение плунжеров 5, установленных в корпусе 3. Поджим плунжеров 5 и связанных с ними подпятников 4 к поверхности вала осуществляется пружинами б. Внутренняя полость насоса каналом А связана с баком и заполнена рабочей жидкостью. На такте всасывания, когда плунжеры движутся вверх, увеличивается объем полости у нижнего торца плунжера. Благодаря наличию канавок К, выполненных на поверхности вала, в такте всасывания жидкость заполняет увеличивающуюся полость под плунжером. В такте нагнетания, когда плунжер уже не контачит с канавкой К, движущийся вниз плунжер вытесняет жидкость через клапан 7, отжимая шарик 8 от седла и преодолевая силу пружины обратного клапана, в канал Б и далее в гидросистему по трубопроводу, подсоединяемому к выходу Б.
Рис.- Принцип действия кулачкового (эксцентрикового) насоса
Оставить комментарий: