Что такое и принцип работы пластинчатых и регулируемых насосов

Основы гидравлики

Насосы пластинчатые (шиберные)

Пластинчатые (шиберные, коловратные) насосы нашли широкое применение в гидроприводах технологического оборудования, работающих при давлениях жидкости до 6,3 или до 12,5 МПа. Это объемные гидромашины, функцию вытеснителей в которых выполняют две или несколько пластин (шиберов) .
Не следует путать пластинчатые насосы с лопастными насосами, поскольку термин “лопастные” в настоящее время закреплен за динамическими насосами, имеющими рабочий орган в виде центробежного, осевого или диагонального вентилятора.

Различают пластинчатые насосы:

Работу пластинчатого насоса легко уяснить из примеров, приведенных на рисунках 1, 2, 3 .
Пластинчатый насос однократного действия (рис. 2, 3) состоит из корпуса 1 , в цилиндрической расточке которого эксцентрично (со смещением) расположен ротор 2 .
В пазах ротора размещены незакрепленные пластины 3 .
К торцам ротора крышками поджаты распределительные диски с окнами B всасывания и H нагнетания, соединенные каналами в корпусе соответственно с входным и выходным отверстиями насоса.

Насос представляет собой многокамерную роторную гидравлическую машину.
Каждая камера образована поверхностями двух соседних пластин, ротора, корпуса и распределительных дисков.
При вращении ротора насоса от приводного электродвигателя пластины выдвигаются из пазов, и постоянно прижимаются к поверхности расточки корпуса центробежными силами.
Если ротор вращается по часовой стрелке, то рабочие камеры, расположенные слева от вертикальной оси, увеличивают свои объемы. В них создается вакуум, и жидкость за счет разности давлений поступает из бака насосной станции через окно B в камеры насоса, – происходит всасывание.
Одновременно камеры, расположенные справа от оси, уменьшают свои объемы, и находящаяся в них жидкость вытесняется через окно H в напорную линию с избыточным давлением – происходит процесс нагнетания.
За один оборот ротора каждая камера совершает один полный цикл, то есть осуществляет всасывание и нагнетание.

Если поместить ротор внутри кольца, которое может перемещаться в корпусе насоса, то можно создать регулируемую гидравлическую машину.
Производительность такого насоса будет зависеть от величины эксцентриситета, а направление движения потока жидкости от направления (вверх или вниз) смещения оси кольца от оси ротора, причем подача насоса будет равна нулю, если е = 0, то есть когда оси ротора и статора совпадают.

Недостатком рассмотренной схемы является значительная по величине и постоянная по направлению нагрузка F на опоры ротора, вызванная разностью давлений ризб и рвак в камерах нагнетания и всасывания.

Теоретическую производительность пластинчатого насоса однократного действия определяют по формуле:

где:
e – эксцентриситет (смещение оси статора насоса по отношению к оси ротора);
R – радиус цилиндрической расточки статора;
z – число пластин;
S и b – толщина и ширина пластин;
n – частота вращения ротора насоса (вала приводного электродвигателя).

Регулируемые пластинчатые насосы однократного действия нашли применение в приводах технологического оборудования с объемным способом регулирования (в том числе и автоматического) скорости гидравлических двигателей, работающих под давлением жидкости до 6,3 МПа.

Принцип работы пластинчатого насоса двукратного действия

Пластинчатый насос двукратного действия (рис. 4) имеет ряд существенных конструктивных и эксплуатационных отличий от насоса однократного действия.
Корпус 1 насоса имеет внутреннюю расточку, профиль которой образован двумя дугами радиусов R и r , а также переходными кривыми, сопрягающими указанные дуги на участках всасывания и нагнетания. Две зоны всасывания B и две зоны нагнетания H расположены в корпусе насоса симметрично друг против друга.
Оси расточки корпуса и ротора 2 совпадают.

Жидкость из зон нагнетания H подведена в кольцевую проточку 3 , из которой она поступает под торцы пластин 4 , поэтому радиальное перемещение пластин и прижим их к профилированной поверхности корпуса производится не только центробежной силой, но и силой давления жидкости.
В некоторых моделях насосов жидкостью поджимают и распределительные диски, расположенные по торцам ротора. Эти конструктивные решения уменьшают внутренние утечки в насосе.

При вращении ротора насоса против часовой стрелки, камеры, расположенные справа от вертикальной оси и ниже горизонтальной оси увеличивают свой объем, давление в них падает до величины меньше атмосферного (создается разрежение) и жидкость из бака поступает в насос – происходит процесс всасывания.
Следующую четверть оборота камеры уменьшают свой объем, пластины оказывают силовое действие на жидкость и вытесняют ее в напорный трубопровод под избыточным давлением – происходит процесс нагнетания.
Таким образом, за один оборот ротора полный цикл работы насоса повторяется дважды, то есть происходит двукратное действие насоса.

