Ротор насоса

Роторный насос – это объемный насос, в котором вытеснение жидкости производится из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательного и возвратно-поступательного движения рабочих органов – вытеснителей.

Рабочая камера роторного насоса ограничивается поверхностями составных элементов насоса: статора, ротора, и вытеснителя (одного или нескольких).

По характеру движения рабочих органов (вытеснителей) роторные насосы бывают роторно-вращательными и роторно-поступательными (классификационную схему по ГОСТ 17398-72 см. на рис. 2).

Роторно-вращательные насосы

В роторно-вращательных насосах вытеснители совершают только вращательное движение. К ним относят зубчатые (шестерённые, коловратные) и винтовые насосы. В зубчатых насосах рабочие камеры с жидкостью перемещаются в плоскости, перпендикулярной к оси вращения ротора, в винтовых насосах – вдоль оси вращения ротора.

Роторно-поступпательные насосы

В роторно-поступпательных насосах вытеснители совершают одновременно вращательные и возвратно-поступательные движения. К ним относятся шиберные (пластинчатые, фигурно-шиберные) и роторно-поршневые насосы (радиальные, аксиальные). В роторно-поршневых вытеснители обычно выполнены в виде поршней или плунжеров, которые располагаются радиально или аксиально по отношению к оси вращения ротора. Все роторно-поступательные насосы могут выполняться как в виде регулируемых машин, т. е. с изменяемым рабочим объёмом, так и не регулируемых. Все роторно-вращательные насосы являются нерегулируемыми.

Рис.2. Классификационная схема насосов

Вследствие того что в роторных насосах происходит перемещение рабочих камер с жидкостью из полости всасывания в полость нагнетания, эти насосы отличаются от насосов поршневых (и плунжерных) отсутствием всасывающих и напорных клапанов. Эти и другие конструктивные особенности роторных насосов обуславливают их некоторые общие свойства, также отличные от свойств поршневых насосов, а именно: обратимость, т. е. способность работать в качестве гидродвигателей (гидромоторов) при подвое к ним жидкости под давлением; более высокая быстроходность (до 3000 – 5000 об/мин) и бóльшая равномерность подачи, чем у поршневых насосов; возможность работы лишь на чистых, неагрессивных жидкостях, обладающих смазывающими свойствами (применение роторных насосов для подачи воды исключается).

www.metalcutting.ru

Как устроен такой агрегат?

Циркуляционные насосы имеют схожее с дренажными помпами устройство. Корпус насоса с наличием сухого или мокрого ротора чаще всего выполняют из прочных сплавов, таких как латунь, чугун, нержавеющая сталь или бронза. Такие металлы отлично взаимодействуют с водой высоких температур или с агрессивными средами (в случае дренажного ротора).

Сам ротор производит либо из прочной нержавеющей стали, либо из керамики. А рабочий узел (колесо с лопастями) располагают на валу ротора.

Принцип работы такого устройства заключается в создании центробежной силы внутри помпы и выглядит таким образом:

Во включенном состоянии ротор приводит в действие колесо с крыльчаткой, которое вращается достаточно быстро, создавая понижение давления в камере помпы. Это способствует притоку воды в резервуар. Далее попавшая в камеру вода повышает давление и при этом прижимается к стенкам внутреннего резервуара насоса. Вследствие такого перепада происходит выталкивание воды в выходное отверстие. Цикл повторяется снова и снова, до выключения агрегата.

Деление насосов с ротором на типы

Всё насосное оборудование с ротором можно поделить на два вида:

• Агрегаты с «мокрым» ротором;
• Насосы с «сухим» ротором.

В первом случае речь идёт о механизме, ротор которого не имеет прямого контакта с перекачиваемой водой. Обособленность ротора в механизме помпы поддерживают специальные керамические или металлические уплотнители в виде колец. Они-то и защищают ротор от прямого контакта узлов с перекачиваемой средой. Но здесь принцип работы устройства с мокрым ротором заключается в том, что между трущимися друг о друга защитными кольцами располагается тонкий, еле заметный водяной слой. Он способствует поддержанию разности давления в системе отопления и в рабочей камере, а значит, обеспечивает герметичность роторного отсека. При этом в моменты работы кольца -уплотнители притираются друг к другу сильнее, что обеспечивает еще большую герметичность устройства.

