5.2. Схемы гидравлических машин

На рис. 5.3 – 5.6 представлены схемы и примеры конструктивного исполнения насосов основных типов: центробежного, поршневого, аксиально-плунжерного, радиально-плунжерного, шестеренного, вихревого, роторного пластинчатого, винтового (шнекового), лабиринтного.

Центробежный насос (рис. 5.3) представляет собой крыльчатку (колесо с лопастями), вращающуюся в корпусе.

Ж идкость поступает на крыльчатку центробежного насоса в осевом направлении вблизи оси ротора, захватывается лопастями и отбрасывается к периферии центробежными силами. По выходе из крыльчатки жидкость обладает большей кинетической энергией, чем на входе в нее, т.е. приобретает дополнительный динамический напор. В коллекторе корпуса, свернутом в улитку и расположенном на периферии крыльчатки, жидкость собирается и направляется в расширяющийся патрубок (диффузор), в котором часть приобретенного ею дополнительного динамического напора преобразуется в потенциальную энергию давления. Диффузор присоединяется к выходной магистрали.

Схема поршневого насоса простого действия представлена на рис. 5.4. В насосе при вращении кривошипа (1) вокруг оси приводного вала поршень (4), связанный шарниром с шатуном (2), совершает возвратно-поступательные движения в цилиндре (3). Насос снабжен двумя самодействующими (не имеющими собственного привода) клапанами – всасывающим (5) и нагнетательным (6). Клапаны обеспечивают вход жидкости в цилиндр (3) из всасывающей магистрали при движении поршня вправо и выход ее из цилиндра в магистраль нагнетания при движении поршня влево. Ползун (крейцкопф) (7) служит для разгрузки поршня от боковых усилий в кривошипно-шатунном механизме. Один раз за цикл, т.е. за один оборот кривошипа, насос всасывает жидкость через всасывающий трубопровод и один раз выталкивает ее в магистраль высокого давления.

Возможные схемы роторных аксиально-плунжерных насосов представлены на рис. 5.5, причем на рис. 5.5а изображен насос, ось цилиндрового блока которого совпадает с осью приводного вала, а на рис. 5.5б – насос, ось приводного вала которого совпадает с осью наклонной шайбы. Длинные поршни-плунжеры (отношение их длины к диаметру больше в пять раз) аксиально-плунжерных насосов совершают возвратно-поступательные движения в блоке цилиндров, который в насосе (рис. 5.5а) приводится во вращение. В аксиально-плунжерном насосе (рис. 5.5б) во вращение приводится наклонная шайба, а цилиндровый блок получает вращение через плунжеры. Число цилиндров в аксиально-плунжерных насосах равно 7…9, частота вращения – 500…700 об/мин для насосов большой мощности и до 4000 об/мин и более – для маломощных насосов.

Производительность аксиально-плунжерных насосов регулируется наклоном шайбы относительно блока цилиндров. Пример конструктивного устройства привода наклонной шайбы приведен на рис. 5.6. При подаче давления Р_н под поршень регулирующего цилиндра он преодолевает сопротивление возвратной пружины (5) и через шток (3) поворачивает наклонную шайбу (4) относительно оси (6). В результате этого изменяется угол ее наклона γ, что приводит к изменению хода плунжеров S, равного:

, м,

где r – плечо привода шайбы.

П

б

ри торцевом распределении жидкости в аксиально–плунжерном насосе жидкость входит в подплунжерные полости и выходит из них через серпообразные окна-прорези в шайбах, примыкающие к торцу блока цилиндров.

а

.