Следующая группа насосов – это группа насосов объемного типа.

К ним относятся поршневые, плунжерные, шестеренные (зубчатые), пластинчатые (шиберные) и винтовые насосы.

Шестеренные (зубчатые), пластинчатые (шиберные), а также винтовые насосы относятся к группе роторных насосов.

Поршневые насосы применяют при относительно небольших подачах и высоких давлениях (до 100 МПа) для перекачивания высоковязких пожаро- и взрывоопасных жидкостей.

Простейшая схема горизонтального поршневого насоса приведена на рис.4.

Он состоит из поршня 2, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре 1, внутри которого установлены всасывающий 5 и нагнетательный 6 клапаны. Поршень 2 приводится в действие кривошипно-шатунным механизмом 3.

Рис. 4. Схема горизонтального поршневого насоса простого действия: 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — кривошипно-шатунный механизм; 4— уплотнительное кольцо; 5, 6 — всасывающий и нагнетательный клапаны

При движении поршня 2 влево в цилиндре 1 создается разрежение, в результате которого клапан 5 открывается, клапан 6 закрывается, и жидкость из всасывающего трубопровода закачивается в цилиндр 1. Процесс всасывания происходит до тех пор, пока поршень не достигнет крайнего правого положения.

Затем поршень начинает движение справа налево, и в цилиндре 1 возникает избыточное давление, закрывающее клапан 5 и открывающее клапан 6, через который жидкость под давлением выталкивается в нагнетательный трубопровод.

Процесс завершается при достижении поршнем крайнего левого положения. Затем цикл повторяется.

Рис.5. Схема плунжерного насоса:

1 — корпус; 2 — поршень

В зависимости от конструкции поршня различают поршневые насосы (см. рис.4.) (поршни в виде дисков, уплотняемые металлическими разрезными уплотнительными кольцами 4 или эластичными манжетами), а также плунжерные насосы (рис.5.) (рабочий орган — плунжерный поршень 2, установленный в корпусе 1).

Преимуществами поршневых насосов является: возможность получения высоких напоров при малой подаче; незначительная зависимость подачи от напора; способность самовсасывания.

Плунжерные насосы благодаря простоте регулирования движения поршня могут использоваться для перекачивания загрязненных и вязких жидкостей.

К недостаткам можно отнести: меньшую, по сравнению с центробежными насосами, подачу; некоторую неравномерность подачи; большие габаритные размеры и сложность конструкции.

Для выравнивания подачи поршневых и плунжерных насосов существует несколько способов:

- применение многопоршневых машин с общей приводной частью и общими магистральными трубопроводами;

- использование воздушных колпаков на всасывающей и напорной линиях для демпфирования (сглаживания) потоков жидкости.

Большую группу насосов объемного типа составляют роторные насосы, к которым относятся шестеренные (зубчатые), пластинчатые (шиберные), а также винтовые.

Шестеренный насос (рис. 6) состоит из двух зубчатых колес 1 и 3, находящихся в зацеплении и размещенных с малым зазором в корпусе 4, одно из которых является ведущим, другое — ведомым. При вращении колес жидкость из полости всасывания 5 перемещается в напорную полость 2.

Шестеренные насосы применяют для перекачивания вязких жидкостей при невысоких подачах и высоких давлениях (до 15 МПа).

Рис.6. Схема шестеренного насоса: 1,3— зубчатые колеса;

2 — напорная полость; 4 — корпус; 5— полость всасывания

П

Рис. 7. Схема пластинчатого насоса:

1 — корпус; 2 — нагнетательная магистраль; 3 — цилиндр; 4 — пластина; 5 — всасывающая магистраль

ластинчатый насос (рис.7) состоит из корпуса 1 с ротором в виде установленного в нем с эксцентриситетом цилиндра 3, в котором выполнены радиальные прорези.

В этих прорезях с возможностью свободного перемещения установлены пластины 4, которые при вращении, в результате действия на них центробежных сил плотно прижимаются к стенкам корпуса, образуя камеры, в которых жидкость от всасывающей магистрали 5 перемещается к нагнетательной магистрали 2. При этом объем камеры, формируемой у всасывающего патрубка, увеличивается, создавая разрежение и всасывание, а у нагнетательного патрубка уменьшается, увеличивая давление.

Пластинчатые насосы применяют для перемещения чистых жидкостей при умеренных подаче и напоре.

Рис. 8. Схема винтового насоса:

1, 2 — ведущий и ведомый винты; 3 — корпус; 4, 5 — патрубки всасыванияи нагнетания

Винтовой насос (рис.8), как правило, состоит из одного ведущего винта (червяка) 1 и находящихся в зацеплении с ним нескольких ведомых винтов (червяков) 2, заключенных в корпусе 3 с патрубками всасывания 4 и нагнетания 5. Направления винтовых нарезок, ведомых и ведущего винтов, противоположны.

При вращении винтов всасываемая жидкость заполняет впадины винтовых нарезок и перемещается по направлению вращения ведущего винта.

Ведомые винты при этом играют роль герметизирующих устройств, позволяющих передавливать жидкость из патрубка всасывания в патрубок подачи.

Винтовые насосы используются для перекачивания высоковязких жидкостей, топлив, нефтепродуктов и т.п. Подача этих насосов достигает 300 м³/ч, а напор — 20 МПа.

Давление, обеспечиваемое винтовыми насосами, зависит в первую очередь от числа шагов винтовой линии.