Роторные насосы. Общие свойства, преимущества и недостатки

К роторным насосам относятся объёмные насосы с вращательным или вращательно-поступательным движением вытеснителей. При вращении ротора рабочие камеры из полости всасывания переносятся в полость нагнетания и обратно, поэтому не нужны всасывающий нагнетательный клапаны. Обычно роторный насос состоит из трёх основных деталей – статора (корпуса), ротора, жёстко связанного с валом и вытеснителя (одного или нескольких). Рабочий процесс складывается из трёх этапов: заполнение рабочих камер жидкостью, замыкание рабочих камер и их перенос, вытеснение жидкости. К роторно-вращательным относятся шестерёнчатые (зубчатые) и винтовые насосы, к роторно-поступательным – пластинчатые, радиально-поршневые и аксиально-поршневые насосы.

Общими свойствами, отличающими роторные насосы от поршневых, являются:

Обратимость – способность работать в качестве гидродвигателей (жидкость, подводимая под давлением во всасывающую полость, заставляет вращаться ротор и вал, совершая полезную работу)
Более простая конструкция (отсутствуют кривошипно-шатунный механизм и клапаны)
Быстроходность (напрямую соединяются с электродвигателем – без редукторов и вариаторов)
Лучшая равномерность подачи
Способность работать только на чистых, неагрессивных жидкостях, обладающих хорошими смазывающими свойствами.

Шестерёнчатые насосы

Шестеренчатые насосы имеют наиболее простую конструкцию, широко применяются в качестве нерегулируемых насосов для питания гидропередач небольшой мощности, для подачи смазки, для питания систем управления. Главные детали – корпус 1, в который с небольшими зазорами (0,01÷0,03 мм) вставлены две одинаковые шестерни 2, одна из которых приводится в движение от электродвигателя. Шестерни вращаются в противоположные стороны (левая – по часовой стрелке, правая - против). В полости всасывания 3 зубья шестерён выходят из зацепления, впадины заполняются жидкостью; далее жидкость переносится вращающимися шестернями в полость нагнетания 4; зубья, входя в зацепление, вытесняют жидкость из пространства впадин в нагнетательную линию.

Производительность насоса определяется:

Q = η_о ∙ = η_о ∙

где q – рабочий объём впадины, η_о– объёмный КПД, z – число впадин (зубьев), n – число оборотов в минуту.

Число оборотов шестерёнчатых насосов обычно 750÷3000, давление нагнетания 1÷2 МПа, КПД сравнительно невысок (0,6÷0,7). Равномерность подачи можно улучшить, применяя шестерни с косым, винтовым или шевронным зубом. Рабочие характеристики шестерёнчатых насосов представлены на рисунке (подача, мощность на валу и КПД как функции давления нагнетания).

Q На графике видно, что имеется