3.3.2 Обертальні насоси Пластинчасто-роторні насоси

Даний тип насосів характеризується наявністю в конструкції насосів пластин, які в одному типі насосів обертаються разом з ротором (пластинчасто-роторні та багатопластинчасті насоси), а в іншому типі розміщені в статорі (пластинчасто-статорні насоси). До цих насосів також відносять золотникові (плунжерні) насоси.

Рисунок 3.5 - Пластинчасто-роторний насос: 1 – ротор; 2 – статор; 3 – пружина; 4, 5 – пластини; ab – дотична; 6 – вхідний патрубок; 7 – вихідний клапан

При обертанні ексцентрично-розміщеного ротора 1 об’єм А збільшується та відбувається всмоктування газу з робочої камери. Одночасно об’єм С зменшується, що призводить до стискання газу та видалення його через випускний клапан 7. Ротор, статор і пластини утворюють три об’єми:

А – впускний об’єм;

В – об’єм перенесення;

С – випускний об’єм.

Марки насосів даного типу: 2НВР-5ДМ, НВР-16.

Недолік даного типу насоса: наявність шкідливих просторів (рис.3.6).

Рисунок 3.6 – Шкідливий простір пластинчасто-роторного насосу

Граничний вакуум пластинчасто-роторних насосів P_гр=10^-1-10^-2 мм.рт.ст. (одноступеневі насоси) та P_гр=10^-3 мм. рт. ст. (двоступеневі насоси). На рис. 3.7 показано схему роботи двохступеневого пластинчасто-роторного насосу. Дві ступені з’єднані послідовно. Ступені виготовляються в одному блоці.

Рисунок 3.7 – Двоступінчастий пластинчасто-роторний насос

На рис. 3.8 показано типовий хід S_n=f(p) – характеристик для одноступеневого (крива 1) та двоступеневого (крива 2) пластинчасто-роторних насосів.

Рисунок 3.8 – Залежність S_n=f(p) для одноступеневого (крива 1) та двоступеневого (крива 2) пластинчасто-роторних насосів

За один оберт ротора видаляється об’єм газу, що дорівнює:

Недоліки даного насосу відсутні в конструкції пластинчасто-статорного насосу.

Пластинчасто-статорні насоси

Принцип роботи пластинчасто-статорного насоса показано на рис.3.9.

Рисунок 3.9 - Пластинчасто-статорний насос: 1 – ротор;2 – статор (корпус); 3 – пластина; 4 – пружина; 5 – впускний клапан; 6 – випускний клапан

У даному типі насоса пластина 3 розміщена в корпусі (статорі) 2. Через те, що ротор 1 розміщений ексцентрично відносно статора 2 і обертається навколо осі симетрії циліндричної порожнини статора, пластина під дією пружини може брати участь у зворотно-поступальному русі, розділяючи робочу камеру на дві порожнини: всмоктувальну А та вихідну В. При обертанні ротора в напрямку, указаному стрілкою, об’єм простору А збільшується та відбувається всмоктування газу. У той же час об’єм простору В зменшується, що приводить до стиснення газу та виштовхування його через випускний клапан 6 в атмосферу.

У пластинчасто-статорному насосі за один оберт ротора видаляється об’єм газу, що дорівнює робочому об’єму камери насоса (простір А плюс простір В). Тому швидкість дії насоса визначається за тією самою формулою, що й для пластинчасто-роторного насосу. Весь агрегат насоса розміщується в масляній ванні.

Граничний вакуум двохступеневого пластинчасто-статорного насосу може досягати величини Р_гр=10^-4 мм.рт.ст.

На рис.3.10 показано конструкцію багатопластинчасто-статорного обертального насоса.

Рисунок 3.10 - Конструкція багатопластинчастого-статорного обертального насоса:

1 – статор; 2 – ротор; 3 – пластини; 4 – газобаластний клапан

У циліндричній камері статора 1 обертається ексцентрично розміщений ротор 2, у поздовжніх пазах якого знаходяться пластини 3. При обертанні ротора, пластини щільно прилягають до поверхні статора й утворюють велику кількість різних за об’ємом комірок (камер), які послідовно заповнюються газом.

У крайньому верхньому положенні відбувається відключення кожної комірки від впускного патрубка і при подальшому обертанні ротора 2, об’єм комірки поступово зменшується, а газ, що в ній знаходиться, стискається та виштовхується в атмосферу через випускний патрубок насоса.

Внутрішній об’єм багатопластинчастих насосів на відміну від описаних вище пластинчастих не заповнюється маслом. Масло подається лише в невеликих кількостях для змащення поверхонь тертя. Це дозволяє збільшити швидкість обертання ротора та збільшити швидкість дії насоса.

Для зменшення впливу шкідливих ( паразитних) просторів на граничний тиск кожна комірка з’єднується каналом 4 з коміркою, що знаходиться в положенні перед початком стискання.

Одноступеневі багатопластинчасті насоси забезпечують граничний тиск Р_гр=10 мм.рт.ст., а двоступеневі Р_гр=1-0,5 мм рт. ст..

Покажемо на графіку залежність швидкості дії багатопластинчастого насоса від впускного тиску для одноступінчастих (1) та багатоступінчастих (2) багато пластинчастих насосів (рис. 3.11).

Рисунок 3.11 – Залежності S_n=f(p) для одноступеневого (крива 1) та двохступеневого (крива 2) багатопластинчастого насосів