Роторный насос принцип работы

Роторный агрегат работает на основе вращения диска, имеющего пологую форму. Диск, которым оборудован насос роторный, соприкасаясь с внутренними стенками устройства, вращается, при этом вращение производится на низких оборотах.

Эта процедура воспроизводит всасывающую линию, и жидкость начинает передвигаться по трубам системы. Управление диском осуществляется за счет мембраны. Проще говоря, диск своими вращениями создает две герметичных камеры, которые разделены между собой. В первую из камер жидкость всасывается и передается во вторую, из которой выталкивается по выходному патрубку к «финишной прямой».

Высокая устойчивость к износам обусловлена в том числе тем, что устройство роторно пластинчатых насосов, сам по себе, не содержит большого количества деталей и элементов. При этом все части можно легко отремонтировать или заменить, так как разобрать и собрать прибор смогут многие. При всем этом насос для воды с ротором способен работать с пятью видами жидких веществ:

  1. Вязкие и летучие.
  2. Смазочные масляные вещества и жидкость, состав которой отличается высоким уровнем сухости.
  3. Жидкие вещества, вызывающие коррозию, так называемая агрессивная жидкость.
  4. жидкие отходы промышленной деятельности.
  5. Жидкие составы, содержащие вещества абразивного вида.

к меню ↑

2 Классификация моделей

Роторные насосы по принципу работы разделяются на два типа: поступательный и вращательный.

Устройство роторного насоса

Первый тип, как правило, изготавливается в меньших размерах, чем второй вариант. Помимо компактности, отличие подчеркивается внутренним зацеплением. Стоимость дисковых поступательным механизмов ниже, чем стоимость конкурентов. Но, как утверждают большинством производителей, именно трудозатраты и производство деталей делают цену на такие приборы выше, чем на вращательные аппараты.

Второй работает посредством ротора насоса – диска, он своим вращением создает благоприятные условия для всасывания жидкости с одной стороны и выталкивания с другой. Бывают вращательные насосы с мокрым ротором и насосы с сухим ротором. Насос с мокрым ротором запускается преимущественно только при наличии рабочей жидкости внутри устройства. Насос с сухим ротором может запускаться даже на сухую, то есть, без наличия жидкости внутри рабочей части. Основой этих изделий является ротор центробежного насоса.

Питаются вращательные установки за счет электричества, а точнее, электричество поступает из сети в электродвигатель, который, в свою очередь, передает свою силу через вал на сам ротор. Вал по инерции начинает вращаться, после чего, сцепляясь с зубьями диска, приводит его в движение.

Агрегаты поступательного типа делятся на два типа: шиберные и поршневые. Разновидность шиберных устройств по-другому называют роторно пластинчатыми насосами. Подобная техника отличается крупными габаритами. Применение этих установок, несмотря на их громоздкость, эффективно. Они могут качать воду из большой глубины. Корректно работать эта техника может даже с такой жидкостью, как дизельное топливо или смазочные вещества.

Сами шиберы устанавливаются внутрь эксцентрически расположенных пластин, которыми оборудован ротор. Такое расположение деталей заставляет диск постоянно контактировать со стенами рабочей камеры, вследствие чего, жидкость сначала поступает внутрь системы, а затем выталкивается наружу, то есть выходит на поверхность через выходной патрубок.

Поршневой также разветвляется на два подвида, точнее сам поршень может быть:

  • аксиальным;
  • радиальным.

Отличие между приведенными подвидами поршневых изделий состоит в механизме возвратно поступательных движений. Аксиальный поршень движется параллельно. Второй тип движений осуществляется в радиальном положении. При этом аксиальный тип насосов оснащается наклонными дисками и шайбами такого же положения. Крутящий момент от двигателя передается посредством шатуна, которым оснащается внутренняя часть поршня.

Насос роторный НР-10М

к меню ↑

2.1 Ручные и динамические роторные агрегаты

Такая классификация, как ручной роторный насос также чаще всего применяется для перекачивания жидкостей типа топлива и смазочных материалов. Корпус этих изделий выполняется из чугуна, что гарантирует надежную защиту от протечек и большую выносливость к вибрациям. Насос ручной также называют бочковой, так как с его помощью можно перекачать жидкость из бочки в другую емкость. Но корпус ручного аппарата состоит чаще всего из алюминия.

Динамический тип роторных агрегатов работают по принципу динамики. То есть, давление в системе создается посредством набора определенных элементов, при вращении которого воздается непрерывный поток кинетической энергии. Эта энергия и создает давление, заставляющее жидкость всасываться.

Динамические изделия могут быть вихревыми и роторно лопастными насосами. Вихревые установки могут выполняться как в закрытом виде, так и в звездообразном. Также данные модификации могут иметь разное количество рабочих скоростей: одну или две.

Роторно лопастное насосное оборудование можно разделить по разновидностям:

  • в соответствии с типом перекачиваемой жидкости: с одним протоком и с двумя протоками. Двухпроточные аппараты могут распределять разные типы жидкостей по разным емкостям;
  • в соответствии с приводом, которых насчитывается три: направляющий, спиральный и кольцевой;
  • в соответствии с типом осевого механизма: радиальные, центробежные, диагональные.

к меню ↑

2.2 Преимущества и недостатки

Невзирая, что конструкция и набор деталей разных типов роторных насосов может значительно отличаться, всей линейке этой техники присущи следующие преимущества:

Насос пищевой молочный роторный

  • достижение максимального КПД. Обуславливается тем, что конструкция не содержит клапанов;
  • любой другой вид насосов уступает роторному виду по частоте движений, где у последних этот показатель выше, чем у остальных;
  • возвратно-поступательное оборудование позволяет реализовать равномерную подачу перекачиваемой жидкости;
  • наличие обратного хода позволяет использовать аппарат в качестве гидромоторной установки. Это полезно, когда необходимо, например, очистить трубопроводную систему от загрязненной воды.

Недостатки у роторных установок тоже просматриваются, но в меньшем количестве. Самых видимых выделяется два. Первый заключается в высокой стоимости этого оборудования. Но большие цены окупаются продолжительным сроком эксплуатации и производительной работой. Второй недостаток – это рабочая среда. То есть, нужно следить, чтобы в двигатель не попадала жидкость, вызывающая абразию. к меню ↑

2.3 Принцип работы роторно-пластинчатого компрессора (видео)

 Главная страница » Насосы

Роторные насосы для пищевых производств: стандарты, классификация, применение

<p>Роторный агрегат работает на основе вращения диска, имеющего пологую форму. Диск, которым оборудован насос роторный, соприкасаясь с внутренними стенками устройства, вращается, при этом вращение производится на низких оборотах.</p><p>Эта процедура воспроизводит всасывающую линию, и жидкость начинает передвигаться по трубам системы. Управление диском осуществляется за счет мембраны. Проще говоря, диск своими вращениями создает две герметичных камеры, которые разделены между собой. В первую из камер жидкость всасывается и передается во вторую, из которой выталкивается по выходному патрубку к «финишной прямой».</p><p>Высокая устойчивость к износам обусловлена в том числе тем, что устройство роторно пластинчатых насосов, сам по себе, не содержит большого количества деталей и элементов. При этом все части можно легко отремонтировать или заменить, так как разобрать и собрать прибор смогут многие. При всем этом насос для воды с ротором способен работать с пятью видами жидких веществ:</p><ol><li>Вязкие и летучие.</li><li>Смазочные масляные вещества и жидкость, состав которой отличается высоким уровнем сухости.</li><li>Жидкие вещества, вызывающие коррозию, так называемая агрессивная жидкость.</li><li>жидкие отходы промышленной деятельности.</li><li>Жидкие составы, содержащие вещества абразивного вида.</li></ol><p>к меню ↑</p> - изображение 1 - изображение 1

Во всех сферах промышленности и сельского хозяйства, где приходится работать с жидкостями, применяются насосы. В зависимости от принципа действия, они могут быть разной конструкции. Большую группу составляют насосы роторного типа.

Стандарты роторных насосов

Нормативно-справочная информация по насосам изложена в ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения. Пару лет назад он был заменен на ГОСТ ISO 17769-1-2014 Насосы жидкостные и установки. Основные термины, определения, количественные величины, буквенные обозначения и единицы измерения. Последний представляет собой аутентичный перевод международного стандарта ISO 17769-1:2012.

Терминология

Роторные насосы это «объемные насосы с вращательными или вращательными и возвратно-поступательными движениями рабочих органов, независимо от характера движения ведущего звена».

Насосный агрегат состоит из помпы, привода, трансмиссии и других вспомогательных узлов и деталей. Насосная установка – это конструкция из агрегата, трубопроводов, блока управления, опорных частей и прочих элементов, предназначенная для выполнения определенных задач.

Классификация роторных насосов

Если упростить нормативную классификацию (приложения В и С, ГОСТ ISO 17769-1-2014) до более-менее популярных моделей, то получится, что роторные насосы делятся на роторно-вращательные и роторно-поступательные. К первым относятся зубчатые (шестеренные, шланговые) и винтовые, ко вторым – шиберные и роторно-поршневые.

Виды роторных насосов

Кулачковый

Кулачковый насос

2 Классификация моделей - изображение 2 - изображение 2

очень популярен в пищевой, косметической, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. С его помощью обеспечивают бережную транспортировку различных веществ, в том числе, с повышенной вязкостью, с сохранением их структуры.

Согласно ГОСТ ISO 17769-1-2014, приложение С, кулачковые насосы относятся к вальным. Однако, в нормативном документе подразумевается иная конструкция, с тем же названием. Вальный – это «возвратно-поступательный насос с вращательным движением ведущего звена». То есть, это поршневой, плунжерный или мембранный аппарат, рабочие органы (ведомое звено) которого приводятся в движение валом (ведущим звеном). Вращение вала преобразуется в возвратно-поступательное движение с помощью кривошипно-шатунного или кулачкового механизма. Поэтому вальные, по ГОСТ, делятся на кулачковые и кривошипные.

Агрегат, о котором идет речь, к возвратно-поступательным не имеет никакого отношения. Он называется кулачковым по форме рабочих органов. Устройству и принципу действия аналогично шестеренным, куда его и надо причислить, особенно, если принять, что ротор с несколькими кулачками – это, в данном случае, та же шестеренка, только с малым числом зубьев.

