Шестеренные насосы.

Роторные насосы

Роторными называются гидравлические машины, работающие, как и поршневые насосы, по принципу вытеснения жидкости. В роторных насосах отделение напорной линии от всасывающей происходит путем одновременного замыкания трех основных частей насоса: статора (неподвижной части), ротора и замыкателей или вытеснителей. В качестве вытеснителей могут быть шестерни, винты, поршеньки, пластины, которые, вращаясь вместе с валом или ротором, вытесняют жидкость, поступающую в насос, в нагнетательную линию. В роторных насосах отсутствуют клапана.

Благодаря поочередному и непрерывному следованию одного вытеснителя за другим подача роторного насоса имеет хорошую равномерность. К преимуществам роторных насосов относятся небольшие габариты, вес, простата конструкции и изготовление, способность работать при больших числах оборотов, благодаря чему возможно непосредственное соединение с электродвигателем, малая зависимость давления от подачи. Эти насосы нашли широкое применение в гидроприводе, в качестве масляных топливных перекачивающих насосов, насосов для различных систем управления, автоматики, в системах охлаждения, смазки и др.

По виду вытеснителей роторные насосы бывают:

- шестеренные,

- пластинчатые,

- винтовые,

- аксиально-поршневые,

- радиально-поршневые.

Шестеренные насосы.

Шестеренный насос состоит из двух находящихся в зацеплении шестерен, помещенных в плотно охватывающий их корпус с минимальными зазорами, обеспечивающими вращение шестерен в этом корпусе. Корпус имеет приемный и нагнетательный патрубки. Приемный патрубок расположен со стороны выхода зубьев шестерен из зацепления, а нагнетательный на стороне входа их в зацепление. Принцип действия насоса заключается в заполнении жидкостью межзубовых впадин и переносе ее в межзубовых впадинах на сторону нагнетания и вытеснения в нагнетательный трубопровод. Процессы всасывания и нагнетания происходят непрерывно в течение полного оборота шестерен. Находящиеся в зацеплении зубья шестерен представляют собой подвижное уплотнение, разделяющие полости всасывания и нагнетания.

В шестеренных насосах применяют в основном зубья с эвольвентным профилем, который не чувствителен к изменению расстояния между осями шестерен и прост в изготовлении. Подачу насоса можно определить по формуле:

Q = 2πD_н m b n η_v/60,

Где: D_{н –} диаметр начальной окружности шестерен, м;

. m – модуль зацепления, м;

. b – ширина шестерен, м;

. n – число оборотов шестерен в минуту,

η_v – объемный КПД, учитывающий утечки (равен 0,7-0,9)

Шестерни чаще всего применяют одинакового диаметра с числом зубьев 8-12, прямозубыми, косозубыми и шевронными. Диапазон подач составляет 0,25-40 м³/час и напоров до 2-3 МПа. Шестеренные насосы широко применяются в гидросистемах агрегатов для подземного ремонта и в качестве топливных в депарафинизационных агрегатах.

Шестеренные насосы реверсивны, т.е. при изменении направления вращения зубчатых колес они изменяют направление потока на противоположное. Шестеренные насосы обратимы, т.е. они могут работать в режиме гидродвигателя, если к ним подвести давление жидкости из вне, а с вала можно снимать крутящий момент пропорциональный расходу и давлению подводимой жидкости.

Винтовые насосы.

Винтовые насосы обычно выполняют с одним, двумя, тремя или пятью винтами при этом один винт ведущий, а остальные ведомые. Винты много Витовых насосов помещают в плотно охватывающий их корпус. Всасывающую и нагнетательную камеры помещают со стороны торцов винтов. При вращении винтов в раскрывающуюся впадину винтового канала, находящуюся во всасывающей полости, поступает жидкость. При дальнейшем вращении винтов эта впадина замыкается и жидкость, находящаяся в ней, переносится к нагнетательной полости, где впадина размыкается, и жидкость, находящаяся между входящими в зацепление винтами, проталкивается в нагнетательный трубопровод. Винтовые насосы имеют ряд преимуществ перед шестеренными:

- меньше габариты и вес;

- бесшумность работы;

- способность перекачивания высоковязкой жидкости;

- большое допустимое число оборотов;

- более высокий КПД.

Наибольшее распространение получили трехвинтовые насосы. Поверхность корпуса, в котором работают винты, заливают баббитом. Винты выполняют двухзаходными, а направление винтовой нарезки ведущего винта противоположно ведомым. Передаточное отношение между винтами равно 1. Развиваемый напор пропорционален длине винтов. Винтовые насосы обратимы, т.е. могут работать в качестве гидравлических двигателей при подведении к ним жидкости под давлением. КПД винтовых насосов составляет 80-90% и применяются они для подач 1,5-500м³/час при напорах до 17,5МПа и частоте вращения до 10000об/мин. Подача двухвинтового насоса может быть определена по приближенной формуле:

Q= 3π tn(D²-d²)/16·60

Где: D – внешний диаметр винта,м

d – внутренний диаметр винта,м

t – шаг винта,м

n – частота вращения винта, об/мин

Подача трехвинтового насоса примерно в 1,5 раза больше двухвинтового.

Одновинтовые насосы отличаются простотой конструкции и могут перекачивать загрязненные и вязкие жидкости. Рабочим органом одновинтового насоса служат однозаходный винт и резиновая обойма, внутренняя полость которой представляет двухзаходную винтовую поверхность с шагом в два раза большим шага винта. При вращении винта между ним и обоймой образуются свободные полости, куда засасывается перекачиваемая жидкость, при дальнейшем вращении полость замыкается и перемещается вдоль оси насоса к полости нагнетания. При этом на всасывающей стороне

создается вакуум, под действием которого жидкость поступает в цилиндр.

Предназначены для перекачивания неагрессив­ных жидкостей, обладающих смазывающей способ­ностью и не имеющих абразивных примесей.

Трехвинтовые насосы характеризуются высокой экономичностью, хорошими показателями надеж­ности; они перекачивают жидкость без пульсации и взбалтывания.

Рабочие органы насоса - три винта с циклои­дальным профилем нарезки винтовой линии (один из них - ведущий) и обойма с тремя сквозными смежными отверстиями.

Нарезка винтов двухзаходная; направление ее обусловлено направлением вращения и движением перекачиваемой жидкости.

Из всасывающей полости насоса перекачивае­мая жидкость поступает во впадины нарезки вин­тов, взаимно замыкающихся при вращении. Заклю­ченный в нарезке винтов объем жидкости, не пере­мешиваясь, перемещается в обойме прямолинейно и вытесняется в нагнетательную полость.

Винты гидравлически разгружены от осевых усилий. Уплотнение - торцовое.

Вращение ведущего винта - против часовой стрелки, если смотреть со стороны двигателя.

Для защиты насоса и системы от перегрузок в системе должны быть установлены клапаны по ГОСТ 9789-75, электроконтактные манометры по ГОСТ 13717-84 или другие средства.

По согласованию с заводом-изготовителем кла­пан может быть предусмотрен в конструкции на­соса.

Радиальные нагрузки на выходной вал насоса не допускаются. Приемный патрубок должен быть герметичным. На всасывающем трубопроводе дол­жен быть установлен фильтр с ячейками размером не более 0,25 мм.

Условное обозначение агрегата:

А1 (А2, АЗ) ЗВ - электронасосные агрегаты на базе конструктивно новых трехвинтовых насо­сов; числитель первой дроби - подача насоса (литры на 100 оборотов ведущего винта); знаме­натель - давление (кгс/см²); числитель второй дроби - подача агрегата (м³/ч); знаменатель ­давление (кгс/см²); буква после дроби - услов­ное обозначение материала основных деталей на­соса; последняя цифра - модификация агрегата по типу двигателя.

Комплект поставки. Насос в сборе с двигателем на фонаре или плите (раме). Запасные части и ин­струмент.

По заказу потребителя может поставляться только насос.