Насоси з розподільним диском, що плаває

Для підвищення зносостійкості торцевих поверхонь розподільних дисків і компенсації торцевих зазорів, один з них виконаний плаваючим з автоматичним притисканням його до статора тиском робочої рідини, що нагнітається.

Конструкція пластинчастого насоса Г12-2 з розподільним диском, що плаває, показана на рисунку 7.15.

Нагнітання всмоктування

Рисунок 7.15  Конструктивна схема пластинчастого насоса подвійної дії

Положення деталей насоса відповідає обертанню вала по годинній стрілці (з боку вала). У насосі застосовані сталеві розподільні диски 1 і 14, виконані зі сталі 20Х, цементованої і загартованої. З боку всмоктувального отвору (з боку кришки 5) розташований розподільний диск 1, у якому маються два вікна 6 для всмоктування робочої рідини. Диск 14 типу, що плаває. На початку роботи він притискається до статора пружинами 13, а в процесі роботи тиском у лінії нагнітання. Диск, що плаває, 14 має шийку, сполучену з корпусом 8 по ковзній посадці. Застосування розподільного диска, що плаває, крім підвищення зносостійкості спрощує збирання насоса, тому що гвинти, що з'єднують кришку 5 насоса з корпусом 8, можна затягувати до відмовлення, не прибігаючи до кропіткого регулювання затягування гвинтів, що необхідно при застосуванні жорстко притиснутих розподільних дисків. При цьому виключається також можливість заїдання, що трапляється при пуску без тиску насосів старої конструкції, торці розподільних дисків яких залишаються в цей момент без змащення.

Число пластин у насосах Г12-2 дорівнює дванадцяти. Пластини виготовлені з загартованої сталі Р18. Притиск пластин до внутрішньої поверхні статора 6 здійснюється за рахунок тиску масла, підведеного під пластини через отвори 9 у диску 14. При пуску насоса притиск пластин до статора відбувається за рахунок відцентрової сили.

Статор 6 виготовлений із загартованої сталі ШХ-15, ротор 7 – зі сталі 20Х цементованої і загартований. Корпус і кришка насоса виготовлені з чавуна СЧ21-40.

Для запобігання витоків рідини по валу 11 насоса у фланці 10 встановлена манжета 12 з маслостійкої гуми. Відвід витоків здійснюється через штуцер 2, куди приєднується дренажна трубка. Ущільнення між корпусом 8 і кришкою 5, а також по зовнішньому діаметру статора 6 досягається за допомогою гумового кільця 4.

Шестеренні насоси

Шестеренні насоси є одним з найбільш розповсюджених видів роторних насосів. Вони застосовуються в системах змащення машин і механізмів, у різних гідроприводах, для перекачування нафти, нафтопродуктів і інших рідин.

Шестеренні насоси виконуються із шестернями зовнішнього і внутрішнього зачеплення.

Найбільше поширення мають насоси із шестернями зовнішнього зачеплення. Найпростіший насос такого типу зображений на рисунку 7.16, а.

а) б)

Рисунок 7.16  Схема шестеренного насоса:

а)  конструктивне зображення;

б)  принципова схема.

Насос складається з ведучої (3) і відомої (1) шестерень, поміщених у корпус 4 (який щільно їх охоплює), що у лівій частині рисунка показаний пунктиром. При обертанні шестерень за напрямком стрілок рідина, що заповнює западини зубів, переноситься з порожнини всмоктування 5 у порожнину нагнітання 2. У порожнині всмоктування зуби шестерень виходять із зачеплення, а в порожнині нагнітання – входять у зачеплення.

Переваги шестеренних насосів:

1. простота конструкції і надійність роботи.

2) здатність самовсмоктування і нагнітання рідин зі значним тиском пружних пар. Величина абсолютного тиску у всмоктувальній порожнині шестеренних насосів із зовнішнім зачепленням може доходити до 300 мм.рт.ст., а в насосах із внутрішнім зачепленням до 650 мм.рт.ст.

2) застосування робочих рідин у широкому діапазоні в’язкостей від 0,5^. 10^-6 до 250^. 10^-6 м² /с.

3) швидкохідність  у шестеренних насосах відсутні робочі органи, піддані дії відцентрових сил і органи, які рухаються з прискоренням.

Розрахунок продуктивності

Теоретичний розрахунок продуктивності шестеренного насоса проводиться з допущення, що в шестернях з евольвентною формою зуба (рисунок 7.16, б), виконаною нормальним двадцятиградусним інструментом, можна з достатньою для практичного користування, вважати, що обсяг самих зубів дорівнює обсягу западин між ними. Тому обсяг рідини, що шестерний насос теоретично подає за один оборот, дорівнює подвійному обсягу простору між зубами мінус повний обсяг зубів.

Обсяг рідини, який знаходиться у зазорі між радіусом голівки одного зуба і радіусом ніжки іншого не повинний враховуватися при визначенні продуктивності, тому що обсяг цього простору не змінюється при обертанні шестірень.

Відповідно до викладеного, подача рідини насосом, шестірні якого мають однакове число зубів, виразиться за один оборот наступною формулою:

,

де  висота зуба,

 ширина шестірень, =(3-6) ,

m  модуль.

Миттєва подача насоса[5]:

,

де R_о  радіус початкового кола;

 половина довжини лінії зачеплення;

 кутова швидкість обертання шестерень.

Типові характеристики об'ємних насосів

Напірна характеристика, залежності об'ємного η , ефективного к.к.д. і споживаної насосом потужності N у функції тиску нагнітання р приведені на рисунку 7.17, а. Там же показана залежність продуктивності насоса від абсолютного тиску р_абс у лінії всмоктування. Для побудови напірної характеристики продуктивність і потужність приводяться до одного числа оборотів [13]. З графіків видно, що ефективний к.к.д. (η_еф) не набагато нижче об'ємного. Це вказує на дуже малі механічні втрати в насосі.

На рисунку 7.17, б показана універсальна характеристика насоса. Приведено залежності продуктивності (Q₁ – Q₄), постійної потужності (N₁ –N₆) і постійного ефективного к.к.д. (η_еф ) при зміні тиску нагнітання.

а)

б)

Рисунок 7.17  Типові характеристики насосів:

а)  напірні і характеристики потужності;

б)  універсальна характеристика