Конструкция. В герметичной камере вращаются, не касаясь друг друга, два рабочих органа (ротора) кулачкового или иного типа. Каждый зафиксирован на валу, один ведущий, другой ведомый, привод – от электродвигателя. Точность вращения обеспечивается синхронизатором с шестеренчатым соединением.

Принцип работы. Кулачки (лепестки) расходятся возле впускного патрубка. Объем камеры увеличивается, жидкость всасывается в корпус, после чего движется вдоль стен. При схождении кулачков, локальный объем между ними уменьшается, давление подскакивает, рабочая среда выталкивается в выпускной патрубок.

Роторный вакуумный насос кулачкового типа является одним из наиболее сложных в изготовлении. Для него нужны высококачественные материалы (нержавейка, на уплотнения – керамика или тефлон) и комплектующие, профессиональная сборка, зеркальная полировка 0,8 мкм. В пищевой промышленности эти устройства применяются там, где требуется бережное перекачивание рабочей среды, в том числе вязкой и с твердыми включениями до 28 мм (если надо качать максимально деликатно – то до 13 мм).

Характеристики кулачкового роторного насоса. Скорость вращения – до 1000 об/мин, рабочее давление – до 22 бар, производительность – до 160 куб. м. /час, температура рабочей среды – до 150 град С (при максимальной – работать не более 30 минут).

Роторы обычно ставятся с тремя или двумя лепестками. Последние – для более щадящего режима. Опционально число кулачков может быть от одного до шести. Делаются серповидные модели или с винтовыми кулачками, для повышения степени всасывания.

Преимущества:

  • Высокая степень гигиеничности.

  • Плавная равномерная подача.

  • Бережное перекачивание с сохранением структуры продукта.

  • Могут работать с вязкой средой до 100 000 сП.

  • Легко промывается, можно обрабатывать паром до 140 град С.

  • Самовсасывание – до 4 м.

  • Низкий уровень шума и вибрации.

  • Прочная конструкция, простое обслуживание (изнашивается только уплотнение), надежный, долговечный, недорогой в эксплуатации.

Недостатки:

  • Высокая цена.

  • Производительность зависит от вязкости рабочей среды.

  • Нельзя перекачивать жидкости с абразивными частицами.

  • Чувствительный к гидроударам.

  • Не любит избыточного заполнения; при недостаточном – возможна кавитация.

В качестве примера кулачковых насосов можно назвать популярные в пищевой промышленности модели ВЗ-ОР2-А-2-01, НМ-07, НР-10-03 и другие.

Шестеренный

Насос объемный роторный шестеренный (шестеренчатый) с внешним зацеплением, как было сказано выше, конструктивно похож на кулачковый агрегат

Роторные насосы для пищевых производств: стандарты, классификация, применение - фотография 3 - изображение 3

. Разница заключается в следующем. На валы, вместо рабочих органов с лепестками, посажены шестеренки одинаковой ширины, которые касаются друг друга. Синхронизатора нет, один вал ведущий, другой – ведомый. Принцип действия – аналогичный.

Особенностью данной модели является то, что шестерни входят в зацепление раньше, чем из впадин между зубьями выдавливается вся жидкость. Часть рабочей среды запирается в небольшом пространстве. Возникает компрессия, поднимается давление, которое сопровождается пульсацией в нагнетающей линии и отрицательно сказывается на КПД. Чтобы устранить это явление, в шестернях протачивают специальные канавки для отвода жидкости.

Зубья на шестеренках могут быть прямыми, косыми или шевронными. При втором варианте запертые объемы не появляются, пульсация сокращается. Зато возникает дополнительная сила, направленная вдоль осей шестеренок. Чтобы исключить преждевременную поломку, надо ставить особо прочные упорные подшипники. В третьем – нет, ни запертых объемов, ни осевой нагрузки, а пульсация минимальна.

Шестеренные насосы широко распространены в различных отраслях. Они предназначены для перекачивания жидкостей разной вязкости, без твердых включений, в том числе, при высокой (до 200 град С) температуре рабочей среды. Их главными достоинствами являются простая конструкция, низкая цена и высокая частота вращения (до 5000 об/мин). Основные недостатки: малый КПД (около 85%), значительная пульсация, небольшое давление в системе. Кроме того, подача не регулируется, уровень шума достаточно высокий. Аппараты с подшипниками качения плохо переносят повышенное давление. А с подшипниками скольжения – не надежны при перекачивании маловязких жидкостей под большим напором.

Шестеренные насосы с внутренним зацеплением

Стандарты роторных насосов - фотография 4 - изображение 4

 более компактны, чем с внешним. Объем рабочих камер у них меняется с меньшей скоростью, а угол зацепления зубцов – больший. Из-за этого они производят меньше шума, работают с незначительной пульсацией. Эти аппараты применяются в мобильных и стационарных механизмах, предназначенных для работы в закрытых помещениях.

Устройство и принцип действия. Внутри большой ведомой внешней шестерни располагается маленькая ведущая внутренняя. Последняя посажена на вал и опирается на разделительный серповидный сегмент. При вращении малая шестерня заставляет двигаться большую – та поворачивается в расточке корпуса, как подшипник скольжения. Насечка зубьев у малой – наружная, у большой – внутренняя. Когда зубья в зоне всасывания выходят из зацепления, увеличиваются объемы рабочих камер, жидкость поступает внутрь. Для того, чтобы она могла попасть в камеры, во впадинах между зубьями наружной шестерни сделаны радиальные отверстия. При входе в зацепление в напорной зоне – наоборот, объем уменьшается, жидкость

Терминология - фотография 5 - изображение 5

выдавливается к выпускному патрубку. Серповидный элемент контактирует с обеими шестернями, разделяя зоны нагнетания и всасывания.

Разновидностью моделей с внутренним зацеплением являются героторные насосы . Их главное отличие заключается в отсутствии серповидного элемента. Зоны всасывания и нагнетания разграничиваются за счет того, что шестерни делаются специальной формы – при вращении, они все время находятся в соприкосновении между собой на линии разделения. Такие механизмы работают на малых частотах (до 1500 об/мин), подачах и давлениях.

Винтовой

Винтовые насосы

Классификация роторных насосов - фотография 6 - изображение 6

, которые очень популярны в пищевой промышленности, тоже называются героторными, так как их рабочим органом является героторная пара, состоящая из ротора и статора. Подробный рассказ об устройстве и принципе действия таких аппаратов – в отдельной статье.

Шланговый

Шланговый (перистальтический) насос имеет рабочий орган «в виде упругого шланга, пережимаемого вращающимися роликами»

Виды роторных насосов - фото 7 - изображение 7

. Аппарат используется для транспортировки жидких и вязких рабочих сред в разных отраслях, в том числе, в пищевой промышленности. Хорошо подходит для случаев, когда требуется деликатное перекачивание, с сохранением структуры жидкости.

Основными рабочими органами являются: эластичная трубка, ролики (2 или больше) и корпус (трек). Принцип действия: ролики катятся по трубке, прижимают ее к треку и продавливают жидкость от входа к выходу.

Вместо однородной эластичной трубки может стоять многослойный шланг, при необходимости усиленный кордом. Вместо роликов – башмаки. Прижимать трубку к корпусу не обязательно. В некоторых моделях поперечное сечение под действием роликов сужается, благодаря натяжению трубки. Есть модели с сухим или мокрым ротором. Второй вариант – для повышенных давлений.

Преимущества. Поскольку в агрегате отсутствуют трущиеся друг об друга металлические поверхности, то работает он достаточно надежно. Ремонтопригодность высокая. Изнашивается, в основном, только пластичная трубка, которую легко заменить. Расход жидкости зависит от угловой скорости вращения ротора. Выпускаются модели с постоянной или переменной производительностью. В последних ставится вариатор либо преобразователь частоты. Уровень шума низкий. Устройство легко моется, простое в обслуживании.

Недостатки. Максимальная температура рабочей среды ограничена термостойкостью материала трубки. В стандартном исполнении (силиконовая резина) - не превышает 90 град С. Предельное давление для трубочного или шлангового насоса равно соответственно 7 или 16 атмосфер. При большой вязкости, производительность снижается. Трубки для перекачивания агрессивных рабочих сред стоят дорого.

Шиберный

Пластинчато-роторные насосы используются в пищевой и других отраслях промышленности. С их помощью можно перекачивать рабочую среду различной вязкости, от 0,1 до 100 000 сСт. Работают в широком диапазоне температур, от -40 до +270 град С. Производительность – до 500 куб. м. /час. Самовсасывание – до 9 м.

Устройство и принцип работы аппарата однократного действия (рис. 7а) следующее. В камере статора с эксцентриситетом установлен ротор. В роторе сделаны радиальные пазы, в которые вставлены пластинки (шиберы). Они могут свободно перемещаться. При вращении ротора, под действием центробежной силы, пластинки выдвигаются и прижимаются с поверхности статора. Между ними получаются замкнутые объемы. Из-за того, что ротор расположен с эксцентриситетом, то, при его вращении, со стороны впускного патрубка образуются разрежения. Благодаря этому, в корпус поступает рабочая среда. Перед выпускным патрубком, пластинки обратно входят в ротор. Объемы уменьшаются, давление нарастает, жидкость выталкивается к выходу.

В некоторых моделях, для лучшего прижатия шиберов к статору, под ними ставятся пружины. Пластины – саморегулируемые. При истирании, они больше выдвигаются из пазов, по-прежнему обеспечивая плотное прилегание к статору.

Агрегат двукратного действия (рис. 7б) устроен и работает аналогично. Разница лишь в том, что он имеет статор овальной формы, и две пары отверстий на впуск и выпуск. Поэтому, за один оборот ротора, описанный выше цикл выполняется два раза.

Роторный насос: принцип работы. Типы насосов - фото 8 - изображение 8

Независимо от сложности конструкции, по схеме работы, все шиберные насосы делятся на аппараты с внешним или внутренним подводом жидкости.

Достоинства. Шиберные насосы работают тихо, с небольшой пульсаций рабочей среды на выходе. Рабочий объем можно регулировать. Техобслуживание недорогое, потребление электроэнергии меньше, чем у других типов. Недостатки. Конструкция довольно сложная, хотя и проще, чем у роторно-поршневых. Ремонтопригодность невысокая. Агрегаты работают на малых давлениях, при низких температурах пластины иногда залипают.

Роторно-поршневой

Отличительной особенностью данных аппаратов является наличие вращающегося ротора, в который вставлены, совершающие возвратно-поступательное движение, поршни. Эта группа делится на радиально-поршневые и аксиально-поршневые.

