Крыльчатые насосы

По принципу своего действия крыльчатые насосы во всем подобны поршневым. Всасывание и нагнетание жидкости у них осуществляется колебательным движением крыла в неподвижном цилиндрическом корпусе, к стенкам которого это крыло плотно пригнано. Как и у поршневого насоса, распределение здесь осуществляется помощью клапанов. Существует довольно много конструкций крыльчатых насосов, но наиболее простыми из них и в значительной мере распространенными являются насосы двойного действия с двойным крылом.

Схема такого насоса представлена на рис. 78. Двойное крыло А, снабженное двумя откидными клапанами, сидит на валу z, который проходит через крышку цилиндрического корпуса и уплотняется сальником. Всасывающие откидные же клапаны сидят на вставной трехсторонней перегородке В, которая двумя гранями плотно прилегает к стенкам корпуса, а третьей к ступице крыла и крепится болтами к задней стенке корпуса. На рис. 79 показан внешний вид подобного насоса, который известен под названием насоса Альвейлера.

Для густых жидкостей у крыльчатых насосов шарнирные откидные клапаны заменяются шаровыми металлическими или резиновыми. Крыльчатые насосы строятся преимущественно с ручным приводом и находят себе большое применение для целей подкачки масла, нефти и других жидкостей в котельных и силовых установках, а также на химических предприятиях. Для тех же целей применяются ручные поршневые насосы, которые иногда предпочитают крыльчатым, так как последние довольно трудно поддаются хорошему уплотнению.

Рис. 78. Схема крыльчатого насоса	Рис. 79. Насос Альвейлера

Роторные насосы

Роторные насосы получили распространение, главным образом, для осуществления небольших подач жидкости. По особенностям конструкции рабочих органов роторные насосы можно подразделить на зубчатые (в том числе шестеренные), винтовые, шиберные, коловратные, аксиально и радиально-поршневые, лабиринтные и другие. Каждый из них имеет свои разновидности, но объединяющий их признак общность принципа действия, в основном аналогичного действию поршневых насосов. Роторные насосы отличаются отсутствием всасывающего и нагнетательного клапанов, что является их большим преимуществом и упрощает конструкцию.

В роторных насосах взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в подвижных рабочих камерах, которые попеременно соединяются с полостями всасывания и нагнетания. В связи с этим в роторных насосах нет клапанов. Отсутствие клапанов дает возможность иметь большую быстроходность, т.е. число рабочих циклов в единицу времени.

Принцип действия роторного насоса приведен на рис. 80.

Рис. 80. Принцип действия роторного насоса

Роторные насосы имеют цилиндрический ротор 2, эксцентрически расположенный в корпусе 1. В радиальных щелях расположены подвижные пластины 3, которые под действием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности цилиндра. Рабочая среда поступает через патрубок всасывания 5 и переталкивается лопастями в патрубок нагнетания 4. Наиболее распространенным типом роторных насосов являются пластинчато-роторные насосы. Они могут быть однократного, двукратного или многократного действия.

На рис. 81, а приведена конструктивная схема пластинчатого насоса однократного действия. В пазах вращающегося ротора 4, ось которого смещена относительно оси неподвижного статора 6 на величину эксцентриситета е, установлены несколько пластин 5 с пружинами 8. Вращаясь вместе с ротором, эти пластины одновременно совершают возвратно-поступательное движение в пазах 7 ротора. Рабочими камерами являются объемы 1 и 3, ограниченные соседними пластинами, а также поверхностями ротора 4 и статора 6. При вращении ротора рабочая камера 1, соединенная с полостью всасывания, увеличивается в объеме и происходит ее заполнение. Затем она переносится в зону нагнетания. При дальнейшем перемещении ее объем уменьшается и происходит вытеснение жидкости (из рабочей камеры 3).

Рис. 81. Пластинчатые насосы однократного (а) и двукратного (б) действия: 1, 3 – рабочие камеры; 2 – точка контакта; 4 – ротор; 5 – пластина; 6 – статор (корпус); 7 – паз; 8 – пружина; 9 – область всасывания; 10 – область нагнетания.

На рис. 81, б приведена конструктивная схема пластинчатого насоса двукратного действия. Внутренняя поверхность такого насоса имеет специальный профиль, что позволяет каждой пластине за один оборот вала дважды производить подачу жидкости. У пластинчатого насоса двукратного действия имеются две области всасывания 9, которые объединены одним трубопроводом в две области нагнетания 10, также объединенные общим трубопроводом. На практике применяются насосы и с большей кратностью, но их конструкции сложнее, поэтому использование таких насосов ограничено.

Достоинства:

• сравнительно низкая пульсация подачи (по сравнению с поршневыми и шестерёнчатыми насосами);

• достаточно низкий уровень шума;

• принципиальная возможность реализовать регулируемость рабочего объёма путём изменения эксцентриситета – величины смещения оси ротора относительно оси статора.

Недостатки:

• сложность конструкции и низкая ремонтопригодность;

• довольно низкие рабочие давления (до 14 МПа).

Области применения

Пластинчатые насосы широко применяются в системах объёмного гидро-привода (например, в приводе металлорежущих станков). Пластинчатый насос также используется в пищевой промышленности для перекачивания паст.

Рис. 82. Пластинчатый насос простого (а) и двойного (б) действия в разрезе