Роторные насосы

Роторными называют 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 (шестеренный насос), винты (винтовой насос), пластинки (пластинчатый или ротационный насос)

Шестеренныйнасос включает в себя две шестерни: ведущую и ведомую, которые находятся в зацеплении и размещены в едином корпусе 1 с небольшими радиальными и торцевыми зазорами (рис. 39).

Рис. 39. Схема шестеренного насоса с внешним зацеплением:

1 – корпус; 2, 4 – соответственно нагнетательная и всасывающая полости; 3 – предохранительный клапан; 5, 6 – соответственно ведущая и ведомая шестерни

Шестеренныегидромашины выполняются с шестернями внешнего и внутреннего зацеплений. Гидромашины с внутренним зацеплением имеют лучшие технические показатели, но сложны в изготовлении. Поэтому наибольшее распространение имеют гидромашины с внешним зацеплением, используемые в качестве, как насосов, так и гидродвигателей.

Шестеренный насос с внешним зацеплением

Шестеренный насос состоит из двух цилиндрических одинаковых шестерен, помещенных в плотно охватывающий их корпус (рис. 40).

Одна из шестерен 2 является ведущей, другая 3 – ведомой.При вращении шестерен по направлению стрелок зубья шестерен выходят из зацепления в полости всасывания 4, освобождается объем впадин и жидкость заполняет их. Захватываемая зубьями жидкость вовлекается во вращательное движение вместе с шестернями. В полости нагнетания 2 зубья входят в зацепление, вытесняя жидкость из впадин (рис. 40).

Насос снабжается предохранительным клапаном 3, срабатывающим, если развиваемое насосом давление по каким-либо причинам становится выше допустимого.

Рис. 40. Принципиальная схема шестеренного насоса:

1 – корпус; 2 – ведущая шестерня; 3 – ведомая шестерня

Шестерни чаще всего применяются с прямыми зубьями эвольвентного профиля и малым числом зубцов 8 – 16, но могут применяться также косозубые и шевронные шестерни. Выгодным является использование шестерен с малым числом зубьев, так как при этом уменьшаются габариты и вес насоса.

Величина находится в пределах 0, 7...0, 9; численное значение механического КПД - 0, 8...0, 95. Шестерни насоса выполняют обычно одинакового диаметра с числом зубьев 8...12. Шестерни выполняют прямозубыми, косозубыми и шевронными.

Насосы применяют для подач 0, 25...40 и давлений до 2...3 МПа.

Шестеренные насосы применяют в гидросистемах агрегатов для подземного ремонта и как топливные в некоторых агрегатах.

Пластинчатый насос (рис. 41) состоит из корпуса 3 с цилиндрической внутренней поверхностью, в которой с эксцентриситетом е расположен ротор 4. Он представляет собой цилиндр с прорезями (пазами), в которых размещены прямоугольные пластины-вытеснители 5, совершающие при вращении ротора 4 возвратно-поступательное движение. Под действием центробежных сил или пружин пластины 5 своими внешними торцами прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности корпуса 3 и скользят по ней. При вращении ротора 4 жидкость через окно поступает в межлопаточное пространство из всасывающего патрубка 1. Жидкость затем переносится пластинами к противоположному окну, из которого подается в нагнетательный патрубок 2. Окна, через которые подается и отводится жидкость, на рисунке не показаны.

Рис. 41. Принципиальная схема пластинчатого насоса

однократного действия:

е – эксцентриситет; 1, 2 – соответственно нагнетательный и всасывающий патрубки; 3 – корпус; 4 – ротор; 5 – пластина

Воздействие на жидкость в пластинчатом насосе аналогично поршневому, но здесь имеет место более удобное вращательное движение и не требуются клапаны. Из-за трения пластины изнашиваются, а при загрязнении жидкости твердыми примесями могут заклиниваться.

Основными частями машины однократного действия является статор 3 (рис. 42), внутри которого с эксцентриситетом установлен ротор 2, представляющий собой цилиндр с прорезями (пазами), расположенными либо радиально, либо с небольшим наклоном вперед по отношению к направлению вращения. В прорезях помещаются пластины 3, которые при вращении ротора под воздействием центробежных сил могут совершать относительно ротора возвратно-поступательное движение и прижиматься к внутренним стенкам статора. Число пластин для улучшения равномерности подачи нагнетаемой жидкости в случае работы в режиме насоса рекомендуется брать кратным четырем. В статоре вырезаны окна 4 и 5, соединенные с подводящим и отводящим трубопроводами. Для разобщения подводящей полости от отводящей в статоре предусмотрена перемычка, ширина которой по дуге окружности статора несколько больше соответствующего расстояния между пластинами.

Рис. 42. Роторно-пластинчатый насос:

1 – пластина; 2 – ротор; 3 – статор; 4 – всасывающий канал;

5 – нагнетательный канал

Рабочие камеры в гидромашинах рассматриваемого типа ограничены с двух сторон соседними пластинами и поверхностями ротора и статора. С торцов уплотнение осуществляется дисками, один из которых может быть плавающим, с поджатием к ротору давлением жидкости.