Радиально-поршневой

Роторный радиально-поршневой насос

Как работает? - фото 9 - изображение 9

 устроен аналогично шиберному. Ротор 1 круглой формы расположен в статоре 2 эксцентрично. В роторе есть несколько отверстий (цилиндров), в которых находятся подвижные поршни 3. Распределительная цапфа 4 имеет сегментные вырезы. Благодаря наличию перегородки, они образуют две камеры, всасывающую и нагнетательную. В донышках цилиндров есть отверстия. Они сделаны так, что каждый цилиндр может сообщаться попеременно, то с всасывающей, то с нагнетательной камерой.

Рабочий цикл любого отдельно взятого поршня выглядит так. При вращении ротора, поршень, под действием центробежной силы, выходит из цилиндра, упираясь в корпус статора. Создается разрежение, жидкость по канавке всасывается в цилиндр. По мере вращения, поршень выдвигается максимально. Затем цилиндр с отверстием проходит через разделительную перегородку и соединяется с нагнетающей камерой. А поршень, под действием корпуса статора, начинает обратное движение. Он входит в ротор, выдавливая жидкость в напорную камеру. Возвратно-поступательное движение поршня обеспечивается тем, что на него, с одной стороны, действует центробежная сила (поршень перемещается от центра вращения ротора), а с другой – корпус статора (к центру).

Подача такого насоса зависит от эксцентриситета. Чем больше расстояние между центрами вращения поршня и камеры статора, тем она выше. На этом основано управление в регулируемых моделях. Если эксцентриситет равен нулю, то поршни, при вращении ротора, не двигаются, жидкость не перекачивается. При отрицательном эксцентриситете, рабочая среда течет в обратном направлении.

Радиально-поршневые насосы могут быть рассчитаны на большие объемы.

Аксиально-поршневой

Аксиально-поршневые насосы бывают с наклонным диском или блоком (ротором). В первом случае вал и ротор находятся на одной оси. Во втором – оси вращения пересекаются под углом от 45 до 90 град.

Модели с наклонным диском

Самодельные модификации - фото 10 - изображение 10

устроены следующим образом. В роторе 1, параллельно оси его вращения, просверлены цилиндры. В них вставлены поршни 2 с пружинами. Их сферические головки упираются в неподвижное наклонное кольцо (диск) 3. В крышке 4 сделаны канавки 5 с перегородкой 6. Они образуют всасывающую и напорную линии. Возвратно-поступательное движение поршней во время вращения ротора обеспечивается тем, что, с одной стороны, пружины выталкивают их из блока и прижимают к диску. С другой стороны, за счет того, что диск установлен с наклоном, по мере дальнейшего поворота ротора, он «вдавливает» поршни обратно в блок. Канавки цилиндров, аналогично предыдущей модели, поочередно сообщаются, то с всасывающей, то с напорной линией.

Аксиально-поршневые насосы более популярны, чем радиально-поршневые, но требуют тонкой фильтрации жидкости.

Роторно-поршневые насосы часто используются в различных сферах пищевой промышленности: мясной, молочной, хлебопечении, изготовлении напитков или консервов. А также в фармацевтике, производстве косметики и других.

Преимущества роторно-поршневых насосов: работа с высокой частотой, стабильное давление в системе, равномерная подача. За счет отсутствия перепускных клапанов, несколько повышается надежность. Многие модели являются самовсасывающими, отличаются точностью дозирования, могут определенное время работать без жидкости. Недостатки. Конструкция довольно сложная, из-за чего общая надежность не слишком хорошая (это относится, в основном, к аксиальным). Ремонт и обслуживание – не дешевые. Предъявляются высокие требования к рабочей среде относительно абразивных и химических свойств.

Если рассматривать роторные насосы в общем, то можно выделить несколько присущих им особенностей. Эти устройства не имеют клапанов. Потому они более быстроходные, чем, например, поршневые аппараты. А гидравлические потери настолько малы, что ими пренебрегают. Кроме того, практически любой роторный насос является обратимым, то есть, может работать, как гидромашина. Многокамерность делает подачу, по сравнению с возвратно-поступательными, более ровной, хотя пульсация, все-равно, присутствует. Перекачиваемая жидкость должна одновременно смазывать поверхности рабочих органов. Важно и то, что роторные насосы отличаются большим разнообразием конструкций.

 

Роторный насос: принцип работы. Типы насосов

Типы насосов - фотография 11 - изображение 11

Насосы роторного типа замечательно подходят для работы на гидростанциях разной мощности. Современные модификации активно используются в промышленности для перекачки масел, а также смесей. Роторы в устройствах применяются с толкателя разных размеров. Сила вращательного момента вала зависит от мощности двигателя. Как правило, на устройства устанавливаются коллекторные моторы.

Как работает?

Стандартный роторный насос включает в себя ходовой плунжерный механизм. Толкатели используются с фиксированными пластинами. Камера главного блока имеет продолговатую форму. В задней части устанавливается вал, который фиксируется на стойках. Для укрепления толкателя необходимы уплотнительные кольца. В нижней части насоса находится рама. Под стойками устанавливаются специальные накладки для герметизации.

Мотор может фиксироваться за стойками вблизи роторной коробки. Управление процессом вращения происходит благодаря внутреннему модулятору. При подаче напряжения на мотор включается контроллер. Далее запускается якорь двигателя, который приводит в движение вал. Затем осуществляется вращение толкателей. При этом давление в камере главного блока значительно увеличивается. Для стабилизации процесса применяются штанги. Фиксируются они на штифтах либо плитах.

Объемные модификации - изображение 12 - изображение 12

Самодельные модификации

Как сделать ручной роторный насос для воды своими руками? Обычную модель можно собрать на базе приводного двигателя. Толкатели целесообразнее подбирать небольшой толщины. В главном блоке стойка устанавливается при помощи сварочного аппарата. Многие эксперты рекомендуют тщательно зашлифовать переднюю часть насоса. Вал у модели важно фиксировать через втулку. Непосредственно роторная коробка устанавливается под стойкой.

Типы насосов

Существуют объемные, вакуумные, а также кулачковые устройства. Первый тип производится с большими штифтами, которые находятся в камере и играют роль толкателя. Современные устройства применяются не только на станциях, но и колодцах. Вакуумные модификации выделяются большой мощностью. Переходники под них подбираются контактного и канального типа. Наиболее распространенными принято считать кулачковые устройства.

Толкатели у моделей данного типа производятся с небольшими выступами. Блокираторы применяются механического и электронного типа. Моторы чаще всего устанавливаются за блоками и крепятся на стойках. Используются кулачковые устройства в основном на гидростанциях. Показатель выработки у них довольно высокий. Параметр потребления энергии зависит от частоты ротора.

Объемные модификации

На гидростанциях довольно часто встречается объемный роторный насос. Принцип работы устройства заключается в повышении давлении на пластинах. Вал у моделей применяется со штуцерами. Для фиксации плунжеров используются не только кольца, но и зажимы. Для фиксации втулки всегда устанавливаются прокладки. Контроллеры для мотора подбираются переходного типа.

Канальные модификации в наше время встречаются нечасто. Отдельно важно отметить, что на рынке представлены насосы роторного типа с моторами на 20 кВт. Для перекачки масел они подходят замечательно. По габаритам модификации объемного типа довольно сильно отличаются. Толкатели в устройствах применяются только фиксированного типа, снимать их нельзя. Стоит хороший насос (роторный) объемного типа в пределах 15-35 тыс. руб.

Модели вакуумного типа - фото 13 - изображение 13

Модели вакуумного типа

Для перекачки смесей повышенной вязкости довольно часто применяется вакуумный роторный насос. Принцип работы моделей строится на преобразовании электрической энергии. Ротор у модификаций довольно часто устанавливается за стойками. Работают насосы данного типа с частотой не более 3 тыс. оборотов в минуту. Некоторые модификации способны похвастаться высоким параметром выработки. Коэффициент предельного давления в среднем не превышает 3 бар.

Для защиты главного блока применяются заслонки. Моторы используются с роторными коробками открытого и закрытого типа. Модели с переходниками встречаются довольно редко. Наиболее часто они применяются для перекачки жидкостей малой вязкости. Многие специалисты рекомендуют насосы вакуумного типа для работы в сложных условиях. Использовать модификации на открытом воздухе разрешается. Стоит хороший роторный насос в районе 30 тыс. руб.

Кулачковые устройства - изображение 14 - изображение 14

Кулачковые устройства

Для бесперебойной работы станций замечательно подходит кулачковый роторный насос. Принцип работы (для колодцев) строится на изменении давления внутри камеры блока. Переходники у моделей довольно часто применяются контактного типа, а штифты используются с небольшими перемычками. Многие устройства производятся без продольных толкателей. По параметру производительности насосы указанного типа не считаются самыми лучшими.

Для уплотнения камеры довольно часто применяются втулки, которые зажимаются гайкой под камерой. Блоки ременного типа встречаются редко. Рамы применяются как с обвесом, так и без него. Предельное давление у насосов указанного типа стартует от 8 бар. Стоит хорошая модель небольшой мощности в пределах 30-40 тыс. руб.

Модификации серии GY1A035F - изображение 15 - изображение 15

Модификации серии GY1A035F

Это качественный и производительный роторный насос. Принцип работы, устройство модели следует рассмотреть в первую очередь. В нижней части конструкции находится широкая рама, которая соединена со стойкой. Расширитель у данного насоса отсутствует, поэтому запускается устройство не сразу.

Переходник под ротор применяется контактного типа. Если говорить про показатели, то важно отметить высокий уровень давления в блоке. Камера в устройстве имеет овальную форму. Если верить специалистам, то для гидростанций модель подходит не лучшим образом. Показатель прокачки в устройстве довольно низкий.

Ротор у модификации рассчитан на три ступени. Коробка под мотор применяется ременного типа. Как утверждает большинство специалистов, насос не страдает сбоями от сети. В смазке нуждаются только плунжеры. Для включения насоса применяются контроллеры канального типа. Индикаторные блоки устанавливаются очень редко.

Параметры моделей серии GY1A040F - изображение 16 - изображение 16

Параметры моделей серии GY1A040F

Для прокачки жидкости высокой вязкости замечательно подходит указанный роторный насос. Устройство и принцип действия предлагается рассмотреть в первую очередь. Мотор под модификацию подобран с коллектором. Якорь у модификации применяется с двумя обмотками. Предельная частота модели находится в пределах 2–2.5 тыс. оборотов. Для осмотра ротора имеется крышка. Работает насос указанного типа от специального контроллера.