Из-за диаметрально противоположного размещения рабочих полостей в насосе силы давления жидкости на ротор уравновешены, а опоры ротора разгружены, что является существенным преимуществом по сравнению с ранее рассмотренными конструкциями насосов.

Пластинчатые насосы могут использоваться в режиме гидромотора только в том случае, если в пространстве под пластинами расположены пружины, осуществляющие прижим пластин к корпусу статора. При отсутствии таких пружин насос не является обратимым, и не способен преобразовывать энергию потока жидкости в механическую энергию (т. е. не способен выполнять функции гидродвигателя) .

Теоретическая производительность пластинчатого насоса двукратного действия определяется по формуле:

Qm = 2bn(R – r)[π(R + r) – zS] , м 3 /с (2)

где:
b – ширина пластины;
R и r – соответственно большой и малый радиусы расточки корпуса;
z – число пластин;
S – толщина пластины;
n – частота вращения ротора (вала приводного электродвигателя).

Анализ формулы (2) показывает, что производительность (подачу) данного насоса можно изменять только за счет регулирования частоты вращения вала приводного двигателя, следовательно, сам пластинчатый насос двукратного действия представляет собой нерегулируемую машину.

Достоинства и недостатки шиберных насосов

В сравнении с шестерёнными, пластинчатые гидромашины создают более равномерную подачу, а в сравнении с роторно-поршневыми и поршневыми гидромашинами – конструктивно проще, менее требовательны к загрязнениям рабочей жидкости, и, как следствие, – значительно дешевле в изготовлении и эксплуатации.

Пластинчатые гидромашины широко применяются в системах объёмного гидропривода (например, в приводе металлорежущих станков, системах гидроусилителей рулевого управления автомобилей и т. п.) .
Пластинчатые (шиберные) насосы применяют в приводах технологического оборудования с объемным или дроссельным регулированием скорости гидравлического двигателя при сравнительно высоких давлениях (до 12,5 МПа) .
Эти насосы не на много дороже шестеренных (зубчатых) насосов, отличаются простотой конструкции, компактностью, высоким КПД (до 85%) , допускают эксплуатацию при частотах вращения ротора до n = 30 с -1 . Именно благодаря этим качествам пластинчатые насосы нашли применение в таких ответственных системах автомобилей, как гидравлические усилители рулевого управления.

Устройство и принцип работы пластинчатого насоса

Иногда возникает необходимость в перекачке смесей, которые начинают густеть при снижении температуры, поэтому требуется особое насосное оборудование, способное обогревать транспортируемую массу и не давать ей загустевать. С этой задачей может справиться пластинчатый насос, который имеет специальную рубашку для обогрева рабочей смеси. Этот агрегат может перекачивать разные типы веществ: с содержанием абразивных частиц, кашицеобразные, с примесью посторонних мелких включений, смол и различных клейких смесей. Насос может выкачивать жидкости через шланг, погружённый в ёмкость. Этот агрегат имеет повышенную всасывающую силу и может функционировать с одинаковым усилием в двух направлениях.

Особенности строения

Пластинчатый насос может использоваться в разных сферах химической, фармацевтической, косметологической и пищевой промышленности. В конструкции насоса используются следующие составляющие элементы:

  • корпус, выполненный из прочной стали и имеющий легко разборное устройство;
  • асинхронный сверхмощный электродвигатель;
  • пластинчатый вал, вращающийся по эксцентриковой траектории (для изготовления вала используется бронза либо другой экологичный материал).

На цилиндрической поверхности вала рядом с пазами есть выемки, которые находятся под разным углом наклона по отношению к граням элемента. При этом существует две разновидности таких агрегатов:

  • одинарного принципа работы
  • двойного действия.

Каждый из этих агрегатов состоит из перечисленных выше составляющих узлов и деталей и имеет ротор с пластинами. Указанные пластины в моторе ротора могут перемещаться в радиальной плоскости. Основное различие между этими видами агрегатов состоит в конфигурации внутренней плоскости статора. Она и служит ограничителем для перемещения пластин.

Кроме этого, пластинчатые агрегаты делятся на:

  • регулируемые приборы прямого управления;
  • регулируемое оборудование непрямого управления.

Агрегаты двойного действия

Такой насос укомплектован статором (кольцом) с овальной внутренней поверхностью. Благодаря этой конструкции каждый пластинчатый элемент за один оборот вала может выполнять два такта. Принцип работы этого насосного оборудования состоит в следующем:

  1. Формирование камер вытеснения происходит благодаря комбинации ротора, двух соседних пластинчатых деталей, овальной поверхности статора и распределительных дисковых элементов, расположенных по бокам.
  2. При этом минимальный объём рабочей камеры образуется между статором и ротором в месте наименьшего зазора.
  3. Необходимая герметизация камер достигается за счёт того, что происходит постоянное плотное прижатие пластин к овальной поверхности статора.
  4. Когда камера поворачивается дальше, её объём увеличивается и создаётся область разрежения.
  5. При этом в данный момент рабочая камера соединяется с всасывающей линией за счёт прорезей в боковом распределительном дисковом элементе. Это позволяет перекачиваемой жидкости поступать в рабочую камеру.
  6. Когда достигается максимальный объём камеры вытеснения, соединение с всасывающей линией разрывается.
  7. Во время последующего вращения ротора происходит уменьшение объёма камеры вытеснения. В итоге рабочая среда перекачивается в напорную линию через щель в боковом распределительном дисковом элементе.
  8. Такой процесс происходит два раза за одни оборот вала.

