Объемные насосы

Объемные насосы – насосы, в которых перемещение жидкости (или газа) осуществляется в результате периодического изменения объема рабочей камеры. К ним относятся: поршневые насосы, пластинчатые, шестеренчатые, водокольцевые.

Поршневые насосы (рис. 3.4). В поршневых насосах рабочий орган (поршень) совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, сообщая перекачиваемой жидкости энергию.

Подача Q, м³/с, насоса определяется по формуле

Q = (3.5)

где d – диаметр поршня, м; S – ход поршня, м; n – частота перемещения поршня, с^-1.

Рис. 3.4. Поршневой насос: 1 – клапан; 2 – поршень; 3 – цилиндр

1

2

3

S

Поршневые насосы перекачивают различные жидкости, создавая большие напоры (до 15 МПа), обладают хорошей всасывающей способностью (до 7 м) и высоким КПД
η = 0,75–0,85.

Их недостатками являются: тихоходность, неравномерность подачи жидкости и невозможность ее регулировать.

Поршневые насосы применяют для заполнения огнетушителей, газовых баллонов, их испытаний и т.д.

Аксиально-поршневые насосы (рис. 3.5). Несколько поршневых насосов 2 размещены в одном барабане 3, вращающемся на оси распределительного диска 1. Штоки поршней 4 шарнирно закреплены на диске, вращающемся на оси 5. При вращении вала 6 поршни перемещаются в осевом направлении и одновременно вращаются с барабаном.

Рис. 3.5. Аксиально-поршневой насос: 1 – распределительный диск; 2 – поршень; 3 – барабан; 4 – шток; 5 – ось; 6 – вал распределительный диск

1

2

3

4

5

6

7

a

b

a

b

g

В распределительном диске 1 выполнены два серповидных окна. Одно из них соединено с масляным баком, а второе с магистралью, в которую подается масло.

За один оборот вала барабана каждый поршень совершает ход
вперед и назад (всасывание и нагнетание).

Подача насоса определяется
по формуле

(3.6)

где D _б – диаметр барабана, м; d – диаметр поршня, м; i – число поршней;
n – скорость вращения вала, об/мин.

Достоинством насосов является равномерность подачи жидкости, высокое развиваемое давление (40–50 МПа) и КПД (η)= 0,85–0,9.

В системах управления автолестниц и подъемников насосы используются и как гидромоторы и как гидронасосы.

Шестеренчатый насос (рис. 3.6) состоит их корпуса 2 и зубчатых колес 1. Одно из них приводится в движение, второе в зацеплении с первым свободно вращается на оси. При вращении шестерен жидкость перемещается впадинами 3 зубьев по окружности корпуса.

Рис. 3.6. Шестеренчатый насос: 1 – зубчатое колесо; 2 – корпус; 3 – впадина

1

2

3

3

Они характеризуются постоянной подачей жидкости и работают в диапазоне 500–2500 об/мин. Их КПД в зависимости от частоты вращения и давления достигает 0,65–0,85. Они обеспечивают глубину всасывания до 8 м и могут развивать напор более 10 МПа. Используемый в пожарной технике насос НШН-600 обеспечивает подачу Q = 600 л/мин и развивает напор Н до 80 м при n = 1500 об/мин.

Подача насоса определяется по формуле

(3.7)

где R и r – радиусы шестерен по высоте и впадинам зубьев, см; b – ширина шестерен, см; n – частота вращения вала, об/мин; η – КПД.

В этих насосах предусматривается перепускной клапан. При избыточном давлении через него перетекает жидкость из полости нагнетания во всасывающую полость.

Пластинчатый насос (шиберный) насос (рис. 3.7) состоит из корпуса с запрессованной с него гильзой 1. В роторе 2 размещены стальные пластины 3. Приводной шкив закреплен на роторе 2.

Ротор 2 размещен в гильзе 1 эксцентрично. При его вращении лопатки 3 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности гильзы, образуя замкнутые полости. Всасывание происходит за счет изменения объема каждой полости при ее перемещении от всасывающего отверстия к выпускному.

Подача, см³/мин, пластинчатых насосов равна

, (3.8)

Рис. 3.7. Пластинчатый насос: 1 – гильза; 2 – ротор; 3 – пластина

1

2

3

где n – частота вращения ротора, об/мин; r ²_c и r ²_p – радиусы статора и ротора, см; b – ширина пластины.

Пластинчатые насосы могут созда-
вать напоры 16–18 МПа, обеспечивают
забор воды с глубины до 8,5 м при КПД,
равном 0,8–0,85.

Смазка вакуумного насоса осуществляется маслом, которое подается в его всасывающую полость из масляного бака вследствие разрежения, создаваемого самим насосом.