Индикаторный блок устанавливается через модулятор. Как утверждают специалисты, роторная коробка применяется с качественной системой защиты. Перегрузки на блоке передач наблюдаются очень редко. Толкатели в устройствах применяются в форме лепестка. Показатель давления на камере составляет около 5 бар. Зажимы для рамы изготовлены полностью из нержавеющей стали. Для контроля давления применяются манометры механического и цифрового типа. Цена на данный роторный насос для воды стартует от 33 тыс. руб.

Особенности насосов серии "НВР 220 мото"

Насос (вакуумный, роторный) "НВР 220 мото" имеет много достоинств. Однако важно отметить, что толкатели у него применяются канального типа и не способны похвастаться быстрой прокачкой. Показатель частотности на уровне 2200 оборотов в минуту. Также стоит отметить, что у модели имеется блокиратор со штангой. Фильтр осушки канала в данном случае отсутствует.

Центральный блок используется с переходником. Вал у насоса располагается под камерой и способен выдерживать большие нагрузки. Над плунжером установлен только один штуцер. Переходник под роторную коробку в данном случае отсутствует. Также стоит отметить, что модель замечательно подходит для прокачки масел в большом количестве. Стоит насос (вакуумный, роторный) НВР 220 не более 28 тыс. руб.

Особенности насосов серии  - изображение 17

Модификации серии Intertool HT 0067

Насос для масла (ручной, роторный, 26л/мин) Intertool HT 0067 считается универсальным и высоко ценится в промышленности. Толкатели в устройстве применяются круглой формы, с перекачкой воды справляются неплохо. Мотор под насос подобран коллекторного типа с одним якорем. Также стоит отметить, что у модификации применяется фиксированный штифт.

Блокировка устройства осуществляется при помощи штанги. Блок под камерой имеется небольшого размера. Параметр предельного давления составляет только 5 бар. Система защиты у насоса применяется серии РК. Если верить отзывам специалистов, то устройство замечательно справляется с работой по прокачке воды из колодцев. Манометр в стандартную комплектацию устройства не входит.

Непосредственно роторная коробка рассчитана на четыре ступени. Блок передач применяется двухконтактного типа. Общая масса этого насоса составляет 28 кг. Установочные штифты у представленной модели в смазке не нуждаются. Для закрепления штанги применяются две прокладки. Цена на указанный роторный насос стартует от 28400 руб.

Модификации серии Intertool HT 0067 - фотография 18 - изображение 18

Параметры моделей серии SLR

Роторный насос SLR применяется только на гидростанциях. Если верить экспертам, то модель способна выдерживать большие перегрузки. Показатель максимального давления составляет 5 бар. Система защиты у насоса применяется серии РК. Для подключения манометра предусмотрен отдельный выход. Мощность указанной модификации находится на уровне 5 кВт.

Мотор у модели применяется с коллекторным якорем на две обмотки. Также стоит отметить, что в нижней части конструкции располагается защитный штуцер. Уплотнитель в главной камере не предусмотрен. Стоит указанный роторный насос в пределах 30-32 тыс. руб.

Особенности насосов серии КО-505

Указанный насос роторного типа применяется на станциях разной мощности. Многие эксперты говорят о том, что модель довольно быстро запускается. Система защиты применяется серии РК. Толкатели используются круглой формы, показатель сопротивления у них довольно высокий.

Номинальная мощность модификации составляет 340 Вт. Для прокачки воды от колодца устройство подходит неплохо. Также стоит отметить, что у модели в нижней части установлен стопор, который помогает при повышенном давлении. Защитное кольцо находится только в передней части рамы. Цена на этот насос роторного типа от 38 тыс. руб.

Циркуляционный роторный насос: виды и преимущества

Параметры моделей серии SLR - изображение 19 - изображение 19

Роторный насос – это механизм, который используется для перекачки различных жидких масс в больших объемах. На современном рынке можно найти самые разные типы этих приборов, которые отличаются между собой принципом работы, конструкцией и ценой. Каждый покупатель может выбрать для себя именно то устройство, которое ему необходимо.

Принцип работы и достоинства

Принцип, по которому работает роторное насосное оборудование, заключается в перекачке жидкости из внутренней камеры механизма путем выталкивания ее ротором. Так происходит из-за уменьшения рабочего пространства камеры, куда вначале попадает перекачиваемая масса. Перемещение частей ротора меняет объем камеры и таким образом осуществляет перекачку.

Особенности насосов серии КО-505 - изображение 20 - изображение 20

Основной элемент ротора – полый диск, который вращаясь подгоняет перекачиваемые массы от всасывающего до выходного патрубка. Если нужно перекачивать жидкости, содержащие твердые частицы, то, как правило, агрегат оборудован одним диском. Он вращается довольно медленно, но тем самым снижает вероятность поломок и увеличивает срок эксплуатации насоса. Впрочем, нередко встречаются приборы, оборудованные несколькими дисками.

Достоинства:

  • Довольно равномерная подача жидкости;
  • Наличие обратного хода, что дает возможность применять прибор в качестве гидромоторного аппарата;
  • Максимально возможный КПД благодаря отсутствию в конструкции клапанов;
  • Высокая скорость частоты движений.

Что касается недостатков, то они заключаются в довольно высокой стоимости подобного оборудования и чувствительности к перекачиваемой жидкости – она не должна содержать абразивных частиц и слишком агрессивных химических веществ, способных нарушить целостность прибора.

Если выбирать по маркам, то немалой популярностью пользуются насосы Grundfos («Грундфос»), которые отличаются своим качеством и высокой производительностью, благодаря чему имеют спрос во всем мире.

Разновидности изделий

Определяясь с тем, какой насос лучше выбрать, следует разобраться с видами подобных приборов и принципами их работы.

Циркуляционный роторный насос: виды и преимущества - изображение 21 - изображение 21

Роторный насос бывает:

  1. Поступательным – отличается более компактными размерами и зацеплением внутри. Бывают шиберные и поршневые. Первые довольно громоздкие, но при этом могут качать жидкости с больших глубин. Вторые тоже делятся на два типа: радиальные и аксиальные. Последние в основном движутся параллельно и оснащаются наклонными шайбами и дисками. Кручение от двигателя передается с помощью специального шатуна, расположенного внутри поршня. Первые движутся только в радиальном направлении.
  2. Вращательным – в этом случае прибор «питается» за счет электроэнергии. Точнее, электричество питает электродвигатель, который передает силу на сам ротор. Вал начинает вращаться и, соприкасаясь с зубьями диска, приводит его в движение.

Вращательные насосы более распространены среди потребителей и делятся на устройства с мокрым и с сухим ротором. «Мокрые» в основном работают, имея внутри себя рабочую жидкость. А «сухие» могут запускаться, не имея внутри себя ничего.

Циркуляционный насос с мокрым ротором

Циркуляционный насос имеет нечто общее с дренажными помпами. Независимо от типа ротора корпус зачастую изготавливается из латуни, нержавеющей стали, чугуна или бронзы. Ротор выполняется либо из керамики, либо из нержавейки. Рабочее колесо с лопастями располагается на самом роторном валу.

Принцип действия заключается в создании центробежной силы внутри прибора. Вращаясь, ротор заставляет быстро двигаться лопасти, понижая давление в рабочей камере. Это повышает приток жидкости в емкость. Затем перекачиваемая вода повышает давление в резервуаре и благодаря такому перепаду выталкивается наружу.

Что касается устройства с мокрым ротором, то его особенность заключается в том, что лопасти рабочего колеса находятся в перекачиваемой жидкости. При этом вся электрика прибора надежно герметизирована и отделена от прямого контакта с водой.

Принцип работы и достоинства - фото 22 - изображение 22

Преимущества «мокрого» роторного насоса:

  • Из-за своего нахождения в мокрой среде насос не перегревается;
  • Жидкость поглощает все звуки вибрации прибора, что делает его работу практически бесшумной;
  • Агрегат мало весит и имеет компактные размеры;
  • Может долго работать без остановок;
  • Прост в монтаже, обслуживании и ремонте.

К недостаткам таких устройств можно отнести только низкий КПД, поэтому такое оборудование редко используется на длинных трубопроводах, где нужна хорошая производительность.

Агрегат с сухим ротором и его особенности

Особенность помпы такого типа заключается в том, что она работает без контакта с перекачиваемой жидкостью. Основное достоинство такого насоса – это то, что у подобного оборудования очень высокий КПД, который может достигать 80%.

Но несмотря на это, у таких устройств есть недостатки:

  • Достаточно высокий уровень шума, издаваемого при работе;
  • Требовательность в перекачиваемой среде – там не должно быть никакого мусора или воздушных пузырьков.

При этом «сухие» роторные системы делятся на вертикальные и горизонтальные (консольные). У первых двигатель расположен вертикально, а патрубки на одной оси. У вторых мотор находится в горизонтальном положении, а патрубки – перпендикулярно относительно друг друга.

Таким образом, циркуляционные роторные насосы отлично подходят для перекачки различных жидкостей. В зависимости от того, какая будет перегоняться масса, следует выбирать помпы с сухим или мокрым ротором.

Выбор частотного преобразователя для насосаkanaliza.ruПреимущества применения центробежного насоса для водыkanaliza.ruВыбор погружного вибрационного насоса для колодцаkanaliza.ruМногофункциональный шкаф управления насосами: преимущества установкиkanaliza.ru

Вопрос 1.14. Роторные насосы

Разновидности изделий - фото 23 - изображение 23

Роторными насосами называются гидравлические машины, рабо­тающие, как и поршневые насосы, по принципу вытеснения жидкости.

В роторных насосах отделение напорной линии от всасывающей происходит путем одновременного замыкания трех основных частей насоса: статора (неподвижной части), ротора и замыкателей или вытеснителей. При этом вытеснителями могут быть шестерни, винты, поршеньки, пластинки, которые, вращаясь вместе с валом или рото­ром, вытесняют жидкость, поступающую в насос, в нагнетательную линию. Роторные насосы не нуждаются в клапанах.

