Р оторные насосы

Подача роторных насосов равномерная, им не требуются клапаны для обеспечения всасывания и нагнетания. Используют роторные на­сосы главным образом для перекачивания вязких жидкостей (масло, топливо).

Водокольцевой насос относится к лопастным роторным насосам. Состоит из цилиндрического корпуса 5 и ротора 4 с несколь­кими плоскими или криволинейными лопастями 3. Ось ротора распо­ложена эксцентрично относительно оси корпуса. При вращении рото­ра жидкость отбрасывается к периферии цилиндрического корпуса и образуется жидкостное кольцо 2. Приемное 6 и отливное 1 отверстия имеют серповидную форму. При прохождении приемного отверстия за лопастью образуется разрежение, и воздух, а затем жидкость поступа­ют в корпус насоса. Вращающееся жидкостное кольцо не дает расте­каться поступившему воздуху (жидкости) и он перемещается к отливному отверстию. Такое устройство позволяет использовать водоколь­цевой насос в качестве вакуумного (например, в центробежном насо­се для создания разрежения во всасывающем трубопроводе).

Е сли за один оборот каждая лопасть совершает одно всасывание и одно нагнетание (один рабочий цикл), такой насос является насосом простого действия.

Н асос двойного действия имеет эллипти­ческий корпус 6 с полуосями r₁ и r₂. Цилиндрический ротор 5 распо­ложен с корпусом соосно. В пазах ротора свободно установлены под­вижные лопасти 2. При вращении центробежной силой лопасти будут прижиматься к внутренней поверхности корпуса. При прохождении окон 3 и 7 объем между двумя соседними лопастями будет увеличи­ваться — жидкость всасывается, при прохождении окон 1 и 4 этот объем будет уменьшаться — происходит нагнетание. Такие насосы имеют высокую равномерность подачи, их применяют в системах гидропри­водов. Объемный КПД такого насоса η_п = 0,7÷0,85. Рис.13. Конструкция насоса двойного действия

Конструкция насоса двойного действия показана на рис.13. Насос состоит из корпуса 1, в котором расположен статор 5. В нем вращается ротор 4, с пазами, в них вставлены лопасти 3. Насосная полость образована дисками 6, плотно приле­гающими к торцевым поверхностям статора. Ротор и лопасти плотно пришлифованы к торцевым поверх­ностям дисков, а наружные кромки лопастей также и к стенкам ста­тора.

Приводной вал 2 насоса вра­щается в шарикоподшипниках. Окна 7 и 8 в торцевых дисках сое­динены с всасывающей полостью, 9 к 10 — с нагнетательной. Такие насосы создают давление до 7 МПа.

Роторно-поршневые насосы

У роторно-поршневых насосов цилиндры с поршнями составляют блок, вращающийся вокруг своей оси. У радиально-поршневых насо­сов оси цилиндров расположены относительно оси вращения блока цилиндров радиально, а у аксиально-поршневых насосов — парал­лельно оси вращения блока. Конструктивно блок цилиндров насосов первого типа выполнен в виде звезды, а у насосов второго типа — в виде барабана.

Роторно-поршневые насосы применяют в гидроприводах, в частно­сти в рулевых гидравлических машинах, т.к. они создают высокое давление нагнетания (10-25 МПа). Главное достоинство насосов — относительная простота регулирования подачи и реверсирования соз­даваемого потока жидкости за счет перемещения направляющего коль­ца или изменения угла наклона оси блока цилиндров.

Р адиально-поршневой насос (его конструктивная схема) показан на рис.19. Внутри цилиндрического корпуса 7 находится звездообраз­ный ротор 4, образующий блок цилиндров с поршнями 3, выполнен­ными в виде плунжеров. Хвостовики поршней имеют ползуны или ро­лики, которые при вращении ротора соответственно скользят или ка­тятся по внутренней поверхности направляющего кольца 2, перемещаю­щегося в поперечном направлении тягами 5. При этом создается экс­центриситет между осью ротора (неизменной) и осью кольца (устанавливаёмой). Двойной эксцентриситет определяет ход поршней в ци­линдрах ротора. Внутри цилиндрового блока имеется камера 6 с пе­регородкой, которая создает насосные полости 1 и 8. С ними соедине­ны цилиндры своими отверстиями. При работе насоса ротор вращает­ся равномерно в неизменном направлении.