Важно: чтобы обеспечить необходимую плотность прижатия пластин к статору, задние плоскости этих изделий, находящиеся в зоне нагнетания, нагружаются рабочим давлением с максимальной силой.

Чтобы определить прижимающее усилие, действующее на пластины, необходимо найти произведение площади торцевой плоскости этих изделий на рабочее давление. Иногда может возникать нарушение масляной плёнки между статором и пластинчатым элементом. Такое возможно в условиях определённого давления, которое зависит от смазывающих качеств транспортируемой среды. Такая ситуация может приводить к ускоренному износу механических деталей насоса.

Читайте также:  Что такое и как работает дисковая пилорама?

Если пластинчатый насос работает при давлении, превышающем 150 бар, для уменьшения прижимной силы агрегат укомплектовывается двойными пластинами. При этом находящаяся под давлением смесь продвигается через отверстие из задней торцевой камеры в промежуточное пространство между концами пластинчатых элементов. Это способствует компенсации прижимной силы.

Приборы одинарного действия

Принцип работы этого насосного оборудования основан на том, что движение пластинчатых элементов ограничивается посредством цилиндрической внутренней плоскости статора. Изменение объёма камеры вытеснения происходит благодаря эксцентричному размещению статора относительно ротора.

Шиберный (пластинчатый) насос одинарного действия имеет почти такой же принцип работы, как и прибор двойного действия, то есть процесс заполнения всасывающей камеры протекает идентично.

Регулируемые пластинчатые агрегаты

В регулируемых пластинчатых насосах с прямым управлением положение кольца статора можно менять при помощи следующих регулировочных приспособлений:

  1. Винт ограничения подачи позволяет отрегулировать эксцентриковую траекторию статора, что напрямую связано с подачей насоса.
  2. Винт регулировки положения опоры может отрегулировать расположение статора в вертикальной плоскости. От этого зависит динамика агрегата и уровень шума.
  3. Винт регулировки максимального давления. Показатель давления напрямую связан с напряжением пружины.

Принцип работы этого агрегат аналогичен работе насоса одинарного действия и выглядит так:

  1. Давление, действующее в насосном оборудовании и нагружающее внутреннюю плоскость статора, зависит от сопротивления в гидравлической системе. При этом сила, воздействующая на пружину, больше, чем сила противодействия. Пока наблюдается такая ситуация статор находится в эксцентриситете.
  2. По мере увеличения давления в гидравлической системе возрастают и другие воздействующие усилия.
  3. Когда противодействующая пружине сила превосходит нагружающее усилие, статор переходит с эксцентриситета в концентричное положение. При этом происходит уменьшение объёма камер вытеснения, пока подача насосного оборудования не станет нулевой.

Стоит знать: подача агрегата зависит от размера внутренних утечек, причём давление находится в заданных пределах. Для изменения показателя давления необходимо отрегулировать натяжение пружины.

Насос регулируемого типа с опцией нулевого хода в момент достижения наивысшего давления образует дренажную линию за пределы корпуса. Посредством этой линии отводятся внутренние утечки с камер высокого давления в области разрежения.

В ходе трения механических деталей агрегата возникает тепло, которое отводится посредством нагретого масла, стекающего в дренажную линию. Кроме охлаждающего действия масло выполняет функции смазки для внутренних механизмов.

Агрегаты непрямого управления

Принцип действия таких приборов идентичный работе техники с прямым управлением. Разница между ними состоит только в регулировочных механизмах. В данных агрегатах используются не регулировочные пружины (одна или две), а поршни. Эти установочные элементы находятся под давлением и управляют движениями статора.

Обычно используется два поршня с разным диаметром. При этом площадь их поверхности соотносится как 2 к 1. Принцип действия насоса выглядит так:

  1. На поршень с большей площадью воздействует пружина, регулирующая предельный эксцентриситет статора в момент запуска насосного оборудования.
  2. Поршень меньшей площади связан с давлением напорной линии. Также этого давление взаимосвязано посредством специального регулятора с поршнем большей площади.
  3. Когда давления, воздействующие на оба установочных поршня, равны, статор располагается в точке предельного эксцентриситета. Это происходит из-за того, что поршни имеют разную площадь.