Благодаря поочередному и непрерывному следованию одного вытеснителя за другим подача роторного насоса отличается большой равномерностью. К основным преимуществам роторных насосов, кро­ме того, относятся сравнительно небольшие габариты и вес, простота конструкции и изготовления, способность работать при больших чис­лах оборотов, благодаря чему возможно непосредственное соедине­ние с электродвигателем, малая зависимость давления от подачи. Эти насосы находят применение в основном для перекачки вязких жид­костей и используются в качестве масляных, топливных, перекачи­вающих насосов и насосов для различных систем управления и авто­матики. По виду вытеснителей роторные насосы могут быть шесте-ренными, винтовыми или пластинчатыми.

Шестеренные насосы.Шестеренный насос состоит из двух нахо­дящихся в зацеплении шестерен, помещенных в плотно охватываю­щий их корпус (рис. 1.15).

Корпус имеет приемный А и нагнетательный В патрубки; прием­ный патрубок расположен со стороны выхода зубьев шестерен из за­цепления, а нагнетательный - на стороне входа их в зацепление.

-31-

Циркуляционный насос с мокрым ротором - фотография 24 - изображение 24

Принцип действия насоса заключается в засасывании жид­кости в межзубовые впадины, ос­вобождаемые зубьями, выходя­щими из зацепления, и в вытес­нении этой жидкости зубьями, входящими в зацепление. Жид­кость, попавшая во впадину со стороны всасывающей полости, переносится в камеру нагнета­ния. Процессы всасывания и на­гнетания происходят непрерыв­но в течение полного оборота шестерен.

Агрегат с сухим ротором и его особенности - изображение 25 - изображение 25

Находящиеся в зацеп­лении зубья шестерен представ­ляют собой подвижное уплотнение, разделяющие полости всасы­вания и нагнетания.

В шестеренных насосах применяют главным образом зубья с эвольвентным профилем, который нечувствителен к изменению рас­стояния между осями шестерен и прост в изготовлении.

С достаточной для практики точностью подачу насоса (в м3/с) можно определить по формуле:

Вопрос 1.14. Роторные насосы - фотография 26 - изображение 26

=

Принцип действия роторных насосов - изображение 27 - изображение 27

, (1.17)

где

Пластинчатые насосы - фотография 28 - изображение 28

- диаметр начальной окружности шестерен в м; т - модуль зацепления в м; b - ширина шестерен в м; п - число оборотов шестерен в минуту;

Типы пластинчатых насосов - фотография 29 - изображение 29

- объемный КПД, учитывающий утечки. Величина

Нерегулируемые пластинчатые насосы - изображение 30 - изображение 30

находится в пределах 0,7...0,9, численное значение механического КПД находится в пределах 0,8...0,95. Шестерни на­соса обычно исполняют одинакового диаметра с числом зубьев 8...12. Шестерни выполняют прямозубыми, косозубыми и шеврон­ными. Насосы применяют для подач 0,25...40 М3/час и напоров до 2...3 МПа. Шестеренные насосы применяют в гидросистемах агре­гатов для подземного ремонта и как топливные в депарафинизационных агрегатах.

Винтовые насосы.Винтовые насосы обычно выполняют с одним, двумя, тремя или пятью винтами при этом один винт ведущий, а ос­тальные ведомые. Винты многовинтовых насосов помещают в плот­но охватывающий их кожух. Всасывающую и нагнетательную каме­ры помещают со стороны торцов винтов (рис. 1.16).

-32-

Регулируемые пластинчатые насосы - фотография 31 - изображение 31

Рис. 1.16. Устройство винтового насоса:

1 — крышка корпуса; 2 - обойма роторов; 3 - ведомый ротор; 4 - нагнетательный патрубок; 5 - ведущий ротор; б - нажимная втулка уплотнительного сальника;

7 - корпус; 8 - опорная втулка ведущего ротора; 9 - ведомый ротор;

10 - всасывающий патрубок; 11 и 13 - разгрузочные поршни ведомого ротора;

12 - разгрузочный поршень ведущего ротора.

При вращении винтов в раскрывающуюся впадину винтового ка­нала, находящуюся во всасывающей полости, поступает жидкость. При дальнейшем вращении винтов эта впадина замыкается и жидкость, находящаяся в ней, переносится к нагнетательной полости, где впади­на размыкается, и жидкость, находящаяся между входящими в зацепление винтами, проталкивается в нагнетательный трубопровод.

Винтовые насосы имеют ряд преимуществ перед шестеренчаты­ми: меньше габариты и вес, бесшумность работы, отсутствие перебалтывания перекачиваемой жидкости, способность к перекачиванию жидкостей с самой различной вязкостью, большое допустимое число оборотов. Наибольшее распространение имеют насосы трехвинтовые.

- 33-

Поверхность корпуса, в котором работают винты, заливают баб­битом.

Винты выполняют двухзаходными, а направление винтовой на­резки ведущего винта противоположно ведомым. Передаточное от­ношение между винтами равно единице. Развиваемый напор пропор­ционален длине винтов. Особенность винтовых насосов - возмож­ность превращения их в гидравлические двигатели (турбины) путем подведения к ним жидкости под давлением. КПД винтовых насосов достигает 80.. .90 %, и применяются они для подач 1,5.. .500 м3/ч при напорах до 17,5 МПа и скоростях вращения до 10000 об/мин. Подачу двухвинтового насоса с достаточной точностью можно подсчитать по приближенной формуле:

Основные виды и типы насосов. Их классификация и область применения - изображение 32 - изображение 32

м³/с

где D - внешний диаметр винта в м; d- внутренний диаметр винта в м; t- шаг винта в м; п - скорость вращения винта в об/мин.

Подача трехвинтового насоса приблизительно в 1,5 раза больше подачи двухвинтового.

Одновинтовые насосы отличаются простотой конструкции и мо­гут перекачивать загрязненные и вязкие жидкости.

Рабочим органом одновинтового насоса служат однозаходный винт и резиновая обойма, внутренняя полость которой представляет двухзаходную винтовую поверхность с шагом в 2 раза большим шага винта. При вращении винта между ним и обоймой образуются сво­бодные полости, куда засасывается перекачиваемая жидкость, кото­рая перемещается вдоль оси насоса к полости нагнетания. При этом на всасывающей стороне создается вакуум, под действием которого жидкость всасывается в цилиндр.

Погружные одновинтовые насосы применяются в нефтяной про­мышленности для откачки из скважин высоковязкой нефти.

Пластинчатые (ротационные) насосы. Эти насосы широко при­меняют для подачи масел в гидравлических системах машин. Ротор этого насоса (рис. 1.17) имеет радиальные прорези, в которых поме­щаются легко перемещающиеся рабочие лопатки в виде прямоуголь­ных пластин.

При вращении ротора пластины прижимаются наружными тор­цами к внутренней поверхности корпуса, поочередно отсекая объем жидкости в пространстве между лопатками, и вытесняют ее в напор­ный трубопровод.

- 34 -

Общая классификация - фотография 33 - изображение 33

Пластинки прижимаются к корпусу центробежной силой, пружинами или давлением жид­кости, подводимой со стороны оси. Подача насоса определяется формулой:

Q=

Виды насосов и их классификация - фотография 34 - изображение 34

где R - радиус корпуса;

е - эксцентриситет ротора; Ь - ширина лопатки вдоль оси;

Разделение насосов по сферам применения - фото 35 - изображение 35

n-скорость вращения в об/мин;

Классификация по принципу действия — по типу рабочей камеры - фото 36 - изображение 36

- объемный КПД насоса.

Пластинчатые насосы выполняют для подач 0,3...12 м3/ч, давле­ний до 7 МПа при скорости вращения до 1500 об/мин. Снабжая крыш­ки корпуса продолговатыми отверстиями и ползунами, в процессе ра­боты насоса можно изменять величину эксцентриситета е. Тем самым можно изменять подачу насоса.

Принцип действия роторных насосов

Классификация по назначению - изображение 37 - изображение 37

Роторные насосы, относясь к насосам объемного действия, работают за счет изменения объема рабочей камеры. Перекачиваемая жидкость заполняет собой рабочую камеру, а затем вытесняется из нее в нагнетательный патрубок. Рабочая камера (для любых насосов объемного типа) представляет собой создаваемое временно замкнутое пространство, ограниченное подвижными и неподвижными частями насоса и меняющее свой объем в ходе работы насоса. Перемещение подвижных деталей обеспечивает изменение объема рабочей камеры и, как следствие, перекачивание среды.

Классификация по виду перекачиваемой среды - фото 38 - изображение 38

В общем случае роторные насосы можно разделить на две крупные группы: роторно -вращательные и роторно-поступательные насосы. Как следует из названий этих групп, в первом случае подвижные части насоса совершают только вращательные движения, а во втором случае происходит комбинация вращательного и поступательного движений.

Виды промышленных насосов - изображение 39 - изображение 39

В зубчатых насосах рабочая камера образована неподвижным корпусом и подвижными шестернями, а изменение объема рабочей камеры обеспечивается вращением этих шестерней. Если уточнять классификацию, то зубчатые насосы можно дополнительно разделить по виду зацепления шестерней: с внутренним зацеплением и с внешним зацеплением.

Рабочие камеры винтовых насосов образуют неподвижный корпус насоса и вращающиеся винты (винт, в случае одновинтового насоса). Вращение вокруг своей оси находящихся в зацеплении винтов создает “временные” рабочие камеры, движущиеся вдоль оси винтов по направлению к нагнетательному патрубку, за счет чего происходи перекачивание среды.

Насосы для систем пожаротушения - фотография 40 - изображение 40

Вращающейся деталью в шиберных насосах является ротор, имеющий продольные прорези, в которые вставлены пластины (шиберы). Ротор вращается в цилиндрическом корпусе, причем ось ротора не совпадает с осью корпуса. Рабочая камера в таких насосах ограничивается корпусом, ротором и парой соседних шиберов. Для замыкания объема рабочей камеры шиберы должны плотно прилегать к поверхности корпуса, что достигается центробежной силой, возникающей при вращении ротора и действующей на шиберы, либо специальными приспособлениями, такими как пружины, расположенными внутри ротора. В зависимости от конструкции ротора и числа шиберов пластинчатые насосы могут быть однократного и двукратного действия.

Роторно-плунжерные насосы в свою очередь представлены радиально-поршневыми и аксиально-поршневыми насосами. Несмотря на то, что в их конструкции применяются поршни (плунжеры), этот класс насосов имеет принципиальное отличие от поршневых насосов – они обладают обратимостью, то есть могут работать как насос или как гидромотор. Конструктивно роторно-плунжерные насосы весьма разнообразны, но во всех случаях принцип их работы основывается на комбинации вращательного и поступательного движения рабочих органов.

