Роторно-пластинчасті і фігурно-роторні насоси

Ротаційні насоси з лопатками-пластинками (шиберами) прості по конструкції, надійні в роботі і, зручні в експлуатації.

Насоси цього типу з числом лопаток більше двох при підводі до них рідини під тиском можуть бути використані як гідромотори.

На рис. 12 показані загальний вигляд (а) і схема (б) шиберного насоса найпростішої конструкції, вживаного як масляного насоса в невеликих двигунах внутрішнього згоряння.

Насос складається з круглого розточеного зсередини корпусу 1, що має в нижній

.Рис. 12. Шиберний насос. частині приймальний і відливний патрубки

Усередині корпусу ексцентрично встановлений ротор 2, дотичний з корпусом у нижній частині. У роторі є наскрізний діаметральний паз, в який вставлені дві лопатки 3, що притискаються до внутрішньої поверхні корпусу пружинами, поміщеними між лопатками. Шийки на роторі служать для скріплення обох його половин і лежать в підшипниках; одна - в підшипнику корпусу, а інша, більшої довжини, виходить через підшипник кришки назовні. На останній закріплюють приводну шестерню або зірочку. При обертанні ротора за годинниковою стрілкою лопатка, що проходить лівий (всмоктуючий) патрубок, створює за собою розрідження, в результаті чого здійснюється всмоктування рідини, яке триває до моменту підходу цієї лопатки до нагнітального патрубка. Друга лопатка в цей момент перекриває всмоктуючий патрубок і при своєму подальшому обертанні нагнітає рідину через правий патрубок. В процесі експлуатації насоса відбувається знос лопаток, збільшується зазор між бічними стінками корпусу і ротором, а також між корпусом і окружністю ротора в нижній частині. Рівномірний знос лопаток по колу не робить помітного впливу на роботу насоса; збільшення ж торцевих зазорів і зазору в нижній частині зменшує об'ємний к. п. д., тому їх величина не повинна перевищувати 0,25 мм.

Двухшиберні насоси створюють тиск 0,5-0,6 МПа (5-6 кгс/см2) і подають рідину

нерівномірно. Для отримання більш рівномірної подачі і високого напору застосовують багатошиберні насоси з числом лопаток від 4 до 12.

Конструкція шиберного насоса подвійної дії представлена на рис. 13. У цьому насосі всмоктування і нагнітання відбуваються два рази за один оборот ротора.

Основними елементами насоса служать: статор 5, розташований в корпусі 1, і ротор 4, що має 12 радіальних пазів, в які без зазорів вставлені лопатки 3. Ротор має цапфи, на яких він обертається у втулках дисків 6. Внутрішня порожнина насоса утворена дисками 6, щільно прилеглими до торців статора. Ротор приводиться в обертання приводним валом насоса 2, встановленим на двох шарикопідшипниках. Ротор і лопатки щільно пришліфовані по торцевим дискам б, а зовнішні кромки лопаток - також і до стінок порожнини статора.

Під впливом відцентрових сил, що виникають при обертанні ротора, лопатки притискаються до внутрішньої поверхні статора, що має еліптичну форму. Таким чином, кожна лопатка здійснює два зворотно-поступальних ходи за один повний оборот ротора. Переходячи від положень на кінцях малої осі еліптичної порожнини статора до положень на кінцях великої осі порожнини, лопатки висуваються з пазів ротора, а при зворотному переході заглиблюються в них. Величина ходу лопатки дорівнює різниці довжин великої і малої півосей еліпса. Принцип роботи цього насоса заснований на зміні обсягу, укладеного між двома сусідніми лопатками при обертанні ротора: при висуванні лопаток з пазів цей обсяг збільшується, а при зануренні лопаток в пази - зменшується.

Для здійснення всмоктування і нагнітання рідини внутрішня порожнина насоса за допомогою чотирьох вікон в торцевих дисках статора з'єднана на ділянках збільшення межлопаточного обсягу з камерою всмоктування (вікна 7 і 8), а на ділянках зменшення межлопаточного обсягу - з камерою нагнітання (вікна 9 і 10).

На рис. 14 приведена схема для визначення продуктивності шиберного насоса подвійної дії. Теоретична продуктивність залежить від основних робочих параметрів (ширини і товщини) і числа лопаток, частоти обертання ротора і радіусу (великого і малого) внутрішнього профілю статора. У працюючому насосі (ротор 4 обертається) рідина, всмоктується через вікно 1, заповнює обсяги між лопатками 3, обмежені профілем статора 2, його торцевими площинами й поверхнею ротора 4.

Кожен такий об'єм рідини являє собою сектор кільця перетином ММ, що визначається радіусами статора Rіrі шириною лопаток b при обертанні ротора цей обсяг переноситься лопатками від вікна / до вікна 5. При подальшому обертанні ротора через зменшення обсягу між лопатками робоча рідина витісняється через вікно 5.