Регулятор давления

Для определения максимального показателя давления в гидравлической системе используется регулятор давления. Он состоит из следующих частей:

  • корпус;
  • регулировочные пружины;
  • золотник;
  • настроечный механизм.

Подробно принцип работы регулятора мы не будем рассматривать. Стоит отметить только, что он реагирует на изменение давления в гидравлической системе. В результате золотник регулятора перекрывает или открывает сливную линию, что способствует снижению или повышению давления в камере большого поршня.

Пластинчатый роторный насос, устройство, принцип работы.

Пластинчатый насос — это роторно-поступательный насос с рабочими органами (вытеснителями) в виде плоских пластин. Пластинчатые насосы могут быть однократного, двукратного или многократного действия.

На рис. 1, а приведена конструктивная схема пластинчатого насоса однократного действия.

Пластинчатый роторный насос вакуумный

В пазах вращающегося ротора 4, ось которого смещена относительно оси неподвижного статора 6 на величину эксцентриситета ( е ), установлены несколько пластин 5 с пружинами 8. Вращаясь вместе с ротором, эти пластины одновременно совершают возвратно-поступательное движение в пазах 7 ротора. Рабочими камерами являются объемы 1 и 3, ограниченные соседними пластинами, а также поверхностями ротора 4 и статора 6. При вращении ротора рабочая камера 1, соединенная с полостью всасывания, увеличивается в объеме и происходит ее заполнение. Затем она переносится в зону нагнетания. При дальнейшем перемещении ее объем уменьшается и происходит вытеснение жидкости (из рабочей камеры 3).

Для расчета рабочего объема пластинчатого насоса ( Wo ) может быть использована формула

при этом объем рабочей камеры ( Wk ) следует определять в ее крайнем левом положении, т. е. когда она изолирована от полостей всасывания и нагнетания. В этом случае

где h — высота рабочей камеры (h = 2e); L — средняя длина части окружности, ограниченной двумя пластинами; b — ширина пластины.

Длина ( L ) может быть приближенно определена по диаметру ротора D с учетом толщины пластины ( δ ) и числа пластин ( z ) т. е.

Тогда с учетом вышеописанных формул получим приближенную зависимость для вычисления рабочего объема пластинчатого насоса:

Wo = 2e *(3.14*D- δ*z)*b*k

Из анализа последней формулы следует, что для увеличения рабочего объема пластинчатого насоса ( Wo ) при сохранении его габаритов, т. е. размеров D и b, необходимо увеличивать эксцентриситет ( е ).

Кроме того, рабочий объем пластинчатого насоса может быть увеличен за счет кратности его работы ( k ), что достаточно широко применяется на практике. На рис. 1, б приведена конструктивная схема пластинчатого насоса двукратного действия. Внутренняя поверхность такого насоса имеет специальный профиль, что позволяет каждой пластине за один оборот вала дважды производить подачу жидкости. У пластинчатого насоса двукратного действия имеются две области всасывания 9, которые объединены одним трубопроводом, и две области нагнетания 10, также объединенные общим трубопроводом. На практике применяются насосы и с большей кратностью, но их конструкции сложнее, поэтому использование таких насосов ограничено.

Для пластинчатых насосов важным является обеспечение герметичности в месте контакта пластины и корпуса (точка 2 на подач пластинчатого насоса рис. 1, а). В насосах с высокими скоростями это может быть получено за счет центробежных сил. В конструкции, показанной на рис. 1, а, герметичность обеспечивают пружины 8. В некоторых насосах это достигается за счет давления, создаваемого в пазах 7.

Насосы могут быть регулируемыми, т.е. иметь переменный рабочий объем. Конструкция пластинчатого насоса однократного действия позволяет изменять его рабочий объем в процессе работы. Для этого достаточно сделать вал ротора подвижным относительно корпуса. Тогда при смещении ротора 4 влево можно не только уменьшить величину ( e ), а следовательно, подачу насоса, но и изменить направление потока жидкости (при е Следует отметить, что пластинчатые насосы двукратного и многократного действия не могут быть регулируемыми.

Пластинчатые насосы компактны, просты в производстве и надежны в эксплуатации. Поэтому они нашли применение в технике, в первую очередь в станкостроении. Максимальные давления, создаваемые ими, составляют 7. 14 МПа. Частоты вращения пластинчатых насосов обычно находятся в диапазоне 1000. 1500 об/мин. Полные КПД для большинства составляют 0,60. 0,85, а объемные КПД — 0,70. 0,92.

Насос пластинчатый (шиберный): конструкция, виды, принцип работы

Для перекачивания сред, имеющих свойство становиться более вязкими и густыми при снижении температуры, оптимально подходит насос шиберный (или, как его еще называют, пластинчатый). Конструктивной особенностью шиберных насосов, что и позволяет им обеспечивать постоянную степень вязкости перекачиваемой среды, является наличие в их корпусе специальной рубашки. Теплоноситель, который подается извне и циркулирует во внутренних полостях такой рубашки, обогревает транспортируемую через насос среду, не давая ей загустеть.