Кроме того, принцип работы помпы с «мокрым» ротором заключается еще и в том, что смазывание и охлаждение двигателя устройства происходит за счёт воды, которую насос перекачивает.

Важно: циркуляционные агрегаты для систем отопления или кондиционирования с «мокрым» ротором могут быть как однофазными, так и трехфазными. То есть использовать такие помпы можно и дома, и на большом производстве или промышленном предприятии.

Благодаря именно таким принципам работы агрегат с «мокрым» ротором отличается целым рядом преимуществ:

• Низкий уровень шума при перекачивании воды по системе;
• Скромный вес и небольшие габариты;
• Возможность длительной эксплуатации без остановок;
• Экономичное энергопотребление;
• Простота монтажа, настройки, обслуживания и ремонта.

При этом большей популярностью у современного потребителя пользуются именно моноблочные устройства с «мокрым» ротором.

Важно: но наряду со всеми перечисленными преимуществами КПД насоса с ротором «мокрого» типа существенно ниже и составляет около 55%. Таким образом, использовать подобный механизм лучше всего в домах небольшой площадью, где замкнутый контур системы отопления имеет небольшую протяженность.

Если же говорить о водоподающих насосах с ротором «мокрого» типа, то и здесь устройства будут немного уступать своим собратьям с «сухим» ротором. Но это относится только к поверхностным агрегатам.

Важно: обязательное условие качественной работы помпы с «мокрым» ротором и соблюдения принципов перекачивания воды является правильная установка агрегата на контур. Здесь вал оборудования должен располагаться строго горизонтально относительно замкнутого контура системы отопления. Только в этом случае качественное поступление жидкости к подшипникам для смазывания рабочих узлов будет обеспечено через гильзу.

Насосы с ротором «сухого» типа

Здесь принцип работы механизма заключается в том, что ротор работает без контакта с водой. При этом отличается высокий уровень КПД подобного устройства, который достигает аж 80%.

При всей своей производительной мощности агрегаты подобного типа отличаются рядом недостатков:

• Высокий уровень шума в рабочем состоянии.
• Необходимость постоянного контроля над качеством перерабатываемой среды, поскольку насосы с «сухим» ротором не терпят наличия посторонних примесей мусора в воде или молекул воздуха. Такие «соседи» способны нарушить герметичность колец-уплотнителей в механизме.

При этом весь ассортимент насосов с «сухим» ротором делят на три вида:

• Блочные устройства;
• Вертикальные агрегаты, в которых двигатель находится в вертикальном положении, а оба патрубка располагаются на одной оси;
• Консольные (горизонтальные), у которых двигатель смонтирован горизонтально, а патрубки располагаются перпендикулярно друг друга.

Правила выбора насоса: «сухой» или «мокрый» ротор

Для того чтобы система отопления работала максимально продуктивно, необходимо правильно подобрать насос в соответствии с параметрами дома и характеристиками отопительной системы. Только в этом случае и при условии правильного монтажа механизма с соблюдением принципов его работы тепло в доме будет качественным и продолжительным.

Итак, при выборе насоса учитывайте следующие моменты:

• Общая площадь дома и протяженность замкнутого контура системы отопления;
• Количество радиаторов на весь отрезок системы обогрева;
• Наличие систем «тёплый пол» и др.;
• Качество и плотность оконных металлопластиковых пакетов;
• Утепление стен, потолка или крыши в доме.

Важно: расчеты необходимого количества тепла должна проводить только грамотные теплотехники, которые учтут все важные нюансы и порекомендуют насос с номинальными именно для вашего помещения напорными характеристиками.

При этом важно учесть, что если вы выбираете насос к системе отопления, которая уже есть, но требует доработки, то лучше купить агрегат регулируемый. Это устройство отлично подстраивается под рабочие параметры заданного контура.