2017-02-281093

Пластинчатые насосы

Масляные и топливные насосы - фото 41 - изображение 41

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.

Погружные насосы - фото 42 - изображение 42

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

Роторные насосы. Класификация роторных насосов - фото 43 - изображение 43

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.

Насос с мокрым ротором: принцип работы - фото 44 - изображение 44

Вычислить рабочий объем насоса двойного действия можно по формуле:

Как устроен такой агрегат? - фотография 45 - изображение 45

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.

Деление насосов с ротором на типы - изображение 46 - изображение 46

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.

Насосы с ротором «сухого» типа - фотография 47 - изображение 47

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:

Правила выбора насоса: «сухой» или «мокрый» ротор - изображение 48 - изображение 48

Принципы монтажа агрегатов с любым ротором - изображение 49 - изображение 49

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:

Популярные модели насосов с ротором «мокрого» типа - фотография 50 - изображение 50

∆ - 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:

Пластинчатые насосы (Шиберные) - фото 51 - изображение 51

Значение коэффициента k будет зависеть от количества пластин в насосе.

Устройство - изображение 52 - изображение 52

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.

Принцип работы гидравлического пластинчатого насоса - фотография 53 - изображение 53

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.

Основные виды и типы насосов. Их классификация и область применения

Теоретическая производительность - изображение 54 - изображение 54

Насос – тип гидравлической машины, который перемещает жидкость путем всасывания и нагнетания, используя кинетическую или потенциальную энергию. Насос необходим для использования в противопожарных технических средствах, для отвода жидкостей в жилых кварталах, при подаче топлива и многих других целях. По области применения, конструкции, принципу действия существует разные виды и типы насосов. При использовании насосов для различных целей необходимо знать, какие виды бывают и чем они отличаются.

Общая классификация

В первую очередь насосы делятся по области применения на бытовые и промышленные. Бытовые насосы используются в домашних хозяйствах, промышленные — на предприятиях и в специальных службах (пожарная). Отдельная классификация насосов по типу рабочей камеры предполагает деление на динамические и объемные насосы.

Виды насосов и их классификация

Различные классификации насосов основаны на понимании того, какие типы насосов существуют и чем они отличаются. Насосы делятся на несколько видов, те, в свою очередь, делятся на категории.

По техническим характеристикам:

  • в зависимости от объема жидкости, перемещаемой в единицу времени;
  • давление и напор;
  • КПД.

По области применения:

  • бытовые;
  • промышленные.

Разделение насосов по сферам применения

Область применения насосов очень широкая. Сегодня их используют практически во всех сферах: строительстве, промышленности, при добыче полезных ископаемых, при разработке систем пожаротушения. В малых масштабах также используются различные типы насосов, и область их применения варьируется от бытового использования для полива, до установки в системах водоснабжения и теплопередачи. В зависимости от сферы применения выделяют типы и виды насосов. Ниже представлены описания, их характеристики и разновидности.

Типы насосов

По целевому назначению:

  • погружные насосы;
  • поверхностные насосы.

По способу энергопитания:

  • электрические насосы;
  • жидкотопливные насосы.

В зависимости от типа воды:

  • для чистой воды;
  • для воды средней степени загрязненности;
  • для воды высокой степени загрязненности.

Типы бытовых насосов и область их применения

По области применения насосы делятся на бытовые и промышленные. Бытовые насосы бывают поверхностными и погружными. Для бытового использования чаще используют первый тип. Поверхностные насосы применяются для автономного водоснабжения частных домов, полива прилежащей территории, откачки воды из подвалов и прудов, повышения давления при автономной подаче воды в частный дом.

Существует четыре типа бытовых насосов:

  • садовые;
  • насосные станции;
  • дренажные;
  • глубинные.

Описание и характеристики насосов

Существует 2 вида насосов: поверхностные и погружные. Поверхностные насосы устанавливаются на уровне земли, в скважину или яму опускается шланг. Если насос оборудован автоматической системой включения-выключения при подаче воды, то он называется станцией. Насосы погружного типа включают в себя: дренажные насосы, фекальные, циркуляционные, насосы, установленные в колодцах и скважинах.

Разновидности насосов по конструкции

По конструкции все насосы различаются между собой. Они могут быть вертикальные и горизонтальные. Все насосы отличаются своей сборкой, в зависимости от модели в них могут быть использованы лопатки, лопасти, винты.

Классификация по принципу действия — по типу рабочей камеры

Различают типы насосов по принципу действия и конструкции. Они делятся на объемные и динамические насосы.

  1. Объемные насосы — такие, в которых жидкость перемещается за счет изменения объема камеры с жидкостью под действием потенциальной энергии.
  2. Динамические насосы – механизмы, в которых жидкость перемещается вместе с камерой под действием кинетической энергии.

Динамические насосы, в свою очередь, делятся на лопастные и струйные.

Отдельно выделяют виды объемных насосов по принципу действия в зависимости от конструкции:

  1. Роторные насосы – это цельный корпус, с определённым числом лопаток/лопастей, приходящих в движение при помощи ротора.
  2. Шестеренные насосы – самый простой тип механизма, состоящий из сцепленных между собой шестерен, приходящих в движение под принудительным изменением полости между шестернями.
  3. Импеллерные – в эксцентрический корпус заключены лопасти, при вращении выдавливающие жидкость.
  4. Кулачковые – насосы, в корпус которых заключены 2 ротора, которые при вращении перекачивают жидкости разной степени вязкости.
  5. Перистальтические – корпус включает эластичный рукав, в котором находится жидкость. При вращении дополнительных валиков жидкость перемещается по рукаву.
  6. Винтовые – насосы, состоящие из ротора и статора. При вращении ротора жидкость начинает перемещаться по оси насоса.

Существует также деление динамических насосов по принципу действия:

  1. Центробежные – включает в себя рабочее колесо, внутри которого находится жидкость, при вращении колеса, частицы приобретают кинетическую энергию, начинает действовать центробежная сила, под действием которой жидкость переходит в корпус мотора.
  2. Вихревые насосы – по принципу действия аналогичны центробежным, но менее габаритны и имеют более низкий КПД.
  3. Струйные – основаны на переходе потенциальной энергии в кинетическую.

Вихревый тип насоса является наиболее часто используемым за счет легкости установки. В бытовых нуждах такой агрегат устанавливают в загородных домах для обеспечения подачи воды. Циркуляцию воды обеспечивает жидкость, подаваемая на лопатки, расположенные в корпусе насоса. Ключевым элементов здесь является колесо, на которое вода подается через входное отверстие. Также такой насос используют для скважин, так как создают высокое давление. Они обладают способностью самовсасывания и могут перерабатывать не только жидкость, но газо-водную смесь.

Насосы центробежного типа часто применяют в бытовых и промышленных целях:

  • для организации систем водоснабжения на промышленных предприятиях;
  • для организации систем водоснабжения жилых кварталов;
  • для систем полива.

Эти насосы отличаются простотой эксплуатации, так как принцип работы достаточно прост. Основную нагрузку принимает колесо с лопатками, на которое и подается жидкость, однако если жидкости внутри не будет, то насос выйдет из строя. Чаще такие насосы бывают поверхностными. За счет этого снижается их производительность. Погружные насосы центробежного типа требуют герметичность корпуса высокого качества.

Классификация по назначению

По назначению различные виды насосов используют в промышленных целях (в пищевой, химической, бумажной промышленности). В бытовых целях насосы используются при строительстве, откачке воды из скважин и колодцев, для бурения колодца, для теплоснабжения. Бурение колодца требует использования насосной станции или насоса погружного типа. Насос обеспечивает подачу воды из скважины под небольшим давлением.

В автомобилях и промышленных машинах насосы являются вспомогательными устройствами.

При добыче полезных ископаемых используют различные типы насосов для бурения скважины, обустройства прилежащей к скважине территории, откачки жидкости, для переработки жидкостей. В промышленности насосы устанавливаются на предприятиях для гидроудаления отходов производства.

Насосы, применяемые в пищевой индустрии, часто имеют устройства для измельчения материалов (кроме камня и металлов), чтобы предотвратить засорение трубопровода.

Отдельно выделяют насосы для пожаротушения. Конструкция таких насосов предусматривает подачу воды под сильным давлением.

Дренажные насосы относятся к погружным, они характеризуются наличием системы измельчения и фильтрации.

Насосы, нагнетающие давление используются в системах, где требуется повышение давления при работе (теплоснабжение, водоснабжение).

Выделяют виды водяных насосов по назначению:

  1. Водоподъемные.
  2. Циркуляционные.
  3. Дренажные.

В зависимости от сферы использования существует классификация водяных насосов по принципу действия.

  1. Водоподъемные насосы используются для экстракции жидкости из скважин или колодцев.
  2. Циркуляционные виды насосов используют для перемещения жидкости в системах отопления, кондиционирования и подачи воды.
  3. Дренажные насосы используют для откачивания жидкости из подвалов и канализации.

Классификация по виду перекачиваемой среды

В зависимости от того, какого типа жидкость будет проходить через насос, конструктивные и другие особенности будут различаться.

Насосы используют для перекачивания:

  • чистой жидкости и жидкости малой загрязненности;
  • жидкостей средней степени загрязненности с примесями легкой взвеси;
  • не сильно загазованных жидкостей;
  • смесей газа и жидкости;
  • агрессивных жидкостей;
  • жидких металлов.

Для работы с разными типами жидкости используют насосы объемного типа. Этот вид насосов работает по принципу изменения объема камеры, что приводит к переходу энергии двигателя в энергию субстанции. Такие насосы способны работать с любыми средами, однако следует учитывать высокий уровень вибрации.

Динамические насосы могут также работать с любыми типами жидкостей, однако они не обладают способностью к самовсасыванию. В зависимости от конструктивных особенностей насосов существуют различные способы переработки перемещаемой жидкости. Например, вихревые насосы динамического типа не предназначены для работы с загрязненной жидкостью, включающей абразивные вещества. Для таких агрегатов жидкость с примесями является разрушающей, приводя к истончению стенок насоса.