Читайте также:  Как снять фаску с доски?

Шиберный насос для пищевой промышленности

Насосы шиберного типа благодаря особенностям своей конструкции успешно используются для перекачивания рабочих сред различного типа: кашицеобразных, с содержанием абразивных частиц и нерастворимых примесей другого типа, клеевых смесей и смол. Насосные устройства данного типа отличаются повышенной мощностью всасывания, а также способностью работать с одинаковым усилием в двух направлениях.

Особенности конструкции

Конструкция шиберного насоса состоит из:

  • корпуса с двумя патрубками (всасывающего и нагнетательного), который изготавливается из чугуна или стального сплава;
  • приводного двигателя (как правило, асинхронного типа);
  • вала с пластинами (ротора), который вращается внутри корпуса по эксцентриковой траектории (рабочие пластины располагаются в специальных пазах ротора, кроме того, на поверхности данного конструктивного элемента выполнены пазы, имеющие разные углы наклона в тех местах, где они выходят к граням вала).

Основные части шиберного насоса

Пластинчатые насосы делятся на две большие категории: устройства одинарного и двойного принципа действия. Их основное конструктивное различие заключается в форме поперечного сечения статора – элемента, внутри которого и вращается ротор.

Принцип работы пластинчатых (или шиберных) насосов как одинарного, так и двойного действия можно описать следующим образом.

  • При вращении ротора пластины, имеющие возможность свободно перемещаться в посадочных пазах в радиальном направлении, выдвигаются из них под действием центробежной силы.
  • Торцевая часть выдвинутых пластин входит в плотное соприкосновение с внутренними стенками статора и начинает скользить по ним, перемещая перекачиваемую устройством среду.

Принцип работы шиберного насоса

В зависимости от схемы, по которой построено управление работой насоса шиберного типа, такое устройство может относиться к регулируемым насосам:

Схемы управления регулируемых шиберных насосов

Пластинчатые гидромашины двойного или двукратного действия

Основная особенность шиберного насоса двукратного действия состоит в том, что его статор в поперечном разрезе имеет овальную форму. Двигаясь по внутренней поверхности такого статора, каждый шибер ротора совершает два такта за один оборот вала. Работает пластинчатый насос двукратного действия по следующему алгоритму.

  • Временные рабочие камеры (транспортируемая среда закачивается в них и затем вытесняется в нагнетательную магистраль) формируются такими элементами, как внешняя поверхность ротора, овальная внутренняя поверхность статора, две рядом расположенные пластины и боковые диски. При этом временные рабочие камеры наименьшего объема создаются в том месте внутренней полости шиберного насоса, где зазор между ротором и неподвижной частью двигателя минимальный.
  • Высокая герметичность временных рабочих камер обеспечивается за счет того, что пластины, скользя своей торцевой частью по внутренней поверхности статора, плотно прижимаются к ней.
  • После прохождения пластинами участка с минимальным зазором между ротором и статором объем временной рабочей камеры увеличивается. Это приводит к тому, что в ней резко снижается давление, а значит, создается область разрежения воздуха. При прохождении участка внутренней поверхности статора, где расположен боковой диск, прорези в котором соединены со всасывающей магистралью, происходит наполнение временной камеры перекачиваемой средой.
  • Когда временная рабочая камера, уже наполненная перекачиваемой жидкостью, проходит следующий участок с минимальным зазором между ротором и статором, в ней увеличивается давление рабочей среды, что и способствует вытеснению последней в прорезь второго бокового диска, соединенную с нагнетательной магистралью.
  • Таким образом, за счет овальной формы поперечного сечения статора весь вышеописанный процесс за один оборот вала ротора происходит два раза.

Принцип работы пластинчатого насоса двухкратного действия

На силу прижатия торцевой части рабочих пластин к внутренней поверхности статора при их скольжении по ней влияет давление перекачиваемой жидкости, оказываемое на заднюю поверхность таких элементов. Рассчитать усилие, с которым пластины в процессе скольжения прижимаются к внутренней поверхности статора, можно, если умножить давление жидкости, воздействующей на заднюю поверхность таких элементов, на площадь их торцевой части. При перекачивании под определенным давлением жидкостей, характеризующихся плохими смазывающими свойствами, могут возникать ситуации, когда между торцевой поверхностью пластин и внутренними стенками статора не будет формироваться тонкая пленка рабочей среды. Эксплуатация насоса пластинчатого типа в таких условиях способствует интенсивному износу его рабочих элементов.

Если пластинчатый насос планируется использовать для перекачивания жидкости, которая поступает к всасывающему патрубку под давлением, превышающим 150 бар, то для решения таких задач выбирают модели насосных устройств, конструкция которых укомплектована двойными пластинами. Перекачиваемая жидкость в таких случаях подается через отверстие в задней торцевой части шиберного насоса и поступает в пространство между спаренными пластинами, что и позволяет компенсировать слишком большое давление жидкости, оказываемое на рабочие лопатки.