Рис. 19. Схема радиально-поршневого насоса

Если направляющее кольцо сдвинуто вправо (рис.19,а), полость 1 будет всасывающей, а полость 8 — нагнетательной. При этом в ци­линдрах, расположенных выше оси тяг 5, будет происходить всасы­вание, а в цилиндрах, расположенных ниже оси тяг, — нагнетание. Если направляющее кольцо сдвинуть влево (рис.19,б), назначение полостей 1 и 8 меняется. Следовательно, таким способом поток, соз­даваемый насосом, можно реверсировать. Кроме того, можно менять подачу насоса изменением хода плунжеров за счет изменения эксцент­риситета.

А ксиально-поршневой насос (рис.20) в отличие от ранее рассмо­тренного радиально-поршневого имеет пространственную кинематику. На валу 4 приводного двигателя на шпонке сидит фланец 2, сое­диненный карданным шарниром 8 с блоком цилиндров 1 (барабаном). В цилиндрах находятся поршни, шатуны которых также шарнирно соединены с фланцем. За счет шар­нирных соединений барабан вра­щается при отклонении своей оси от оси вала на угол α. При этом поршни совершают поступательное движение в своих цилиндрах и их ход тем больше, чем больше угол α. Барабан опирается на распреде­лительный диск 6, с каналами которого сообщаются цилиндры. Далее по каналам, корпуса насоса жид­кость попадает в полости цапф 5.

Рис.20. Схема аксиально-поршневого насоса.

При работе насоса через полости одной цапфы происходит всасыва­ние, а через, полости другой цапфы — нагнетание. При изменении знака угла наклона назначение полостей меняется. Распределительная плита смазывается масленкой 8, подающей масло по каналу 7.

Насосы аксиально-поршневого типа имеют следующие преиму­щества перед радиально-поршневыми:

• более высокие значения объемного и механического кпд;

• требуется меньшее усилие для измене­ния угла наклона оси барабана, чем для перемещения направлющего кольца, поэтому в рулевых гидравлических машинах привод управ­ления аксиально-поршневыми насосами проще и легче поддается авто­матизации.

Рассмотрим конструкцию аксиально-поршневого насоса типа 11Д современной рулевой гидравлической машины (рис.21).,

Н асос состоит из неподвижного корпуса 12 и качающейся на цап­фах 9 люльки 7. В люльке находится блок цилиндров 1, в которых установлены поршни 5. Блок цилиндров карданом 10 и поршни через шатуны 6 шарнирно соединены с приводным валом 14. Вал опирается на подшипники качения 13 и 15 и вращает блок цилиндров, насажен­ный на подшипник 2. При вращении блок цилиндров торцом скользит по диску распределителя 3, с каналом которого соединяются цилинд­ры. Люлька закрыта крышкой 4. Масло Под воздействием плунжеров попадает в полости цапф (сверления в корпусе не показаны) и далее по трубопроводам в силовые цилиндры рулевой машины. Цапфы, уп­лотненные кольцами 8, качаются в подшипниках 11. Шестерня 16 при­водит в движение вспомогательный масляный насос.

Рис.21. Аксиально-поршневой насос типа 11Д

Приводной вал с блоком цилиндров вращается равномерно и по­стоянно. При отклонении люльки относительно оси цапф поршни на­чинают двигаться возвратно-поступательно, засасывая масло и на­гнетая его через соответствующие каналы плиты распределителя. От­клонение люлбки регулируется механизмом управления или вручную. Угол отклонения определяет подачу и ее направление.