3. Пластинчатые насосы

Пластинчатые насосы в авиации часто применяются в виде четырехпластинчатого агрегата с плоскостной кинематикой (см. рис. 184). Ротор представляет собой полый цилиндр с радиаль­ными прорезями, в которых скользят пластины — вытеснители.

Ротор расположен эксцентрично относительно внутренней цилинд­рической поверхности статора, расточенной по кругу, благодаря чему пластины при вращении ротора совершают возвратно-посту­пательные перемещения относительно ротора. Под действием центробежных сил пластины своими внешними торцами прижимаются к внутренней поверхности статора и скользят по ней, а внутренни­ми торцами обкатываются по так называемому плавающему ва­лику, не имеющему подшипников.

Жидкость заполняет пространство между двумя соседними пла­стинами и поверхностями ротора и статора. Это и есть рабочая камера, объем которой увеличивается при вращении ротора, а затем, достигнув максимального значения, замыкается и перено­сится в напорную полость насоса. Одновременно с этим начинается вытеснение жидкости из рабочей камеры в количестве, равном полезному объему этой камеры w.

Осредненная теоретическая подача в секунду:

Так как в пластинчатом насосе путь переноса рабочей камеры сведен до минимума, а разделение приемной и отдающей полостей осуществляется лишь контактом торца пластины и статора, то степень герметичности в насосе невелика. Вследствие этого и дав­ления, создаваемые пластинчатым насосом, обычно несколько ниже, чем давления, создаваемые другими роторными насосами.

Насосы, выполненные по схеме на рис. 184, применяются в ка­честве бензонасосов на поршневых авиадвигателях и в качестве насосов подкачки топлива и масляных насосов на некоторых само­летах с газотурбинными двигателями. В этих случаях от насосов требуется давление всего лишь в несколько атмосфер.

В металлорежущих станках и некоторых других машинах пла­стинчатые насосы применяются в виде более мощных агрегатов с числом пластин до 10—12 и более и с устройствами, повышаю­щими степень герметичности в насосе. Это позволяет получать от них давления до 70 кГ/см², а в некоторых случаях и больше.

В отличие от насосов коловратных (шестеренных и винтовых) пластинчатые насосы в принципе допускают возможность регули­рования их рабочего объема, что легко достигается изменением эксцентриситета в насосе, т. е. смещением ротора относительно статора.

Применяются также пластинчатые насосы двойного действия, в которых за один оборот ротора каждый вытеснитель (пластина) совершает два возвратно-поступательных движения относительно ротора. В этих насосах внутренняя поверхность статора должна быть не круглой, а специальной цилиндрической формы.

4. Роторно-поршневые насосы

Роторно-поршневые насосы, к числу которых также относятся роторно-плунжерные, применяются как с плоскостной кинематикой, так и с пространственной.

П ервые из них, называемые радиальными роторно-поршневыми (или роторно-плунжерными) насосами, имеют ротор 1, располо­женный эксцентрично относительно статора 3 и снабженный радиальными цилиндрическими гнездами (см. рис. 186). Поршни 2 (плунжеры), вставленные в эти гнезда и выполняющие функцию вытеснителей, при вращении ротора совершают возвратно-поступа­тельное движение относительно ротора, скользя своими концами по внутренней поверхности статора. Скольжение часто заменяется качением специальных роликов.

Рабочие камеры, как уже указывалось, ограничены вытеснителями в цилиндрических полостях (гнездах) ротора. Через радиаль­ные сверления рабочие камеры сообщаются попеременно то с ле­вой, то с правой половиной центральной полости, разделенной вер­тикальной перегородкой 4 на две камеры. Правая камера на рис.186 является приемной (всасывающей), левая—отдающей (напорной); из первой жидкость поступает в рабочие камеры, а затем после их замыкания и пе­реноса, вытесняется во вторую, отдающую камеру.

Замыкание рабочих камер происходит в тот момент, когда радиальное сверление попадает на перегородку. Следовательно, каждая камера за один оборот ротора замыкается дважды: один раз, когда ее объем наибольший, и другой раз, когда ее объем наи­меньший (так называемое вред­ное пространство).

Средняя теоретическая подача в секунду при числе плунжеров, равном z, равна

Радиальные роторно-поршневые насосы изготовляют на давле­ния до 200—300 кГ/см². Применяются насосы как с постоянным, так и с переменным, регулируемом рабочим объемом. Регулиро­вание рабочего объема в радиальном роторно-поршневом насосе так же, как и в пластинчатом, осуществляется изменением эксцен­триситета.

Аксиальные роторно-поршневые насосы имеют пространственную кинематику механизма передачи движения к вытеснителям (поршням, плунжерам). Цилиндрические рабочие камеры расположены в роторе насоса параллельно его оси вращения или под небольшим углом к этой оси.

Аксиальные роторно-поршневые насосы выполняются с наклон­ным диском или с наклонным блоком (ротором). Одна из возмож­ных схем первого из них показана на рис. Ротор насоса 1 снабжен гнездами, параллельными оси враще­ния, в которых и образуются рабочие камеры. Плунжеры 2, вытал­киваемые из гнезд пружинами, скользят своими концами (или ка­тятся) по наклонному опорному диску (шайбе) 3, который за­ставляет плунжеры, расположенные на другой полуокружности, вдвигаться в свои гнезда.

Таким образом совершается возвратно-поступательное движе­ние плунжеров в гнездах, а следовательно, всасывание и нагнета­ние жидкости. В неподвижной части 4, насоса, к которой ротор прилегает своим торцом, имеется два дугообразных окна 5, одно из которых сообщается со всасывающим трубопроводом, а дру­гое — с напорным. При вращении ротора отверстия 6 перемещают­ся по дугообразным окнам 5 и, следовательно, сообщают гнезда то со всасывающим трубопроводом, то с напорным. В те моменты, когда эти отверстия попадают на перемычки 7, происходит замы­кание рабочей камеры, причем в верхнем положении ее объем бу­дет максимальным, а в нижнем — минимальным.

Наклонный диск укреплен шарнирно так, что его можно пово­рачивать вокруг оси, пересекающей ось ротора под прямым углом, и менять угол наклона диска у для регулирования подачи.

Осредненная теоретическая подача рассмотренного насоса в се­кунду равна

Часто в насосе с наклонным диском плунжеры располагают не параллельно оси ротора, а под некоторым углом. В этом случае плунжеры выталкиваются из своих гнезд не только силами пружин, но и составляющими центробежных сил, дейст­вующих на эти плунжеры при вращении ротора, что позволяет уменьшить размеры пружины.

Также применяется схема роторно-поршневого на­соса с наклонным блоком (рото­ром).

Инверсированные роторные насосы, применяемые иногда в авиа­ции и других областях, можно рассматривать как роторные насо­сы, в которых ротор остановлен, а статор приведен во вращение. При этой инверсии роторно-поршневой насос формально превра­щается в поршневой, так как его рабочие камеры становятся непо­движными, а абсолютное движение вытеснителей делается возвратно-поступательным. Однако по своей конструкции и свойствам эти насосы (если в них не применено клапанное распределение) очень близки к роторным. В то же время следует иметь в виду, что гид­равлические, динамические и кавитациониые свойства инверсиро­ванных роторных насосов несколько отличаются от свойств ротор­ных насосов.