Устройства одинарного действия

Поперечное сечение ротора шиберных насосов, работающих по принципу одинарного действия, имеет цилиндрическую форму. Изменение объема временной рабочей камеры (это необходимое условие эффективной работы насосного оборудования пластинчатого типа) обеспечивается за счет того, что ротор относительно неподвижной части двигателя совершает вращательные движения по эксцентриковой траектории.

Принцип работы шиберных насосов одинарного и двойного действия, несмотря на различия в их конструкции, один и тот же.

Принцип действия шиберного насоса одинарного типа

Гидромашины регулируемого типа

В шиберных насосах регулируемого типа положение статорного кольца можно менять. Регулировка пространственного положения статора относительно вращающегося внутри него ротора, для выполнения которой в конструкции насоса имеется три винта, осуществляется следующим образом.

  • При помощи винта ограничения подачи можно изменять эксцентриковую траекторию, по которой двигается ротор. Благодаря этому регулируется уровень подачи шиберного насоса.
  • При помощи винта регулировки положения опоры можно изменять пространственное положение статора в вертикальной плоскости. От данного параметра зависят динамические характеристики насоса и уровень шума, который он издает при работе.
  • Винт регулировки максимального давления позволяет контролировать данный параметр за счет изменения степени сжатия специальной пружины.

Устройство шиберного насоса с регулируемым рабочим объёмом

Принцип работы шиберного (пластинчатого) насоса регулируемого типа заключается в следующем.

  • Давление перекачиваемой среды, зависящее от величины сопротивления жидкости в гидравлической системе, воздействует на внутренние стенки статора, а через них – на регулировочную пружину. Пока значение такого давления меньше, чем сила сопротивления пружины, статорное кольцо находится в эксцентриситете по отношению к ротору.
  • По мере того как в гидравлической системе возрастает давление рабочей среды, увеличивается и степень ее воздействия на стенки неподвижной части двигателя и регулировочную пружину.
  • В тот момент, когда давление жидкости превысит давление противодействия пружины, статорное кольцо начнет переходить из эксцентриситета в концентричное положение. При этом происходит уменьшение объема временных рабочих камер шиберного насоса, и, соответственно, снижается давление жидкости, которую он подает в нагнетательную магистраль. В ходе дальнейшего увеличения давления жидкости, поступающей во всасывающий патрубок, напор рабочей среды в нагнетательной магистрали может приблизиться к нулю (нулевой ход насоса). Однако даже в этой ситуации насос будет подавать перекачиваемую жидкость в нагнетательную магистраль, объем которой будет равен величине внутренних утечек устройства. Величина давления жидкости в подающей магистрали, при котором становится возможной вышеописанная ситуация, изменяется степенью сжатия регулировочной пружины.

Принцип работы регулятора давления

В оснащение регулируемых шиберных насосов, в которых предусмотрена опция нулевого хода, входит дренажная система. Через нее из зоны высокого давления рабочей камеры устройства отводятся все внутренние утечки. Наличие в конструкции шиберного насоса такой системы позволяет эффективно отводить тепло от трущихся элементов устройства, а также обеспечивает их смазку.

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия

Сам принцип работы регулируемых шиберных насосов непрямого действия практически ничем не отличается от способа функционирования устройств с прямым управлением. Основное отличие заключается в типах используемых регулировочных механизмов. Если в шиберных насосах с прямой регулировкой таким механизмом является пружина или одновременно две пружины, то в регулируемых насосных устройствах непрямого типа для этих целей используются поршни, которые, находясь под определенным давлением, обеспечивают требуемое пространственное положение статора.

Устройство регулируемого пластинчатого насоса непрямого действия

В конструкции регулируемых насосов непрямого принципа действия, как правило, используются одновременно два поршня, диаметры которых соотносятся между собой в пропорции 2:1. Принцип работы шиберных (пластинчатых) насосов данного типа заключается в следующем.

  • Предельный эксцентриситет статора в момент запуска шиберного насоса обеспечивает регулировочная пружина, которая своей обратной стороной воздействует на поршень большего диаметра.
  • Давление жидкости, поступающей в насос по всасывающей магистрали, воздействует как на поршень меньшего диаметра, так и на большой поршень, для чего используется специальный регулятор.
  • Пока значения давлений жидкости, воздействующей на оба поршня, равны, статор находится в точке максимально возможного эксцентриситета, что обеспечивается разностью диаметров поршней, с которыми он связан. При изменении давления в большую или меньшую сторону автоматически начинает меняться и положение статора относительно ротора шиберного насоса.
Читайте также:  Гидравлический подъемный стол от компании "Надёжная деталь"

Пластинчатый насос: виды и принцип работы

Чтобы переместить субстанцию, предрасположенную к загустению требуется специальное приспособление, которым является пластинчатый насос. У пластинчатых насосов принцип действия заключается в поддержании вязкого состояния раствора.