Принципы монтажа агрегатов с любым ротором

Для того чтобы работа циркуляционного оборудования была качественной, лучше пригласить для его установки специалистов. Но если есть делание установить помпу самостоятельно, то придерживайтесь таких правил:

• Монтаж агрегата производят у котла со стороны обратного типа. То есть там, где вода, прошедшая весь замкнутый контур системы, снова возвращается обратно. Но такое правило касается помещений, площадь которых не превышает 150-200 м2.
• Важно следить за расположением стрелки на корпусе насоса при его установке. Стрелка должна смотреть в сторону движения тёплой воды по системе.
• Все фланцевые и резьбовые стыки необходимо обработать герметиком, чтобы избежать возможных течей.
• Если вы имеете дело с системой отопления обратной циркуляции, то нелишним будет установить и байпас — отрезок трубы, который в случае ремонта агрегата сможет замкнуть контур отопления после снятия насоса.

Популярные модели насосов с ротором «мокрого» типа

Самыми популярными агрегатами для транспортировки воды с роторами «мокрого» типа являются продукты производства немецких, датских и канадских компаний. Особое место среди ассортимента товаров занимает насос Wilo.

Устройства имеют резьбовое соединение и оснащены системой регулировки частоты вращения для контроля над производительностью и мощностью помпы. Агрегаты Wilo используются в системах отопления и кондиционирования, а также в системах циркуляции холодной воды на предприятиях.

Насосы «Грундфос»

Еще одни лидеры на современном российском и мировом рынках насосного оборудования. Такие помпы отличаются высокой производительностью и надежностью. Благодаря тщательной сборке от щепетильных датчан агрегаты работают без сбоев и поломок длительное время.

Отличительными особенностями таких механизмов являются:

• Абсолютная инертность к воде и антикоррозионные свойства металла;
• Отсутствие необходимости частого профилактического обслуживания и ремонта (мокрый ротор делает своё дело);
• Надежная герметичность корпуса.

Важно: корпусы насосов «Грундфос» оснащаются специальным теплозащитным кожухом, что предотвращает риск возможного ожога пользователя.

vodakanazer.ru

Использование роторных насосов связано с необходимостью перекачивания большого объема жидкости. Различают несколько видов роторных насосов, различающихся между собой принципом работы и конструктивными особенностями. Об основных разновидностях роторных насосов и об их устройстве рассмотрим далее.

Оглавление:

1. Роторные насосы принцип работы и характеристика
2. Преимущества и недостатки роторного насоса
3. Устройство и схема роторного насоса
4. Классификация роторных наносов и особенности их применения

Роторные насосы принцип работы и характеристика

Принцип работы роторного насоса состоит в транспортировке жидкости с помощью ее размещения в камере, из которой она выталкивается с помощью вращательных и поступательных манипуляций. Главным рабочим механизмом данных насосов является ротор. В соотношении с его конструкцией, роторные насосы подразделяются на разные виды.

Рабочий механизм роторный насосов постоянно вращается, но несмотря на это принцип работы данного оборудования индивидуален и не схож с динамическими вариантами насосов. В процессе перекачивания жидкости, она попадает в камеру, а ее вытеснение производится с помощью нагнетательного патрубка.

Внутри рабочей камеры роторного насоса создается пространство замкнутого типа, для ограничения которого используются подвижные и неподвижные детали устройства. В процессе работы данное пространство изменяется в объеме. В процессе перемещения деталей подвижного типа рабочая камера изменяется в размере, таким образом, происходит перекачивание рабочей жидкости.

В зависимости от основного движения в роторном насосе, они бывают двух видов — роторного вращение и роторного поступления. Первый вариант основывается на исключительном вращении подвижных частей в насосе, а второй — на комбинации как вращения, так и поступления.

Роторно вращательные насосы бывают зубчатого и винтового типа. Первый вариант отличается наличием рабочей камеры, корпус которой остается неподвижным, а шестерни двигаются в определенном направлении. Рабочая камера изменяется в размере именно благодаря движению шестерней. Данный вариант насосов может иметь как внешнее, так и внутреннее зацепление.

