Роторно-вращательные насосы

3.3.4 Роторно-вращательные насосы

В отличие от роторно-поступательных насосов, в которых пе­ремещение жидкости из линии всасывания в линию нагнетания про­исходит благодаря поступательному движению поршня относитель­но ротора, в насосах роторно-вращательного типа жидкость перехо­дит из зоны всасывания в зону нагнетания, двигаясь вместе с ротором. Роторно-вращательные насосы, как и роторно-поступательные, бесклапанные.

3.3.4.1Шиберные насосы

Схемы шиберных насосов показаны на рис. 22. Насос содер­жит ротор 1, установленный на валу 2. В пазах ротора размещены шиберы 3, охватываемые статором 4. В корпусе установлен рас­пределительный диск 5, на который опирается торец ротора. В насо­се простого действия (рис. 22, а) рабочая поверхность статора - ци­линдрическая, ось ее смещена относительно оси вращения ротора на величину е - эксцентриситет насоса. Паз А диска 5 соединен с лини­ей всасывания, а паз Б - с линией нагнетания. Полости В также со­единены с линией нагнетания с тем, чтобы обеспечить постоянный контакт кромки шибера с поверхностью статора.

В насосах с регулируемой подачей величина эксцентриситета е может бесступенчато изменяться от нуля до максимального значения.

а) б)

Рис. 22. Схемы шиберных насосов: а - простого действия, б - двойного действия

При вращении ротора шиберы перемещаются в пазах ротора, удаляясь от его центра в зоне всасывания (ниже горизонтального диаметра) и приближаясь к нему в зоне нагнетания (выше горизон­тального диаметра). В первом случае объем, заключенный между двумя соседними шиберами, увеличивается и заполняется жидко­стью, поступающей из линии всасывания через паз А распредели­тельного диска. Во втором случае указанный объем уменьшается, и жидкость оттуда вытесняется через паз Б в линию нагнетания.

В настоящее время более распространены шиберные насосы двойного действия (рис. 22, б). Их достоинства по сравнению с на­сосами простого действия следующие: при одинаковых размерах насосов простого и двойного действия последний имеет вдвое большую подачу; вал насоса двойного действия разгружен от попе­речных сил и, следовательно, от изгибающих моментов. Недостаток таких насосов - нерегулируемая подача.

Роторы обоих насосов по конструкции совершенно одинаковы. Статор и ротор насоса двойного действия соосны. Рабочая поверх­ность статора - поверхность прямого некруглого цилиндра, содер­жащая четыре участка - I, II, III, IV (рис. 22, б). При вращении ротора шиберы, перемещающиеся на участках / и ///, удаляются от центра вращения ротора, а на участках Пи IV- приближаются к не­му. Пазы А\ и А_г соединены с линией всасывания, а пазы Б\ и Б₂ - с линией нагнетания. Таким образом, за один оборот ротора все ши­беры дважды проходят через линию всасывания и дважды - через линию нагнетания, благодаря этому подача насоса двойного дейст­вия при прочих равных условиях в два раза больше подачи насоса простого действия.

Шиберы обоих насосов наклонены в сторону вращения на неко­торый угол а по отношению к радиусу. Это необходимо для того, чтобы разгрузить шиберы от изгибающего момента, создаваемого реактивной силой, нормальной к поверхности статора, и силой тре­ния в контакте шибер-статор. Угол а выбирается так, чтобы равно­действующая указанных сил была направлена вдоль оси шибера. Поэтому вал шиберного насоса должен вращаться только в разре­шенном направлении, указанном в паспорте насоса и обозначенном стрелкой на его корпусе. Вращение в неразрешенном направлении приводит, как правило, к поломке шиберов и задирам поверхности статора.

3.3.4.2 Шестеренные насосы

Схема шестеренного насоса показана на рис. 23. В корпусе на­соса 1 установлены шестерни 2 и 3. В большинстве конструкций шестеренных насосов обе шестерни имеют одинаковое число зубьев. Зазоры между поверхностями выступов шестерен и охватывающими их поверхностями корпуса составляют сотые доли миллиметра, бла­годаря чему утечки жидкости через указанные зазоры малы. Жид­кость из зоны всасывания (где зубья выходят из зацепления) в зону нагнетания переносится полостями, расположенными между сосед­ними зубьями. Шестеренный насос является реверсивным - при из­менении направления вращения шестерен направление движения жидкости меняется на обратное.

При вращении шестерен некоторая часть жидкости, находящей­ся в зоне нагнетания, периодически запирается в объеме А, откуда частично попадает в зону всасывания. Эта "обратная подача" снижа­ет объемный КПД насоса. Кроме того, в защемленном объеме может создаться высокое давление, что нежелательно. Для разгрузки за­щемленного объема от повышенного давления он сообщается с зо­ной нагнетания торцовой канавкой Б.

:

Рис. 23. Схема шестеренного насоса