Они способны это делать благодаря спецустройтству, которое с помощью циркуляции греет прибор изнутри, чем предотвращает загустение масла.

Конструкция пластинчатого насоса позволяет перегонять густые, кашеобразные и нерастворимые смеси. Этот вид приспособлений обладает большой мощностью, что позволяет работать вдвойне эффективно сразу в нескольких направлениях.

Конструкция пластинчатого насоса

Устройство пластинчатого насоса состоит из следующих элементов:

  • чугунный (стальной) корпус с всасывающим и нагнетальным патрубком;
  • асинхронный двигатель;
  • ротор, вращающийся по эксцентриковой траектории.

Пластинчатые насосы по характеристикам делят на два вида: одинарного и двойного действия. Они различаются только с помощью сечения стартера – вращательной частицы для ротора.

Пластинчатый насос имеет принцип работы одинаковый для обоих видов.

  • С помощью центробежной силы пластины ротора пребывают в свободном движении, выдвигаясь из посадочных позиций.
  • Торцевая часть плотно соприкасается со стенками внутри устройства и движется, перенося субстанцию.

Типы пластинчато-роторных насосов

Пластинчатые насосы двойного действия

Данный тип отличается овальной формой стартера. Насос пластинчатый двойного действия имеет следующий механизм работы:

  • Временные рабочие камеры работают при помощи поверхностей ротора и стартера, а также боковых пластин и дисков. А также в наименьшем отверстии между ротором и недвижимой частью двигателя появляется временной рабочий резервуар.
  • Плотность прижатия пластин к стартовой стенке создают высокую герметичность.
  • Камеры расширяются после движения пластин, через узкое отверстие между ротором и стартером. Благодаря этому понижается давление, следовательно, воздух разжижается.
  • Через отрезок времени бокового диска и всасывающей магистрали рядом со стенкой стартера временной резервуар заполняется рабочей жидкостью.
  • В случае заполнения камеры полностью, жидкость движется дальше, через «окно» в боковом диске, состыкованном с магистралью.
  • Насос пластинчато роторный благодаря этой характеристике позволяет за один круг проделать процесс 2 раза.

Но важно помнить, что эксплуатация пластинчатых насосов может привести к износу. Это происходит в том случае, если перекачиваемые жидкости имеют плохие смазывающие свойства, что чревато сухостью торцевых пластин и стенок стартера.

В случае если насос шиберный пластинчатый будет использоваться для перегона субстанции под высоким давлением, которое выше 160 бар, то внимание на прибор с двойными пластинами.

Работа пластинчатого насоса в этом случае заключается в подаче субстанции через задний зазор торцевой части в спаренные пластины, благодаря чему снижается давление раствора на лопасти.

Насос одинарного действия

У пластинчатого насоса схема работы заключается в изменении размера временного резервуара при помощи движения раствора по траектории эксцентрика. Пластинчатый насос однократного действия работает по тому же механизму, что и двойной не зависимо от некоторых различий в построении.

Устройства регулируемого вида

Регулируемый тип пластинчато роторных насосов отличается тем, что дает возможность регулировать положение статорного круга. Регулировочные действия можно выполнять:

  • с помощью винта, который ограничивает поступление жидкости, возможно, изменить путь движения ротора.
  • регулировочным винтом можно преобразить вертикальное положение статора, что помогает уменьшить шум и улучшить динамику работы.
  • винтом регулировки можно также изменить давление, с помощью сдавливания пружин.

Принцип работы роторного пластинчатого насоса заключается в том, что:

  • давление от перекачивания субстанции, благодаря гидравлическому сопротивлению раствора давит на пружину сквозь стартерные стены.
  • возрастает давление на стенку двигателя и пружину через гидравлику в рабочей среде.
  • уменьшается объем временных резервуаров насоса, что снижает давку на перекачиваемую субстанцию.

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия

Применение пластинчатых насосов регулируемого типа не имеет различия в работе с прямо управляемыми механизмами. Различие лишь в использовании устройств регулировки. Во всех насосах применяют пружины, но в данном типе используются поршни. Под давлением они требуют больше пространства при положении статора.

Обычно в насосах данного типа используют два поршня соотносящихся 2:1. Они работают по принципу когда:

  • регулировочная пружина обеспечивает эксцентриситет статора, воздействуя на большой поршень;
  • рабочая жидкость оказывает давление на оба поршня, проходя через всасывающую магистраль благодаря жидкости, которая держит под давлением оба поршня, статор находится в максимальном положении, которое достигается благодаря разно уровневым поршням.

