2.4. Радіально-поршневі насоси
По своїй кінематиці радіально-поршневі насоси так само, як і кривошипно-поршневі, побудовані на принципі кривошипно-повлзунного механізму, тільки інвертованого, у якому не кривошип (рис. 7, а), а стійка (рис. 7, б).
Н
асос
(рис. 8) складається зі статора
з розміщеним усередині нього на
підшипниках реактивним кільцем
,
ротора (блоку циліндрів)
,
з’єднаного муфтою з приводним двигуном,
плунжером
у радіальних розточеннях ротора і
розподільного пристрою
.
Осі статора і ротора зміщені одна щодо
іншої на величину ексцентриситету
,
за рахунок чого при обертанні ротора
плунжери роблять зворотно-поступальний
рух. Голівки плунжерів округлені (чи
постачені роликами) і підгортаються до
реактивного кільця відцентровими
силами. Робочі камери плунжерів з’єднані
свердліннями з розподільним пристроєм,
розділеним перемичками на дві частини:
верхньою, з’єднану з лінією всмоктування,
і нижньою – з лінією нагнітання. При
обертанні ротора по годинниковій стрілці
об’єм верхніх робочих камер плунжерів
(по ходу обертання ротора) збільшується,
що відповідає всмоктуванню, а об’єм
нижніх робочих камер зменшується, що
відповідає нагнітанню. Повний хід
плунжера дорівнює
.
Робочий обсяг камери
(29)
де – площа плунжера.
Середня подача насоса
(30)
де – число плунжерів у роторі; – частота обертання ротора .
Розглянемо, як міняється
подача одного плунжера при повороті
ротора насоса. У трикутнику
крапка
– вісь ротора, крапка
– вісь статора,
– крапка торкання плунжера об реактивне
кільце (приймемо для спрощення, що ця
крапка лежить на осі плунжера). Позначимо
,
ексцентриситет
,
радіус реактивного кільця
.
По теоремах косинусів для
можна записати
,
чи відкіля приблизно (враховуючи, що
)
.
У початковому положенні плунжера (при
)
.
Переміщення плунжера
(31)
Швидкість плунжера
(32)
Миттєва подача одного циліндра (на приклад першого)
(33)
Для наступних циліндрів
і т.д.
де
– кут між двома сусідніми плунжерами
в роторі.
З
аналізу схеми насоса і формул видно, що
ексцентриситет грає ту ж роль, що і
радіус кривошипа в кривошипно-поршневому
насосі. Якщо перемістити статор у
напрямних у поперечному (стосовно осі
насоса) напрямку, зміниться ексцентриситет.
При
подача насоса буде дорівнює нулю, хоча
двигун і ротор обертаються. Якщо вісь
статора розташувати по іншу сторону
від осі ротора, то
,
і всмоктувальна лінія стане нагнітаючою,
а нагнітаюча – усмоктувальною.
Реактивна напрямна плунжерів може бути виконана не тільки у виді окружності (рис. 9, а), але й у виді еліпсоподібній кривій (рис. 9, б), округленого трикутника (рис. 9, в), округленого квадрата (рис. 9, г), хвилястої лінії (рис. 9, д). Якщо в першому випадку за один оборот ротора насоса цикл всмоктування і нагнітання відбувався один раз, то в інших всмоктування і нагнітання буде відбуватися два, три, чотири, багато разів. Відповідно до цього гідромашини називаються одно-, двох- , трьох-, багаторазової дії.
Плунжери в роторі можуть розташовуватися не тільки в одній площині (в одному ряді), але й у декількох рівнобіжних площинах (рядах). Такий багаторядний насос буде володіти відповідно підвищеною (у два, три і більш рази) подачею.
Радіально-поршневі насоси
виготовляють на тиск до
,
подачу – до
.
Частота обертання
.
Об’ємний к.к.д.
,
загальний к.к.д.
.