Ротационные, шестеренчатые и винтовые насосы: назначение, принцип действия, конструкции, технические характеристики, особенности эксплуатации
Ротационные насосы
Определение
В насосах роторного типа перемещение транспортируемой среды осуществляется путем последовательного заполнения рабочей камеры средой с последующим ее вытеснением, происходящим за счет вращательного или вращательно-поступательного движения рабочего органа – ротора, различающегося по конструкции в зависимости от вида роторного насоса.
Несмотря на наличие вращающегося рабочего органа, роторные насосы принципиально отличаются от большинства динамических насосов (центробежные, вихревые и т.д.), так как относятся к объемным насосам и имеют иной способ перемещения жидкости. В свою очередь принцип работы роторных насосов роднит их с поршневыми и плунжерными насосами, н в данном случае принципиальной разницей является отсутствие в конструкции роторных насосов перепускных клапанов.
Принцип действия роторных насосов
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.
|
|
|
Общая классификация
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.
Группа роторно-вращательных насосов представлена зубчатыми (шестеренчатыми) и винтовыми насосами.
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.
Роторно-поступательные насосы представлены шиберными (пластинчатыми) и роторно-плунжерными.
|
|
|
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 шиберы, либо специальными приспособлениями, такими как пружины, расположенными внутри ротора. В зависимости от конструкции ротора и числа шиберов пластинчатые насосы могут быть однократного, двукратного и т.д. 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.
|
|
|
Шестеренчатые насосы
Шестеренные насосы относятся к объемным роторным машинам и используются для перекачивания вязких жидкостей (в системах смазки компрессоров и двигателей, в гидроприводах). Схема шестеренного насоса представлена на рис. 2.31.
Ведущее 1 и ведомое 2 зубчатые колеса с минимальными зазорами (как по торцевым, так и по цилиндрическим поверхностям) вращаются в корпусе 3 в направлениях, показанных стрелками. Жидкость, поступающая через всасывающий патрубок 4, попадает во впадины зубчатых колес (область, выделенная штриховкой). Каждый из таких объемов жидкости во впадине переносится колесом вдоль наружной стороны корпуса к нагнетательному патрубку 5, где и выдавливается из впадины зубом другого колеса.
Рис. 2.31. Схема шестеренного насоса:
1 — ведущее колесо;
2 — ведомое колесо;
3 — корпус;
4 — всасывающий патрубок;
5 — нагнетательный патрубок
Зубчатые колеса шестеренных насосов чаще всего выполняют одинаковых размеров. В общем случае подача шестеренного насоса равна
Q = (Vзz1n1 + Vзz2n2) h об, (6.3.2.29)
где Vз — объем зуба колеса; z1, z2 — количество зубьев первого и второго колеса; n1, n2 — частоты вращения первого и второго колеса; hоб — объемный КПД насоса, учитывающий перетекание жидкости через зазоры из напорной области в область всасывания.
|
|
|
Шестеренные насосы реверсивны, т. е. при изменении направления вращения их колес направление движения жидкости также меняется на обратное. Эти насосы обратимы: если подводить под давлением жидкость к одному из патрубков, то вал ведущего колеса будет вращаться, и с него можно снимать мощность, т. е. насос становится гидродвигателем.
Характеристика шестеренного насоса аналогична характеристике поршневого насоса. Технические данные некоторых типов шестеренных насосов приведены в табл. 2.8.
Таблица. 2.8
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1361; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!