Роторно-поршневые насосы

Роторно-поршневые насосы по расположению поршней относи­тельно продольной оси ротора делятся на радиально-поршневые, когда поршни расположены перпендикулярно продольной оси ро­тора, и аксиально-поршневые, когда поршни расположены парал­лельно продольной оси ротора.

Схема устройства радиально-поршневого насоса показана на рис. 3.3. Насос состоит из цилиндрического корпуса 4, ротора, поршней, подводящих и отводящих патрубков.

Рис. 3.3.

Ротор 1, установленный в корпусе 4 эксцентрично, имеет радиально расположенные отверстия 2, выполняющие роль цилиндров. В отверстиях установлены поршни 3, которые своими наружными концами опираются на внутреннюю поверхность корпуса под дей­ствием установленных в цилиндрах пружин. Ротор имеет осевую расточку, внутри которой поставлена перегородка 5. Перегородка делит расточку на две полости — А и В, которые заканчиваются подводящим и отводящим штуцерами.

При вращении ротора по часовой стрелке поршни, бегущие по дуге ab, из-за наличия эксцентриситета выдвигаются из цилиндров 2, и в результате этого в них возникает разрежение, происходит их заполнение жидкостью из полости А. Таким образом, при движе­нии поршней по дуге аb происхо­дит процесс всасывания.

Поршни, движущиеся по дуге bа, смещаются в цилиндрах к центру. В результате этого поршни вытес­няют жидкость из цилиндров в по­лость В. Происходит процесс на­гнетания.

При вращении ротора в точках а и b поршни переходят мертвые точки, т. е. переходят из области всасывания в область нагнетания и наоборот. Радиально-поршневой насос обладает реверсивностью.

Подача роторно-поршневых насосов. Мгновенная подача q од­ним поршнем насоса определяется как произведение площади по­перечного сечения цилиндра f на относительную скорость с_отн в нем:

Неравномерность подачи (пульсация потока) у роторно-порш-невых насосов меньше, чем у поршневых, и зависит от частоты вращения ротора и числа цилиндров. При нечетном числе цилинд­ров неравномерность подачи меньше, чем при четном числе.

КПД роторно-поршневых насосов. Из-за отсутствия клапанов и небольшого хода поршней в цилиндрах гидравлические потери в этих насосах незначительны и практически гидравлический КПД равен единице. Следовательно, полный КПД роторно-поршневых насосов определяется величиной объемного и механического КПД:

Однако объемные потери в насосах такого типа большие, по­скольку при малых геометрических размерах цилиндров даже не­значительные зазоры имеют большие относительные величины, поэтому объемный КПД роторно-поршневых насосов составляет 0, 6...0, 95.

На величину объемного КПД влияют следующие факторы.

1) давление нагнетания: с повышением давления нагнетания объемный КПД снижается;

2) величина эксцентриситета (наклона ротора или диска): с уменьшением эксцентриситета (наклона ротора или шайбы) объемный КПД уменьшается, поскольку объемные утечки посто­янны, а подача уменьшается;

3) вязкость перекачиваемой жидкости: чем выше вязкость жид­кости, тем меньше объемные потери.

Механический КПД роторно-поршневых насосов зависит глав­ным образом от величины сил трения между движущимися по­верхностями деталей насоса.

На величину механического КПД влияют следующие причины:

1) подача насоса: чем меньше подача, тем больше удельная часть механических потерь;

2) напор, развиваемый насосом: при больших напорах возраста­ет силовое взаимодействие между трущимися поверхностями дета­лей насосов, что затрудняет обеспечение жидкостного трения меж­ду ними; при нарушении жидкостного трения (переход к полужид­костному) силы трения заметно возрастают за счет увеличения коэффициента трения.