Роторные насосы

1) Классификация и общие свойства роторных насосов ГОСТ17398-72.

Все роторные насосы делятся на две больших группы:

Роторные насосы

Роторно-вращательные Роторно-поступательные

Зубчатые Шиберные Роторно-поршневые

Шестеренные* Пластинчатые*

Аксиально-поршневые* Радиально-поршневые*

В роторных насосах взаимодействие рабочего органа с РЖ происходит в подвижных камерах, которые попеременно взаимодействуют с полостями всасывания и нагнетания. Это позволяет исключить из конструкции клапаны, что позволяет иметь значительно б о льшую быстроходность, т.е число рабочих циклов в единицу времени. Важное отличие их от поршневых — обратимость, т.е может работать и как г/двигатель.

Важной конструктивной особенностью роторных насосов является многокамерность, это обеспечивает равномерность подачи. Однако пульсация всегда имеет место, но у насосов с нечетным числом камер она меньше.

Недостаток: жидкость, которую перекачивает насос, одновременно является его смазкой, т.е она должна быть чистой и не агрессивной к материалу насоса, обладать смазывающей способностью.

Отсутствие клапанов практически сводит на нет гидравлические потери ηг = 1,

т.о ηн = ηоηм.

2) Шестеренные насосы.

Состав и принцип работы: Рис. 12.4 — ______________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рабочая камера — впадина между зубьями, рабочий объём

Wo = πDbh 3

Где: D — __________________________________________________;

b — _______________________________; h — __________________________________.

Параметры зацепления свяжем с модулем: т.к h = 2m, а D = zm, то 3 примет вид:

Wo = 2πbzm² 3*

Из 3* видно, что рабочий объём Wo увеличивается пропорционально числу зубьев z в первой степени и квадрату модуля m. Т.о., для увеличения подачи насоса целесообразнее увеличить модуль зацепления m за счет снижения числа зубьев z. На практике обычно применяют насосы с числом зубьев z = 8 … 18.

Эти насосы просты в изготовлении и надежны в эксплуатации. Выпускаются для г/систем как с высоким давлением (до 15 … 20 МПа), так и с низким (1 … 10 МПа). Частота вращения 1000 … 2500 об /мин, их КПД 0,85 … 0,95.

3. Пластинчатые насосы.

Рабочий орган (вытеснитель) — пластины. Пластинчатые насосы могут быть однократного, двукратного и многократного действия.

Принцип работы: _______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для расчета рабочего объёма можно использовать формулу Wк = h l b 4

Где: h = 2е — __________________________;

l = (πD – δz) / z — ________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________;

D — ________________________; z — ___________________; δ — ______________________.

Для вычисления рабочего объёма пластинчатого насоса используется формула:

Wo = 2e(πD + δz)bk 5

Из 5 видно, что при сохранении габаритов насоса его рабочий объём можно увеличить за счет: а) _______________________________________________________________________

б) _______________________________________________________________________

Эти насосы просты в производстве и в эксплуатации. Применяются в станкостроении, создают максимальное давление 7 … 14 МПа, частота вращения ротора 1000 … 1500 об /мин, КПД — 0,70 … 0,92.

4. Роторно-поршневые насосы.

Это насосы с вытеснителями в виде поршней или плунжеров.

Аксиально-поршневые поршневые насосы — возвратно-поступательное движение поршней параллельно оси вращения насоса. Выпускаются двух видов: с наклонным диском (рис. 12.7, а) и с наклонным блоком (рис. 12.7, б).

Основные элементы насоса и принцип работы: ______________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Конструкцию и работу насоса с наклонным блоком изучить самостоятельно:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Объём рабочей камеры для обоих разновидностей насоса Wк = Sп· l

Однако рабочий ход у них будет вычисляться по разным зависимостям, тогда рабочий объём для насосов:

- с наклонным диском: Wод = Sп·z·D·tgγ 6

- с наклонным блоком: Wоб = Sп··D·Sinγ 7

Эти насосы сложнее изготавливать, стоят дороже, но имеют существенно лучшие эксплуатационные характеристики. Они создают давление до 30 … 40 МПа, могут работать в широком диапазоне частот вращения (500 … 4000 об /мин и более).

Полные КПД = 0,90 … 0,92, а объёмные КПД = 0,95 … 0,98. Применяются в авиации, строительной и дорожной технике.

5. Характеристики насоса и насосной установки.

Насосная установка — __________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Характеристика насоса — _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Действительная подача насоса меньше теоретической на величину объёмных потерь, которые вызваны утечкой РЖ через зазоры из полостей с высоким давлением. Величина утечек пропорциональна перепаду давлений в первой степени (т. к режим течения в щелях ламинарный). Поэтому действительная характеристика насоса — это прямая (111) с наклоном в сторону снижения подачи. Утечки растут с пропорционально давлению

(q"ут > q'ут), а подача насоса с ростом давления уменьшается (Q"н < Q'н).

Действительная характеристика насоса может быть построена при известном объёмном КПД (ηо): _____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 12.9, б — (состав на рис.) При небольших давлениях (р) на выходе насоса

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При некотором давлении рр, которое называют давлением настройки клапана,

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При увеличении давления щель 1 и расход через клапан будут увеличиваться, подача насосной установки уменьшаться.

Наконец, при давлении р = рmax __________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 12.9, в — (состав на рис.) При небольших давлениях (р) _________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При некотором давлении рр, которое называют давлением настройки регулятора (·)С,

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При дальнейшем увеличении давления ____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При расчете г/систем используется зависимость, связывающая давление насоса (р) с вращающим моментом (М) на его валу:

М = 0,5π·Wo·p·(1 /ηм) 8