Шиберные насосы

Шиберный насос состоит из цилиндрического статора с под­водящим и отводящим патрубками и эксцентрично, как в paдиально-поршневом насосе, расположенного ротора, в котором имеются радиальные пазы с находящимися в них шиберами – пластинами, роликами или фигурными шиберами (рисунок 30 а, б, в, г).

Рисунок 30. Шиберные насосы

Эти элементы легко перемещаются в пазах, прижимаясь к статору силой инерции, пружинами или давлением жидкости, подводимой изнутри. При вращении ротора шиберы поочередно отсекают порцию жидкости в рабочих камерах между ними и вытесняют ее в выходную камеру.

Подвод и отвод жидкости осуществлен так, чтобы в замкнутой камере не происходило сжатия жидкости (см. рисунок 30 б). Ци­линдрические ролики ставят вместо пластин для уменьшения трения.

Расчетная подача двухпластинчатого насоса (см. рисунок 30 а) определяется из подачи каждой пластиной за один оборот, которая в свою очередь определится площадью между пластинами. При угле поворота φ = π/2 и толщине пластины b=0, эта площадь будет равна:

s = (π/2)(R²-r²-e²)+2eR

где s – площадь между двумя пластинами;

R – радиус статора;

r – радиус ротора;

е – эксцентриситет – расстояние между осью статора и осью ротора.

Исходя из этого расчетная подача насоса, с учетом что за каждый оборот вытиснится два объема, соответствующих этой площади, будет равна:

Q _т =2Вsn=2Bn((π/2)(R²-r²-e²)+2eR)

где B – ширина ротора;

n – частота вращения вала насоса.

С учетом объема пластин, равного q=4Веbn, подача насоса определится как:

Q _т =Bn((π/2)(R²-r²-e²)+2е(R-b))

где b – ширина пластины.

Рабочий объем q (расчетная подача за один оборот) многопластинчатого насоса (см. рисунок 30 б) равен объему, описываемому рабочей частью пластины высотой h=2e за один оборот и определяется по формуле:

q=2πDeb

где D – диаметр колодца (расточки) в корпусе статора;

b – ширина ротора;

е – эксцентриситет насоса– расстояние между осью статора и осью ротора.

Исходя из этого средняя расчетная (теоретическая) подача насоса за n оборотов в единицу времени будет равна:

Q _т =2πDebn

С учетом толщины s пластин, жидкости будет вытесняться меньше на величину объема занимаемого пластинами, в результате средняя подача насоса будет равна:

Q _т =2ebn(πD-zs)

где s – толщина пластин;

z – число пластин.

Для перекачивания вязких жидкостей служит насос, замыка­телем которого является шибер, прижимаемый к овальному ро­тору под действием перепада давления жидкости Δр (рисунок 30 д).