Рис. 13. Шиберний насос подвійної дії,

Між лопатками, ротором і статором завжди залишається невеликий об'єм рідини, яка обертається разом з ротором насоса. Величина цього обсягу залежить від радіального зазору між статором і ротором, тобто від різниці між радіусом ротора R, і малим радіусом статора р.

Корисна площа перерізу ММ межлопаточного об'єму рідини дорівнює (R-г) b.

За кожен оборот ротора через перетин ММ проходять всі обсяги, укладені між лопатками, і, якщо не враховувати обсягу самих лопаток, з вікна всмоктування в вікно нагнітання переходить об'єм рідини q, що дорівнює об'єму кільця із зовнішнім радіусом R, внутрішнім г і шириною b:

Так як за один оборот ротора відбувається два робочих цикли, то повний обсяг, що нагнітається насосом за один оборот валу, дорівнюватиме qn = 2n (R2-r2) b

Позитивною якістю шиберного насоса подвійної дії є практично повна відсутність пульсацій в потоці рідини, що подається насосом, при числі лопаток ротора не менше

8-12.

На рис. 15 зображений гідромотор, що працює за принципом шиберного насоса. Гідромотори подібного типу використовуються на суднах в якості приводів до брашпиля і лебідок.

Гідромотор має литий чавунний корпус 1, забезпечений двома фланцями для приєднання трубопроводів. З бічних сторін корпус закривається кришками б, поставленими на паперові прокладки. Внутрішня поверхня корпусу оброблена по криволінійному контуру, частина якого складають дві дуги різного радіусу, проведені із загального центру. Ділянки контуру між дугами з'єднані плавними симетричними кривими. В розточений корпус поміщений циліндричний ротор 2, бічна поверхня якого прилягає до корпусу на дузі меншого радіусу. З боку більшого радіуса між корпусом і ротором утворюється канал постійного перетину на дузі 115-120 °.

Ротор, що складається з чотирьох частин, з'єднаних одна з одною болтами 12, закріплюється безпосередньо на вантажному валу 10 лебідки за допомогою шпонки 7 і стопорного гвинта 11. Між частинами ротора є радіальні пази, в які по точній ковзній посадці поміщені чотири лопатки 5.

Діаметрально розташовані лопатки розпираються стержнями 3 і пружинами 4, тому вони весь час виявляються щільно притиснутими до внутрішньої поверхні корпусу.

Вал 10, що спирається на роликові підшипники 9, виходить з корпусу через ущільнювальні сальники 8.

Рис. 15. Шиберний гідромотор

Рідина, що подається насосом в гідромотор, припустімо через верхній патрубок, чинить тиск на лопатку, призводить ротор в обертання і, пройшовши через гідромотор, по нижньому патрубку йде до насоса. Зміна напрямку обертання ротора здійснюється шляхом зміни напрямку підведення рідини до гідромоторів. Для цієї мети служить спеціальний розподільчий золотник, встановлений на посту управління механізмом.

Гідромотори цього типу при простій і компактній конструкції надійні в роботі, мають тривалий термін служби, безшумні і зручні в експлуатації.

На рис. 16 представлена схема роботи ще одного ротаційного насоса - коловратного. Процес всмоктування і нагнітання у цих насосів здійснюється завдяки безперервному обертанню роторів в напрямках, зазначених стрілками.

На рис. 17 показана одна з різновидів конструкції фігурно-роторного насоса, що застосовується на судах для перекачування нафтопродуктів.

Насос складається з чавунного корпусу і чавунних кришок 10 і 11, між якими з малим осьовим зазором поміщений зіркоподібний сталевий внутрішній ротор 3. Ротор 3 закріплений на приводному валику 7, що лежить на шарикопідшипниках 8 і 13. Вихід вала з корпуса з одного боку ущільнений сильфонним обертовим сальником 9 з маслостійким графітовим кільцем 1, а з

Рис. 17. Фігурно-роторний насос

іншого - ущільненням 12 типу «Зіммерінг».

Зуби внутрішнього ротора входять у вирізи зовнішнього ротора 5, зовнішня поверхня якого по точної ковзної посадці підігнана до марнування циліндричної поверхні корпуса б,. Внутрішня поверхня зовнішнього ротора 5 точно підігнана по поверхні сегмента 4, виконаного заодно з правого кришкою 10.

Насос оснащений запобіжним клапаном 2. При обертанні внутрішнього ротора в напрямку стрілки, він захоплює за собою зовнішній ротор, і, оскільки останній розташований по відношенню до внутрішнього ротору ексцентрично, на частині обороту зуби внутрішнього ротора виходять із вирізів зовнішнього ротора. Таким чином створюється підсмоктуюча дія.

Рідина заповнює западини внутрішнього ротора і вирізи зовнішнього, проходить в них уздовж сегмента і виштовхується на другій частині обороту в нагнітальну порожнину

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лекція 2.	\|	Водокільцеві насоси

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.