Билет №4 Вопрос №2 стр. 1 Пластинчатые насосы

Пластинчатым насосом называют роторный насос с рабочими камерами, образованными рабочими поверхностями ротора, статора, двух смежных пластин и боковых крышек [9].

На рис. 7.4 показаны конструктивная схема пластинчатого насоса однократного действия и его условное графическое обозначение в схемах. Насос состоит из вала 3, статора 1 и ротора 2, в пазах которого расположены пластины 4. Статор расположен эксцентрично ротору (е – эксцентриситет). На боковых крышках корпуса имеются два окна: всасывающее А и нагнетающее Б. Размер перемычки аб между окнами должен быть не больше углового размера между двумя соседними пластинами.

Рис. 7.4. Пластинчатый насос кратного действия

Принцип работы насоса заключается в следующем. Во время работы насоса пластины постоянно прижимаются к статору помимо пружин центробежными силами. Из-за наличия эксцентриситета они совершают сложное движение: вращаются вместе с ротором и совершают возвратно-поступательное движение в пазах. При вращении ротора, например по часовой стрелке, рабочие камеры, расположенные слева от вертикальной линии, сообщаются со всасывающим окном А. Их объемы увеличиваются, возникает вакуум и рабочая жидкость под действием перепада давления поступает из бака и заполняет рабочие камеры. Так происходит процесс всасывания. В зоне перемычек между окнами объемы рабочих камер не изменяются. Рабочие камеры насоса, расположенные справа от вертикальной линии, сообщаются с нагнетающим окном Б. Их объемы уменьшаются, и находящаяся в них рабочая жидкость вытесняется через окно Б на выход из насоса и далее в напорную линию. Так происходит процесс нагнетания.

Рабочий объем V₀ пластинчатого насоса однократного действия определяют по формуле: (7.12)

где е – эксцентриситет; R – радиус ротора; z – число пластин; s – толщина пластины; b – ширина пластины.

Рабочий объем насоса регулируют, изменяя эксцентриситет. Путем смещения статора можно получать различные значения эксцентриситета по обе стороны от ротора, что позволяет осуществлять реверс подачи насоса.

Для разгрузки опор ротора от радиальных сил, возникающих от действия давления, применяют пластинчатые насосы двукратного действия (рис. 7.5). При вращении ротора по часовой стрелке всасывание рабочей жидкости происходит через диаметрально

Билет №4 Вопрос №2 стр. 2

расположенные окна всасывания В1 и В2, а вытеснение через окна HI и Н2. Так как давление жидкости действует на диаметрально противоположные стороны ротора, то

опоры ротора разгружены от давления жидкости. Для обеспечения поджима пластин к статору по кольцевой проточке А подается жидкость из напорной полости.

Рабочий объем пластинчатого насоса двукратного действия

, (7.13)

где R – большая полуось статора; r – радиус ротора.

При определении рабочего объема насоса не учтен объем, занимаемый выдвигающимися частями пластин. Как видно из формулы (7.13) пластинчатые насосы двукратного действия являются нерегулируемыми насосами. Подачу насоса определяют по формуле (7.1).

Рис. 7.5. Пластинчатый насос двукратного действия

Самый нагруженный элемент пластинчатой гидромашины – пластина. Усилие прижатия пластины к статору без учета сил трения определяется силами (7.14)

где – равнодействующая сила давления жидкости, действующей на торец пластины шириной b и толщиной s; – сила от центростремительного ускорения пластины массой m с центром масс на радиусе ρ; – сила от ускорения пластины при движении по профилю статора.

Контактное напряжение, возникающее при прижатии пластины к статору: .

Для обеспечения работоспособности пластины изготавливают из быстрорежущих инструментальных сталей типа Р18 с закалкой до HRC 60–64, обработкой холодом, а затем полированием. Эти стали сохраняют механические свойства при нагреве до 400⁰С.

Чтобы уменьшить трение и защемление пластин в пазах, пластины располагают под углом 715° к радиусу в сторону вращения ротора. Вылет пластины не должен превышать 0,30,4 полной ее высоты.

Бывают нерегулируемого насосы (типа Г12-2М) и регулируемые насосы (типа Г12-5). У регулируемых можно менять эксцентриситет и тем самым регулировать давление нагнетания.