Виды промышленных насосов

В промышленности используются насосы разных типов. Основные виды насосов, используемые на различных предприятиях:

  • многоступенчатые;
  • маслонасосы шестеренные;
  • насосы химические погружные;

Промышленные насосы используются в различных областях

  • в легкой промышленности;
  • в химической промышленности;
  • в строительстве;
  • в машиностроении;
  • при добыче полезных ископаемых.

Вид и тип насоса выбирается в зависимости от нужд предприятия, свойств и качества перекачиваемой жидкости.

К наиболее популярным относятся глубинные насосы, так как широко используются в бытовых и промышленных целях. Их легко монтировать при установке систем водоснабжения и отопления, они используются для забора воды из скважин, в отопительных системах.

Основные виды насосов по типу подводимой энергии:

  • насосы, работающие за счет механической энергии;
  • водоструйные насосы;
  • насосы, работающие за счет сжатого пара или газа.

К насосам, работающим за счет механической энергии, относятся поршневые насосы, пропеллерные, винтовые, центробежные и ротационные. Несмотря на одинаковый принцип действия, эти насосы сильно отличаются по конструкции. Водоструйные насосы – элеваторы, эжекторы, работают за счет подачи жидкости на лопасти колеса.

Насосы для систем пожаротушения

Основным требованием к насосам системы пожаротушения является подача воды под высоким давлением. Наиболее часто используемыми являются центробежные насосы, так как они позволяют быстро закачать воду за счет центробежной силы. Важными пунктами при выборе насоса для пожаротушения являются:

  • напор;
  • частота вращения колеса;
  • КПД;
  • высота всасывания;
  • объем перемещаемой воды.

В зависимости от количества колес с лопастями насосы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Многоступенчатые агрегаты позволяют создать более высокое давление, что в свою очередь, влияет на напор и высоту подаваемой жидкости. При установке систем пожаротушения в зданиях стоит учитывать, что оборудование необходимо периодически проверять, так как застой может вызвать затруднения при запуске. На пожарных машинах устанавливают центробежные насосы и вспомогательные агрегаты. Вспомогательные насосы заполняют корпус центробежного насоса жидкостью и отключаются автоматически.

Масляные и топливные насосы

Среди промышленных типов насосов выделяют масляные и топливные устройства, устанавливаемые на двигателях автомобилей и машин и двигателях внутреннего сгорания.

Масляные насосы обеспечивают снижение силы трения между взаимодействующими частями двигателя. Они бывают регулируемыми и нерегулируемыми. В двигателях автомобиля устанавливаются роторные или шестеренные насосы для перекачивания масла.

Топливные насосы устанавливаются в автомобилях в обязательном порядке. Они обеспечивают доставку топлива из бака в камеру сгорания. В зависимости от конструкции топливные насосы бывают: механические и электрические.

Погружные насосы

Погружные насосы применяются при работе на глубине более восьми метров. Все типы погружных насосов обладают системой охлаждения, а также выполнены из прочного материла, помогающего избежать деформации под давлением. Погружные насосы бывают центробежными и вибрационными. В насосах второго типа жидкость всасывается с помощью вибрационного или электромагнитного механизма.

При выборе насоса важно учитывать большое количество факторов:

  • цель использования;
  • место использования;
  • необходимость установки вспомогательных агрегатов;
  • габариты насоса;
  • способ работы насоса.

Роторные насосы. Класификация роторных насосов

Достоинства и недостатки - фотография 55 - изображение 55

Роторный насос это объемный насос, в котором вытеснение жидкости производится из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательного и возвратно-поступательного движения рабочих органов – вытеснителей.

Рабочая камера роторного насоса ограничивается поверхностями составных элементов насоса: статора, ротора, и вытеснителя (одного или нескольких).

По характеру движения рабочих органов (вытеснителей) роторные насосы бывают роторно-вращательными и роторно-поступательными (классификационную схему по ГОСТ 17398-72 см. на рис. 2).

Роторно-вращательные насосы

В роторно-вращательных насосах вытеснители совершают только вращательное движение. К ним относят зубчатые (шестерённые, коловратные) и винтовые насосы. В зубчатых насосах рабочие камеры с жидкостью перемещаются в плоскости, перпендикулярной к оси вращения ротора, в винтовых насосах – вдоль оси вращения ротора.

Роторно-поступпательные насосы

В роторно-поступпательных насосах вытеснители совершают одновременно вращательные и возвратно-поступательные движения. К ним относятся шиберные (пластинчатые, фигурно-шиберные) и роторно-поршневые насосы (радиальные, аксиальные). В роторно-поршневых вытеснители обычно выполнены в виде поршней или плунжеров, которые располагаются радиально или аксиально по отношению к оси вращения ротора. Все роторно-поступательные насосы могут выполняться как в виде регулируемых машин, т. е. с изменяемым рабочим объёмом, так и не регулируемых. Все роторно-вращательные насосы являются нерегулируемыми.

Механические вращательные насосы. Принцип работы. Применимость. - фотография 56 - изображение 56

Рис.2. Классификационная схема насосов

Вследствие того что в роторных насосах происходит перемещение рабочих камер с жидкостью из полости всасывания в полость нагнетания, эти насосы отличаются от насосов поршневых (и плунжерных) отсутствием всасывающих и напорных клапанов. Эти и другие конструктивные особенности роторных насосов обуславливают их некоторые общие свойства, также отличные от свойств поршневых насосов, а именно: обратимость, т. е. способность работать в качестве гидродвигателей (гидромоторов) при подвое к ним жидкости под давлением; более высокая быстроходность (до 3000 – 5000 об/мин) и бóльшая равномерность подачи, чем у поршневых насосов; возможность работы лишь на чистых, неагрессивных жидкостях, обладающих смазывающими свойствами (применение роторных насосов для подачи воды исключается).

Насос с мокрым ротором: принцип работы

Роторный насос принцип работы - фото 57 - изображение 57

Если в случае с выбором насоса встал вопрос, какой лучше — насос с мокрым ротором или с сухим, то попробуем разобраться с такими агрегатами на примере циркуляционных насосов. Известно, что такое оборудование успешно применяется для создания отличной и бесперебойной циркуляции теплоносителя в системе отопления частного дома.

В рабочем состоянии насос с любым из типов ротора нагнетает объем жидкости по трубам, заставляя её двигаться постоянно вперед. В результате такого воздействия на теплоноситель имеем следующие преимущества:

  • Постоянный температурный показатель радиаторов на всех участках системы теплоснабжения;
  • Отсутствие воздушных пробок в системе, а значит, исключение вероятности гидравлического удара в ней;
  • Экономия семейных средств на расход топлива или электроэнергии для подогрева теплоносителя (теперь не нужно усиленно кочегарить котёл, чтобы желаемая температура воды скорее достигла радиаторов в дальней комнате дома и прогрела её). Насосы с мокрым ротором или сухим ротором сделают все быстрее и продуктивнее.

Важно: насосы с роторами всех типов имеют в своей конструкции два отверстия: всасывающее и нагнетательное. Таким образом, агрегат выполняет свою работу, продвигая её по замкнутому контуру.

Как устроен такой агрегат?

Роторный насос принцип работы - фотография 58 - изображение 58

Циркуляционные насосы имеют схожее с дренажными помпами устройство. Корпус насоса с наличием сухого или мокрого ротора чаще всего выполняют из прочных сплавов, таких как латунь, чугун, нержавеющая сталь или бронза. Такие металлы отлично взаимодействуют с водой высоких температур или с агрессивными средами (в случае дренажного ротора).

Сам ротор производит либо из прочной нержавеющей стали, либо из керамики. А рабочий узел (колесо с лопастями) располагают на валу ротора.

Принцип работы такого устройства заключается в создании центробежной силы внутри помпы и выглядит таким образом:

Во включенном состоянии ротор приводит в действие колесо с крыльчаткой, которое вращается достаточно быстро, создавая понижение давления в камере помпы. Это способствует притоку воды в резервуар. Далее попавшая в камеру вода повышает давление и при этом прижимается к стенкам внутреннего резервуара насоса. Вследствие такого перепада происходит выталкивание воды в выходное отверстие. Цикл повторяется снова и снова, до выключения агрегата.

Деление насосов с ротором на типы

Роторный насос принцип работы - фото 59 - изображение 59

Всё насосное оборудование с ротором можно поделить на два вида:

  • Агрегаты с «мокрым» ротором;
  • Насосы с «сухим» ротором.

В первом случае речь идёт о механизме, ротор которого не имеет прямого контакта с перекачиваемой водой. Обособленность ротора в механизме помпы поддерживают специальные керамические или металлические уплотнители в виде колец. Они-то и защищают ротор от прямого контакта узлов с перекачиваемой средой. Но здесь принцип работы устройства с мокрым ротором заключается в том, что между трущимися друг о друга защитными кольцами располагается тонкий, еле заметный водяной слой. Он способствует поддержанию разности давления в системе отопления и в рабочей камере, а значит, обеспечивает герметичность роторного отсека. При этом в моменты работы кольца -уплотнители притираются друг к другу сильнее, что обеспечивает еще большую герметичность устройства.

Кроме того, принцип работы помпы с «мокрым» ротором заключается еще и в том, что смазывание и охлаждение двигателя устройства происходит за счёт воды, которую насос перекачивает.

Важно: циркуляционные агрегаты для систем отопления или кондиционирования с «мокрым» ротором могут быть как однофазными, так и трехфазными. То есть использовать такие помпы можно и дома, и на большом производстве или промышленном предприятии.

Благодаря именно таким принципам работы агрегат с «мокрым» ротором отличается целым рядом преимуществ:

  • Низкий уровень шума при перекачивании воды по системе;
  • Скромный вес и небольшие габариты;
  • Возможность длительной эксплуатации без остановок;
  • Экономичное энергопотребление;
  • Простота монтажа, настройки, обслуживания и ремонта.

При этом большей популярностью у современного потребителя пользуются именно моноблочные устройства с «мокрым» ротором.

Важно: но наряду со всеми перечисленными преимуществами КПД насоса с ротором «мокрого» типа существенно ниже и составляет около 55%. Таким образом, использовать подобный механизм лучше всего в домах небольшой площадью, где замкнутый контур системы отопления имеет небольшую протяженность.

Если же говорить о водоподающих насосах с ротором «мокрого» типа, то и здесь устройства будут немного уступать своим собратьям с «сухим» ротором. Но это относится только к поверхностным агрегатам.

