72. Принцип действия объемных насосов.

В объемном насосе перемещение жидкости осуществляется путем ее вытеснения из рабочих камер вытеснителями. Под рабочей камерой понимается замкнутое пространство внутри насоса, периодически изменяющее свой объем. При вращении ротора насоса рабочие камеры попеременно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания. Вытеснителем является рабочий орган, непосредственно совершающий работу вытеснения жидкости. В зависимости от вида вытеснителя объемные насосы разделяют на роторно-поршневые, шестеренные, пластинчатые, винтовые и др. Наиболее простыми и дешевыми объемными насосами являются шестеренные и пластинчатые.

Рабочий процесс объемного насоса складывается из трех этапов: 1) заполнения рабочих камер жидкостью, 2) их изоляции и 3) вытеснения жидкости из рабочих камер. Основной величиной, характеризующей размер объемного насоса, является рабочий объем. Он представляет собой объем жидкости, вытесняемый насосом за один оборот его ротора (вала). Давление в выходной линии насоса образуется за счет сопротивления со стороны гидросистемы, оказанного перемещению жидкости от насоса. Сопротивление создается нагрузкой на гидродвигателях приводов, гидравлическими потерями в гидролиниях, наличием напорного клапана, работающего в переливном режиме, когда потребный расход рабочей жидкости в гидросистеме меньше подачи насоса и др. К основным параметрам объемных насосов относятся: подача, представляющая собой объем жидкости, вытесняемый насосом за единицу времени; максимальное давление в выходной гидролинии; мощность, потребляемая насосом, и коэффициент полезного действия (КПД). Подача насоса зависит от утечек жидкости через зазоры между ротором, статором и замыкателями. С увеличением давления на выходе из насоса утечки жидкости увеличиваются, в результате чего подача насоса уменьшается.

Объемные насосы могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Насосы, обеспечивающие изменение подачи в заданных пределах, называются регулируемыми. Нерегулируемые насосы имеют постоянную подачу рабочей жидкости.

73.1 Рабочие характеристики объемных насосов.

Основной величиной, определяющей размер объемного насоса (объемного гидродвигателя) является его рабочий объем. Рабочий объем насоса и частота его рабочих циклов определяют идеальную подачу. Идеальной подачей объемного насоса называют подачу в единицу времени несжимаемой жидкости при отсутствии утечек через зазоры. Осредненная по времени идеальная подача где— рабочий объем насоса, т. е. идеальная подача насоса за один цикл (один оборот вала насоса);— частота рабочих циклов насоса (для вращательных насосов частота вращения вала);— идеальная подача из каждой рабочей камеры за один цикл;— число рабочих камер в насосе;— кратность действия насоса, т. е. число подач из каждой камеры за однл рабочий цикл (одна оборот вала). Таким образом рабочий объем насоса. Чаще всего, но в некоторых конструкцияхи более. Действительная подача насоса меньше идеальной вследствие утечек через зазоры из рабочих камер и полости нагнетания, а при больших давлениях насоса еще и за счет сжимаемости жидкости. Отношение действительной подачик идеальной называется коэффициентом подачи:где— расход утечек;— расход сжатия. Когда сжатие жидкости пренебрежимо мало, коэффициент подачи равен объемному КПД насоса ():Полное приращение энергии жидкости в объемном пасосе обычно относят к единице объема и, следовательно, выражают в единицах давления. Так как объемные насосы предназначены в основном для создания значительных приращений давления, то приращением кинетической энергии в насосе обычно пренебрегают. Поэтому давление насоса представляет собой разность между давлениемна выходе из насоса и давлениемна входе в него:, а напор насосаПолезная мощность насосаМощность, потребляемая вращательным насосом (затрачиваемая приводящим двигателем),где— момент на валу насоса;— угловая скорость его вала. КПД насоса есть отношение полезной мощности к мощности, потребляемой насосом (1). Подобно тому, как это принято для лопастных насосов, для объемных насосов различают гидравлический , объемныйи механическийКПД, учитывающие три вида потерь энергии: гидравлические — потери напора (давления), объемные — потери па перетекание жидкости через зазоры, и механические — потери па трение в механизме насоса:где— индикаторное давление, создаваемое в рабочей камере насоса и соответствующее теоретическому напору в лопастном насосе;— потери мощности на трение в механизме насоса;— индикаторная мощность,