2.6. Пластинчаті насоси
П
ластинчатий
насос (рис. 12) складається зі статора
,
ротора
,
пластин
і торцевого розподільного пристрою
.
Внутрішня поверхня статора найчастіше
виконується у виді кругового циліндра,
чи циліндра, обкресленого кривою,
наближеною до еліпса (насос подвійної
дії). Ротор приводиться до обертання
від двигуна, з яким він поєднаний муфтою.
Пластини
переміщаються в радіальних рівномірно
розташованих прорізах ротора і
підгортаються тиском рідини до поверхні
статора. Розподільний пристрій складається
з двох кругових серпоподібних каналів,
один із яких з’єднаний з лінією
всмоктування, іншої – з лінією нагнітання.
Якщо статор круговий, то він розташований
стосовно ротора ексцентрично (з
ексцентриситетом
).
Якщо форма статора – наближений еліпс,
то його вісь збігається з віссю ротора.
При обертанні ротора з пластинами рідина переноситься в робочих камерах, кожна з який обмежена двома сусідніми пластинами, поверхнями статора і ротора і торцевими нерухомими дисками насоса і має об’єм, що змінюється. Якщо цей об’єм по ходу обертання ротора збільшується, то камера повинна бути з’єднана із серпоподібним каналом всмоктування, якщо зменшується, то з каналами нагнітання. Відповідно до викладеного, у нижній часті насоса на рис. 12 відбувається всмоктування, а у верхній – нагнітання.
Розглянемо для простоти насос
із круговим ексцентрично розташованим
статором. Нехай ротор обертається проти
годинникової стрілки з кутовою швидкістю
,
.
Радіус статора
,
радіус ротора
,
ширина насоса
,
число пластин
.
Визначимо площу
й об’єм
робочої камери насоса в довільному
положенні ротора і виведемо формулу
для розрахунку миттєвої подачі, а потім
до середньої подачі насоса. Проведемо
під кутом до полярної осі
(крапка
– полюс) радіус-вектор статора
і радіус-вектор ротора
.
Визначимо величину
з трикутника
.
По теоремі косинусів
,
відкіля
(тому що
).
Полярний кут бісектриси камери позначимо
через
.
Нагадаємо, що кут між
пластинами, що обмежують камеру,
,
де
– загальна кількість пластин насоса.
Площа камери
(38)
Обсяг камери
.
Виберемо товщину перемички між серпоподібним каналами такий, щоб не було одночасного з’єднання камери з лініями всмоктування і нагнітання. Тоді камера мінімально можливого об’єму буде при
(39)
камера, максимально можливого
об’єму – при
(40)
Об'єм рідини, що переноситься однією камерою за один цикл (всмоктування чи нагнітання)
(41)
Миттєва подача однієї камери
(42)
Сусідні камери мають подачу
(43)
де
– порядковий номер камер.
Середня подача насоса
(44)
де параметр
є функцією числа пластин насоса.
Звідси видно, що подача насоса безпосередньо залежить від ексцентриситету, і її можна регулювати, переміщаючи статор щодо ротора. Нерівномірність подачі насоса визначають по формулі (2).
Пластинчаті насоси випускають
подвійної дії на тиск
і
,
і подачу до
.
Частота обертання
і
,
об’ємний к.к.д.
,
загальний к.к.д.
.