Купить пластинчатые насосы от компании Гидролидер

Наша компания предоставляет на выбор все типы пластинчатых насосов. Мы гарантируем:

  • Качество. Поскольку работаем только с проверенными поставщиками.
  • Цену. Мы предлагаем товар по самым приятным и вкусным ценам.
  • Обслуживание. У нас работают только профессионалы, знающие свое дело и готовые проконсультировать вас по любому вопросу.
  • Выбор. Мы имеем огромный ассортимент продуктов, который ежедневно пополняется новинками.

Купив продукт у нас, вы обретете качественный продукт по приятной цене.

Пластинчатые насосы

Пластинчатые насосы относятся к классу объемных роторных шиберных машин.

Типы пластинчатых насосов

Различают несколько типов пластинчатых машин.

По количеству циклов изменения рабочей камеры:

  • однократного действия
  • двукратного действия

По возможности регулирования:

  • регулируемые
  • нерегулируемые насосы

Рассмотрим каждый из этих типов насосов подробнее.

Нерегулируемые пластинчатые насосы

В нерегулируемых насосах отсутствует возможность изменения рабочего объема. Подачу таких насосов можно регулировать путем изменения частоты вращения приводного двигателя или использовать дроссельное регулирование гидропривода.

Устройство пластинчатого насоса двукратного действия

Внутренняя поверхность статора 1 имеет овальную форму. Ротор 2 установлен соосно статору. В пазах 3 ротора установлены пластины 4, которые могут свободно перемещаться внутри пазов. При вращении ротора пластины за счет центробежной силы пластины прижимаются к поверхности статора образуя рабочие камеры. В связи с тем, что внутренняя поверхность статора имеет овальную форму при вращении ротора объем рабочих камер будет изменяться. В зонах 6 и 7 увеличения объема камеры выполнено отверстие для всасывания рабочей жидкости, в зонах 5 и 8 уменьшения объема камеры – отверстие для нагнетания.

В насосах двойного действия устанавливается четное число пластин (не менее 8).

Расчет рабочего объема пластинчатого насоса двойного действия

Рабочий объем насоса определяется минимальным Rc1 и максимальным радиусами Rc2 внутренней поверхности статора, толщиной ∆ и количеством z пластин, а также углом их наклона ξ.

Вычислить рабочий объем насоса двойного действия можно по формуле:

Подача пластинчатого насоса

Подача объемного насоса – это произведение его рабочего объема на частоту вращения приводного двигателя.

Принцип работы пластинчатого насоса однократного действия

Пластинчатый насос однократного действия показан на рисунке.

Ротор 1 установлен в статоре 2 с эксцентриситетом. В роторе 1 в радиальном направлении выполнены пазы 3, в которых установлены подвижные пластины 4. При вращении ротора пластины под действием центробежной силы прижимаются к цилиндрической поверхности статора. За счет эксцентриситета между осями вращения ротора и статора обеспечивается изменение объемов рабочих камер.

В зоне 6 увеличения объема камеры происходит всасывание рабочей жидкости, зоне 5 уменьшения – нагнетание.

В насосах одинарного действия используется нечетное число пластин (не менее 3).

Расчет рабочего объема пластинчатого насоса одинарного действия

Рабочий объем насоса зависит от радиусов ротора r статора R и эксцентриситета e.

Эти величины связаны зависимостью:

где a – минимальный зазор между ротором и статором.

Максимальный рабочий объем пластинчатого насоса одинарного действия можно определить по формуле:

Если полости под пластин при их выдвижении соединяются с линией всасывания, а при задвижении – с линией нагнетания, то рабочий объем такого насоса можно определить по формуле:

∆ – толщина пластин z – количество пластин b – ширина статора

Для точного определения объема рабочей камеры необходимо учесть закон перемещения пластин в роторе во время его вращения. Уточненная формула для определения рабочего объема однократного пластинчатого насоса выглядит следующим образом:

Значение коэффициента k будет зависеть от количества пластин в насосе.

Особенности применения насосов одинарного и двойного действия

В пластинчатых насосах однократного действия нагрузки неравномерны, сила давления действует на ротор только со стороны полости нагнетания. По этой причине насосы однократного действия предназначены для работы на давлении до 12 МПа. Эта проблема устранена в насосах двойного действия, где действие сил давления на ротор уравновешено.

Регулируемые пластинчатые насосы

В конструкции регулируемых насосов предусмотрена возможность изменения рабочего объема. Подачу насосов этот типа можно регулировать объемным способом.

На рисунке показан регулируемый пластинчатый насос однократного действия.

Статор 3 установлен в корпусе 2 с зазором. Винт 1 позволяет перемещать статор внутри корпуса , тем самым меняя эксцентриситет между ротором 4 и статором. Если эксцентриситет будет равен 0, то объем рабочих камер при вращении ротора меняться не будет, подача насоса будет равна 0. При максимальном эксцентриситете подача будет максимальной.

Пружина 5 прижимает статор к регулировочному винту.

Ссылка на основную публикацию