Важно: обязательное условие качественной работы помпы с «мокрым» ротором и соблюдения принципов перекачивания воды является правильная установка агрегата на контур. Здесь вал оборудования должен располагаться строго горизонтально относительно замкнутого контура системы отопления. Только в этом случае качественное поступление жидкости к подшипникам для смазывания рабочих узлов будет обеспечено через гильзу.

Насосы с ротором «сухого» типа

Роторный насос принцип работы - фото 60 - изображение 60

Здесь принцип работы механизма заключается в том, что ротор работает без контакта с водой. При этом отличается высокий уровень КПД подобного устройства, который достигает аж 80%.

При всей своей производительной мощности агрегаты подобного типа отличаются рядом недостатков:

  • Высокий уровень шума в рабочем состоянии.
  • Необходимость постоянного контроля над качеством перерабатываемой среды, поскольку насосы с «сухим» ротором не терпят наличия посторонних примесей мусора в воде или молекул воздуха. Такие «соседи» способны нарушить герметичность колец-уплотнителей в механизме.

При этом весь ассортимент насосов с «сухим» ротором делят на три вида:

  • Блочные устройства;
  • Вертикальные агрегаты, в которых двигатель находится в вертикальном положении, а оба патрубка располагаются на одной оси;
  • Консольные (горизонтальные), у которых двигатель смонтирован горизонтально, а патрубки располагаются перпендикулярно друг друга.

Правила выбора насоса: «сухой» или «мокрый» ротор

Роторный насос принцип работы - изображение 61 - изображение 61

Для того чтобы система отопления работала максимально продуктивно, необходимо правильно подобрать насос в соответствии с параметрами дома и характеристиками отопительной системы. Только в этом случае и при условии правильного монтажа механизма с соблюдением принципов его работы тепло в доме будет качественным и продолжительным.

Итак, при выборе насоса учитывайте следующие моменты:

  • Общая площадь дома и протяженность замкнутого контура системы отопления;
  • Количество радиаторов на весь отрезок системы обогрева;
  • Наличие систем «тёплый пол» и др.;
  • Качество и плотность оконных металлопластиковых пакетов;
  • Утепление стен, потолка или крыши в доме.

Важно: расчеты необходимого количества тепла должна проводить только грамотные теплотехники, которые учтут все важные нюансы и порекомендуют насос с номинальными именно для вашего помещения напорными характеристиками.

При этом важно учесть, что если вы выбираете насос к системе отопления, которая уже есть, но требует доработки, то лучше купить агрегат регулируемый. Это устройство отлично подстраивается под рабочие параметры заданного контура.

Принципы монтажа агрегатов с любым ротором

Роторный насос принцип работы - изображение 62 - изображение 62

Для того чтобы работа циркуляционного оборудования была качественной, лучше пригласить для его установки специалистов. Но если есть делание установить помпу самостоятельно, то придерживайтесь таких правил:

  • Монтаж агрегата производят у котла со стороны обратного типа. То есть там, где вода, прошедшая весь замкнутый контур системы, снова возвращается обратно. Но такое правило касается помещений, площадь которых не превышает 150-200 м2.
  • Важно следить за расположением стрелки на корпусе насоса при его установке. Стрелка должна смотреть в сторону движения тёплой воды по системе.
  • Все фланцевые и резьбовые стыки необходимо обработать герметиком, чтобы избежать возможных течей.
  • Если вы имеете дело с системой отопления обратной циркуляции, то нелишним будет установить и байпас — отрезок трубы, который в случае ремонта агрегата сможет замкнуть контур отопления после снятия насоса.

Популярные модели насосов с ротором «мокрого» типа

Самыми популярными агрегатами для транспортировки воды с роторами «мокрого» типа являются продукты производства немецких, датских и канадских компаний. Особое место среди ассортимента товаров занимает насос Wilo.

Устройства имеют резьбовое соединение и оснащены системой регулировки частоты вращения для контроля над производительностью и мощностью помпы. Агрегаты Wilo используются в системах отопления и кондиционирования, а также в системах циркуляции холодной воды на предприятиях.

Насосы «Грундфос»

Роторный насос принцип работы - фотография 63 - изображение 63

Еще одни лидеры на современном российском и мировом рынках насосного оборудования. Такие помпы отличаются высокой производительностью и надежностью. Благодаря тщательной сборке от щепетильных датчан агрегаты работают без сбоев и поломок длительное время.

Отличительными особенностями таких механизмов являются:

  • Абсолютная инертность к воде и антикоррозионные свойства металла;
  • Отсутствие необходимости частого профилактического обслуживания и ремонта (мокрый ротор делает своё дело);
  • Надежная герметичность корпуса.

Важно: корпусы насосов «Грундфос» оснащаются специальным теплозащитным кожухом, что предотвращает риск возможного ожога пользователя.

Пластинчатые насосы (Шиберные)

Роторный насос принцип работы - фотография 64 - изображение 64

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.

Роторный насос принцип работы - изображение 65 - изображение 65

Пластинчатый насос

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:

  1. 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.
  2. 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.

Роторный насос принцип работы - фото 66 - изображение 66

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

Роторный насос принцип работы - фото 67 - изображение 67

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.

Загрузка

Теоретическая производительность

Есть два типа насосов однократного и двукратного действия как мы уже определили ранее, по этому и формул по вычислению производительности будет две.

Производительность шиберного насоса однократного действия

Производительность роторно-пластинчатого агрегата однократного действия определяется по формуле:

Роторный насос принцип работы - фотография 68 - изображение 68

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:

Роторный насос принцип работы - изображение 69 - изображение 69

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;

Роторный насос принцип работы - фотография 70 - изображение 70

Общие достоинства:

  1. Относительно низкая пульсация выходного потока;
  2. Низкий уровень шума
  3. Регулируемый рабочий объем

Общие недостатки:

  1. Устройство насоса достаточно сложное и плохо ремонтопригодное;
  2. Не большие рабочие давления;
  3. Залипание пластин, случается при низких температурах;
  4. Заклинивание пластин при высоких температурах;

Механические вращательные насосы. Принцип работы. Применимость.

Роторный насос принцип работы - фотография 71 - изображение 71

По принципу действия вакуумные насосы делятся на вращательные (механические), водокольцевые и струйные.

Вращательные вакуумные насосы с масляным уплотнением относятся к вакуумным насосам объемного действия. Наибольшее распространение получили три типа вращательных насосов с масляным уплотнением:

пластинчато-статорные;

пластинчато-роторные;

плунжерные насосы.

Пластинчато-статорные насосы - обычно насосы малой производительности, пластинчато-роторные - средней производительности, плунжерные - средней и большой производительности.

Механические насосы применяют для получения вакуума от 1 н/м2 (10-2 мм рт. ст.) до 10-8 н/м2 (10-10 мм рт. ст.). В рабочей камере простейшего механического насоса совершает возвратно-поступательное движение поршень, который вытесняет газ, создавая при обратном ходе разрежение со стороны откачиваемой системы. Поршневые насосы были первыми механическими насосами. Их вытеснили вращательные насосы. В многопластинчатом вращательном насосе всасывание и выталкивание газа осуществляется при изменении объёмов ячеек, образованных эксцентрично расположенным ротором, в прорезях которого помещены подвижные пластины, прижимающиеся к внутренней поверхности камеры и скользящие по ней при его вращении.

За счёт большой частоты вращения ротора эти насосы при сравнительно малых размерах обладают большой быстротой откачки (до 125 л/сек). Предельное давление достигает 2000 н/м2 (15 мм рт. ст.) в одноступенчатых насосах и 10 н/м2 (10-1 мм рт. ст.) в двухступенчатых.

Для получения среднего вакуума чаще применяют вращательные насосы с масляным уплотнением. Их рабочая камера заполнена маслом, либо они погружены в масляную ванну. Быстрота откачки этих насосов 0,1—750 л/сек, предельное давление 1 н/м2 (10-2 мм рт. ст.) в одноступенчатых и 10-1 н/м2 (10-3 мм рт. ст.) в двухступенчатых насосах. Масло хорошо уплотняет все зазоры, выполняет функцию дополнительной охлаждающей среды, однако при длительной работе сконденсированные пары загрязняют масло. Для предотвращения конденсации паров, возникающей при их сжатии, камеру заполняют определённым объёмом воздуха (балластным газом), который в момент выхлопа обеспечивает парциальноедавление пара в паро-воздушной смеси, не превышающее давления насыщения. При этом пары из насоса выталкиваются без конденсации. Такие насосы называются газобалластными и применяются как форвакуумные (для создания предварительного разрежения).

Двухроторные насосы имеют 2 фигурных ротора, которые при вращении входят один в другой, создавая направленное движение газа. Эти насосы обладают большой быстротой откачки и часто применяются как промежуточные (вспомогательные, или бустерные) между форвакуумными и высоковакуумными. Они обеспечивают вакуум 10-2—10-3 н/м2 (10-4—10-5мм рт. ст.) при быстроте откачки до 15 м3/сек .

Во вращательных водокольцевых В. н. (рис. 3) вода центробежной силой прижимается к стенкам корпуса, образуя водяное кольцо 7 и рабочую камеру 2 (свободную от воды). Газ откачивается в результате изменения объёма рабочей камеры между лопатками ротора. Эти насосы могут откачивать смесь газа с парами воды, запылённые газы, кислород и др. взрывоопасные газы.

У наиболее распространённых вращат. В. н. (рис. 5) — насосах Геде, внутр. объём заполнен маслом, к-рое служит смазкой и препятствует натеканию воздуха в область низкого давления за счёт образования плёнки между вращающимися и неподвижными частями. Конденсация или растворение газов и паров в масле ухудшает параметры В. н. Это предотвращается напуском в рабочую камеру В. н. (после отделения её от впускного отверстия) атм. воздуха в таком кол-ве, чтобы к моменту выхлопа парц. давление паров не достигало давления насыщения.

Роторный насос принцип работы - фото 72 - изображение 72

Рис. 5. Вращательные масляные насосы: а — пластинчато-роторный; б — пластинчато-статорный; в — плунжерный; 1 — статор; 2 — ротор; 3 — разделительная пластина; 4 — пружина; 5 — выпускной клапан; 6 — рычаг; 7 — плунжер; 8 — золотник.

Классификация механических насосов:

Масляный механический вращательный – пластинчато-роторный насос 10 - 10-1 Па

Форвакуумный механический пластинчато-статорный насос

Форвакуумный механический плунжерный (золотниковый) насос

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 195)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты