12.13. Роторные насосы, классификация и области применения

Роторными называются насосы объемного типа, работающие по принципу вытеснения жидкости. В роторных насосах, в отличие от поршневых, отсутствуют клапаны. Главными частями роторного насоса являются статор, ротор, вращающийся от ведущего вала, и вытеснители, вращающиеся вместе с ротором. В зависимости от вида вытеснителей роторные насосы делятся на радиально-поршневые, аксиально-поршневые, пластинчатые, шестеренные и винтовые.

Объемные роторные насосы широко применяются в промышленности, в системах смазки, в силовых гидропередачах, в системах регулирования двигателей внутреннего сгорания, в компрессорах, в гидроприводах различного назначения.

12.14. Устройство, принцип действия радиально-поршневых и аксиально-поршневых насосов

Н а рис. 12.31 представлена принципиальная схема радиально-поршневого насоса. Ротор 1 имеет радиальные сверления, выполняющие роль цилиндров. Поршеньки 3, входящие в отверстия своими наружными концами упираются во внутреннюю поверхность статора 2. Ротор и статор расположены эксцентрично с эксцентриситетом е. Внутри осевой расточки ротора установлена неподвижная разделительная перегородка 6 при вращении ротора в направлении, указанном стрелкой, поршеньки выдвигаются под воздействием центробежной силы и пружины 7 и на участке дуги а – б происходит увеличение рабочего объема, а следовательно происходит всасывание жидкости из полости 4. Движение концов поршеньков по дуге б – а вызывает перемещение их к центру, уменьшение рабочего объема и подачу жидкости в полость нагнетания 5. Таким образом радиально-поршневой насос фактически является многоцилиндровым поршневым насосом, который не имеет клапанов.

Теоретическая производительность радиально-поршневого насоса

.

(12.73)

Здесь d – диаметр поршенька;

z – число поршеньков;

n – частота вращения;

е – эксцентриситет;

s = 2е – ход поршня.

Действительная производительность меньше теоретической из-за наличия утечек

.

(12.74)

Насосы указанного выше типа реверсивны и обратимы. Термин "реверсивный" означает, что при изменении направления вращения ротора меняются местами всасывающая и нагнетательная полости. В ряде случаев такое свойство насоса является чрезвычайно важным. Термин "обратимый" означает, что машина подобного типа может работать в качестве гидродвигателя.

Насосы с аксиальным или близким к аксиальному расположением цилиндров относительно оси вращения ротора получили название аксиально-поршневые насосы.

Р ассмотрим принципиальную схему бесшатунного аксиально-поршневого насоса (рис. 12.32). Насос состоит из блока цилиндров (барабана) 1, в сверлениях которого совершают возвратно-поступательные движения поршни 2, прижимаемые пружинами к наклонной шайбе 4. Цифрой 3 обозначен опорно-распределительный диск с распределительными серпообразными окнами. Распространенное число цилиндров 7 – 9, угол  = 20⁰. Число оборотов в минуту 500 – 700 для насосов большой мощности и 4000 для малой, давления 35 МПа и до 70 МПа.

При вращении барабана поршни, опирающиеся на шайбу совершают возвратно-поступательное движение в своих сверлениях. Производительность таких насосов

,

(12.75)

где D tg  – ход поршня.

Рассматриваемые насосы бывают как регулируемой, так и нерегулируемой производительности. Регулирование осуществляется изменением угла наклона шайбы . Изменяя знак угла  можно осуществить реверсирование насоса.