Винтовые насосы характеризуются наличием рабочей камеры, с неподвижным корпусом и подвижными винтами. Винты вращаются вокруг своей оси, благодаря этому создается временная рабочая камера, которая нагнетает жидкость и перекачивает ее. Рассматривая данный вариант насосов, следует выделить пластинчатый и роторно-плунжерный его варианты.

Пластинчатый вариант роторного насоса отличается наличием ротора с продольными прорезями, внутри которых находятся пластинчатые детали. Вращение ротора осуществляется внутри цилиндрического корпуса, при этом, оси ротора и корпусной части между собой не совпадают.

Для ограничения рабочей камеры в цилиндрических насосах используется корпусная его часть и шиберы. Для того, чтобы замкнуть рабочую камеру, шиберы плотно прилегают к корпусной части с помощью использования силы центробежного назначения или специальных пружинистых механизмов, установленных во внутренней части роторного насоса. В соотношении с конструктивными особенностями роторного цилиндрического насоса они имеют однократное, двукратное действие.

Роторные насосы плунжерного действия подразделяются на радиальные и аксиальные. Принцип работы данного насосного оборудования сопоставим с насосом и гидромотором. Данные насосы работают из-за комбинации движений как вращательного, так и поступательного типа.

Преимущества и недостатки роторного насоса

Несмотря на то, что роторные насосы различаются по конструкции, у всех разновидностей данного оборудования, присутствуют такие преимущества:

• наличие равномерной подачи перекачиваемой жидкости, в соотношении с возвратно-поступательным насосным оборудованием;
• возможность работы насоса в гидромоторном режиме из-за наличия обратимости;
• отсутствие клапанов в конструктивном составе насоса, поэтому коэффициент полезного действия и мощность оборудования находится на высоком уровне;
• частота движений роторного насоса довольно высокая, их быстроходность находится на самом высоком уровне по сравнению с другими альтернативными насосами.

Однако, у насосов роторного типа имеются определенные недостатки, а именно:

• перекачиваемая среда должна отвечать определенным требованиям регрессивности и не должна оказывать на внутренние детали насоса абразивное воздействие;
• высокий уровень надежности оборудования, влечет за собой высокую стоимость на его обслуживание и эксплуатацию.

Устройство и схема роторного насоса

Внутри проточной части роторного насоса находится один полый вращающийся диск, который отвечает за совершение вращательных манипуляций и перекачивание жидкости между патрубками.

Насосы, внутри которых находится пустой диск используются в процессе перекачивания жидкостей с твердыми частицами. Однако, они отличаются надежностью, длительностью эксплуатации, низкой скоростью вращения. Возможен вариант установки нескольких полых дисков внутри насоса. Среди преимуществ данного варианта насосов отметим:

1. Возможность самостоятельного самовсасывания. Запуск насоса осуществляется даже в том случае, если в нем отсутствует жидкость.

2. Возможность работы на низких оборотах. Благодаря данному преимуществу насосы имеют возможность перекачивать жидкости высокой вязкости. Работа на низкой скорости обеспечивает длительную эксплуатацию оборудования, высокий уровень его надежности и стойкости к износу.

3. Для того, чтобы очистить нисходящие трубы от жидкости используется функция обратного потока. Использование второго насоса или переключение патрубков не потребуется.

4. Твердые частицы поступают в жидкость благодаря тому, что диск характеризуется высокой адаптируемостью.

5. Значение высоты всасывания роторного насоса составляет более восьми метров.

6. Низкая шумопроизводительность и низкий уровень вибрации обеспечивает удобство в эксплуатации насоса.

7. Высокий уровень КПД и производительности также является одним из преимуществ данных насосов. Производительность устройства не зависит от уровня вязкости жидкости, которую оно перекачивает.

8. Универсальность применения насоса обеспечивается прежде всего его способностью к перекачиванию разного рода жидкостей.

9. Конструктивные особенности насоса отличаются простотой, так как он содержит в своем составе компактные элементы, легко поддающиеся замене или ремонту.

10. При определенных обстоятельствах нанос способен работать без жидкости.

