§ 8.3. РОТОРНО - ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ
В эту группу входят роторно-поршневые с рабочими органами в виде поршней или плунжеров и шиберные насосы с рабочими органами в виде пластин (пластинчатый насос) или шиберов фигурного профиля (фигурно-шиберный насос).
Роторно-поршневые насосы бывают двух видов - аксиально-поршневые и радиальнопоршневые.
В аксиально - поршневом насосе ось вращения ротора параллельна осям рабочих органов или составляет с ними угол, не превышающий 45°. Различают насосы с наклонным блоком (рис. 8.5, а) и с наклонным диском (рис. 8.5, б). Насос первого вида состоит из многоцилиндрового блока (барабана) 1,поршни 2которого связаны при помощи шатунов 3 с наклонным диском 4,выполняющим роль кривошипа возвратнопоступательного насоса.
Рис. 8.5. Роторно - поршневые насосы
По углу γнаклона диска определяется длина хода поршней в цилиндрах, а следовательно, и рабочий объём насоса:
q = zFDp sin γ ,
где z- число поршней; F- площадь поршня; Dp- диаметр окружности заделки шатунов в диске.
Силовая и кинематическая связь цилиндрового блока с приводным валом осуществляется различными средствами. Наиболее распространена связь с помощью двойного карданного сочленения, обеспечивающего приближенное равенство угловых скоростей блока и вала.
В насосах второго типа ведущее звено и ротор расположены на одной оси. Поршни (плунжеры) опираются непосредственно на наклонный диск через сферические головки (рис. 8.5, б) или гидростатические башмаки, скользящие по диску.
В обеих схемах применяется торцовое распределение жидкости через серпообразные окна а и bв золотнике 5(рис. 8.5, а, в) и отверстия 6в донышках цилиндров блока. При работе насоса торец цилиндрового блока скользит по поверхности золотника, цилиндры попеременно соединяются с окнами а и b золотника и через них - с подводящей и отводящей магистралями.
Существуют также сферические золотники, допускающие некоторую несоосность скользящих поверхностей.В нейтральных положениях цилиндров отверстия 6в донышках цилиндров перекрываются перемычками, ширина 5которых несколько превышает размер отверстий t.
Наиболее распространенное число цилиндров равно 7 - 9,диаметры цилиндров - 10 - 50 мм, а рабочие объемы - 5 - 1000 см3. Обычная частота вращения вала насосов средней мощности составляет 1 - 2 тыс. об/мин, а в отдельных машинах - до 30 тыс. об/мин. ГОСТ 17699 -72 определены основные параметры нерегулируемых аксиальнопоршневых насосов, рассчитанных на давление до 16 МПа. Существуют насосы, предназначенные для более высоких давлений - до 55 МПа. Мощность некоторых насосов достигает 3,5 МВт при подаче свыше 500 м3/ч. Коэффициент подачи у большинства насосов достигает 0,97 - 0,98, а общий КПД - 0,95 [2].
Схема радиально-поршневого насоса представлена на рис. 8.5, г. Цилиндровый блок (ротор) 1имеет несколько (до девяти) радиальных цилиндров 2.Поршни 3, входящие в эти цилиндры, наружными концами упираются во внутреннюю поверхность статора 4или вставленного в него кольца, увлекаемого во вращение силами трения. Ротор установлен в корпусе эксцентрично. На оси ротора имеются полости 6и 7,разделенные перегородкой 5. При вращении ротора поршни, скользящие по дуге ab,отодвигаются от центра ротора и всасывают жидкость из полости 6.При движении поршней по дуге Ъа жидкость выталкивается в полость 7и далее к нагнетательному патрубку насоса.
Для увеличения подачи насоса цилиндры располагают в несколько (до шести) рядов. Эксцентриситет регулируют смещением барабана вручную или при помощи электромагнитной или гидравлической системы. Эти насосы более громоздки, чем аксиально-поршневые, имеют более высокие моменты инерции вращающихся частей, поэтому они более тихоходны, вследствие чего их применение предпочтительно при значительных крутящих моментах и малых частотах вращения вала (до 5 об/мин и ниже).
Насосы с описанным цапфовым распределением обычно рассчитаны на давления до 25 МПа.Существуют также аксиально-поршневые и радиально-поршневые насосы с неподвижными цилиндрами и клапанным и клапанно-щелевым[16] распределением, приводимые в движение наклонным диском или эксцентриком и рассчитанные на давления до 100 МПа. Эти насосы необратимого действия.
Шиберный насос состоит из цилиндрического статора с подводящим и отводящим патрубками и эксцентрично, как в радиально-поршневом насосе, расположенного ротора, в котором имеются радиальные пазы с находящимися в них шиберами - пластинами, роликами или фигурными шиберами (рис. 8.6, а, б, в, г). Эти элементы легко перемещаются в пазах, прижимаясь к статору силой инерции, пружинами или давлением жидкости, подводимой изнутри. При вращении ротора шиберы поочередно отсекают порцию жидкости в рабочих камерах между ними и вытесняют ее в выходную камеру.
Рис. 8.6. Шиберные насосы
Подвод и отвод жидкости осуществлен так, чтобы в замкнутой камере не происходило сжатия жидкости (см. рис. 8.6, б). Цилиндрические ролики ставят вместо пластин для уменьшения трения.
Для перекачивания вязких жидкостей служит насос, замыкателем которого является шибер, прижимаемый к овальному ротору под действием перепада давления жидкости ∆p(рис. 8.6, д).
В шиберном насосе двукратного действия (рис. 8.6, е) ротор и статор расположены соосно, но контур полости в статоре профилирован и имеются две пары окон - входных А и выходных Б. Поскольку рабочие камеры расположены диаметрально, то радиальные силы, действующие на ротор, уравновешены, а
В насосе двукратного действия рабочий объём в два раза больше найденного.
Основные параметры всех шиберных насосов определены ГОСТ 14058 - 68, а пластинчатых насосов - ГОСТ 13167 - 73 (на давление 6,2 МПа) и ГОСТ 21111 - 75 (на 16 МПа). Частота вращения вала этих насосов равна 500 - 3000 об / мин, к. п. д. пластинчатого насоса средней мощности 0,85 [2].
Еще по теме § 8.3. РОТОРНО - ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ:
- § 8.2. РОТОРНО - ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ
- § 7.7. ВСАСЫВАНИЕ ВОЗВРАТНО - ПОСТУПАТЕЛЬНОГО НАСОСА
- ГЛАВА 8. РОТОРНЫЕ НАСОСЫ
- ЧАСТЬ 6. ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ
- ГЛАВА 7. ТЕОРИЯ ДЕЙСТВИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО НАСОСА
- ГЛАВА 17. РОТОРНЫЕ КОМПРЕССОРЫ
- § 9.3. ВОДОКОЛЬЦЕВЫЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ
- § 3.6. КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
- § 9.4. СТРУЙНЫЕ НАСОСЫ
- § 2.15. ИСПЫТАНИЯ НАСОСОВ