Принцип работы данного насоса состоит в вращении полого диска, который постепенно соприкасается с внутренними участками на корпусной части. Вследствие этого создается линия, которая отвечает за всасывание жидкости из системы. Благодаря этому жидкость начинает движение. Для управления диском используется мембрана, в процессе этого происходит создание двух раздельных герметичных камер. Вакуумное пространство отвечает за всасывание жидкости во внутрь насоса.

Из-за того, что дисковые роторные насосы содержат в своем составе всего несколько комплектующих, они отличаются длительным сроком эксплуатации, не ломаются и легко ремонтируются. Сфера использования данного рода устройств распространяется на:

• как летучие, так и вязкие жидкости;
• смазочные масла и жидкости с повышенной сухостью;
• жидкости, в составе которых содержаться абразивные вещества;
• жидкости агрессивного и коррозийного характера;
• продукты пищевой промышленности.

Классификация роторных наносов и особенности их применения

Существует два основных класса роторных насосов:

• роторно вращательные насосы;
• насосы роторно-поступательного типа.

Первый вариант насосов отличается наличием только вращательных движений в процессе перекачивания жидкости. Различают разновидность роторно вращательного насоса, называемую зубастым или шестеренным насосом.

Данный вариант насоса может иметь внутреннее или наружное зацепление. Насос, у которого имеется внешнее зацепление используется для перекачивания жидкостей с высоким уровнем вязкости, у которых присутствуют способности смазывающего типа. Возможность самостоятельного всасывания у таких насосов составляет не более пяти метров. Принцип работы данного механизма основывается на постоянном соединении ведущей и ведомой части механизма. Далее следует процесс приведения ее в движение. В процессе вращения наноса, зубья начинают всасывать жидкость, из-за образования вакуумного пространства. Вследствие образования между зубьями контакта жидкость переносится из одной части механизма в другую.

Второй вариант шестеренного насоса имеет внутреннее зацепление и отличается более компактными размерами. Однако, для изготовления данного устройства потребуется приложить немало усилий, поэтому его стоимость немного дороже. Для того, чтобы привести в действие ведущую шестерню, необходим электрический двигатель. Так как его вал с помощью зубьев захватывает ведущий участок прибора начинается вращение колеса. В процессе вращения происходит освобождение объема, вследствие чего жидкость попадает во внутрь насоса. Перемещение среды осуществляется под действием ее нагнетания.

Роторно поступательные варианты насосов разделяются на:

• роторно шиберный насос пластинчатого типа;
• насос роторно поршневой.

Шиберный насос еще называют роторно пластинчатым, данное оборудование является самовсасывающим и отличается объемными размерами. Главной функцией данного насоса выступает перекачивание жидкости, которая характеризуется смазывающими характеристиками, такими как масла или дизель. Насосы способны к всасыванию жидкости в сухом положении и не нуждаются в наличии жидкости рабочего типа.

Принцип работы данного устройства основывается на наличии ротора с эксцентрически расположенными пластинами, внутри которых находятся пазовые участки продольной вариации, называемые шиберами. Для их прижимания к поверхности статора используется центробежная сила.

Из-за эксцентрического расположения ротора, в процессе его вращения пластины постоянно контактируют со стеной корпусной части, вначале входя во внутрь ротора, а затем выходя из него. Из-за этого, жидкость сначала закачивается во внутрь механизма, а затем выходит из него под давлением.

Насос объемный роторный поршневой бывает аксиально поршневым и радиально поршневым. Внутри данного механизма располагаются рабочие детали, которые играют роль нагнетания жидкости. Чаще всего это плунжерные или поршневые элементы. Аксиально поршневые насосы отличаются наличием возвратно поступательных движений, расположенных параллельно по отношению к оси вращения механизма. У радиально поршневых насосов, данное движение осуществляется радиально.

Аксиально поршневые роторные насосы имеют наклонные диски или наклонные шайбы, расположенный в осевом направлении. Довольно популярными остаются аксиальные насосы поршневого типа, имеющие наклонный блок. Для передачи крутящего момента в таких устройствах применяется шатун, расположенный во внутренней части поршней. С помощью данной схемы удается не только уменьшить размеры самого насоса, но и улучшается динамика разгона и торможения работы.

Ручной роторный насос используется в процессе перекачивания материалов горюче-смазочного типа. Чаще всего данный насос изготавливается из чугуна. Выделяют также насос роторный бочковой, выполненный из алюминия, предназначенный для перекачивания бензина. Удобством эксплуатации отличаются насосы, которые различают масло по отдельным резервуарам. Несмотря на доступную стоимость, данные варианты насосов отличаются высоким уровнем надежности и длительной эксплуатацией.

Роторные насосы динамического типа основываются на динамическом принципе работы. С помощью вращения определенного рода элементов, происходит образование кинетической энергии, которая подает давление для перекачивания жидкости. В зависимости от принципа действия, данные насосы бывают вихревыми и лопастными. Роторно лопастный насос не имеет функции самовсамывания. Среди разновидностей лопастных насосов отметим:

• устройства центробежного, радиального, диагонального и осевого типа;
• с наличием спирального, кольцевого или направляющего привода;
• в зависимости от типа жидкости однопроточные и двухпроточные.

Роторно вихревые насосы бывают открытыми звездообразными и закрытыми, имеющими периферийный канал. В зависимости от прохождения потока жидкости вихревые насосы бывают одно- и многоступенчастыми.

В зависимости от сферы использования насосного оборудования, данные устройства подразделяются на насосы питательного, циркуляционного и конденсатного типа.

strport.ru

2.1.3 Водокольцевой насос

Водокольцевые насосы используют в нагнетательных и во всасывающих пневмотранспортерах. В качестве рабочей жидкости используют воду, масло и любую другую неагрессивную капельную жидкость.

Конструктивная схема водокольцевого ротационного насоса показана на рисунке 4. Он состоит из цилиндрического корпуса 2, закрытого с торцов крышками. Внутри корпуса эксцентрично расположен вал с лопастями 1.

Рисунок 4 – Водокольцевой насос

При вращении вала в корпус подается определенное количество воды, которая под действием центробежной силы образует у стенки корпуса водяное кольцо 5 практически равной толщины. Между внутренней поверхностью водяного кольца и валом с лопастями образуется серповидное пространство, разделенное лопастями. С одной стороны это пространство увеличивается по объему в каждой ячейке, а с другой — уменьшается. В торцевой крышке, в соответствующих местах, сделаны отверстия и подсоединены всасывающий 4 и нагнетательный 3 патрубки.

При вращении вала воздух через всасывающий патрубок засасывается в ячейки, сжимается и выбрасывается через нагнетательный патрубок.

Достоинства водокольцевого насоса — простота конструкции и возможность притоком свежей воды регулировать ее температуру, чтобы избежать перегрева насоса, а также очищать воду от попадающих в нее из воздуха частиц. Недостаток этого насоса — большие потери на трение воды о стенки кожуха, обусловливающие низкий КПД (практически 0,4 — 0,45). Характеристика водокольцевых насосов представлена в таблице 3

Таблица 3 — Технические характеристики водокольцевых воздуходувных машин

Примечание. Номинальное давление всасывания во всех машинах 0,04 МПа.

ВОПРОС 4. НАСОСЫ РОТОРНЫЕ — Лекция, раздел Охрана труда, ВОПРОС 3. ПОРШНЕВЫЕ И ПЛУНЖЕРНЫЕ НАСОСЫ Роторный Насос — Это Объемный Насос, В Котором Вытеснение Жидкости Происходит…

Роторный насос — это объемный насос, в котором вытеснение жидкости происходит из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей.

Особый характер процесса вытеснения жидкости в роторных насосах и перенос рабочих камер с жидкостью из полости всасывания в полость нагне­тания делает излишними всасывающий и напорный клапаны. Отсутствие всасывающих и напорных клапанов в роторных насосах является основной их конструктивной особенностью, которая отличает этот класс насосов от класса поршневых насосов.

Роторные насосы являются обратимыми. Обычно состоят из следующих основных частей: статора (неподвижного корпуса), ротора, жестко связан­ного с валом насоса, и вытеснителя (одного или нескольких).

Рассмотрим классификационную схему роторных насосов (рис. 5). По характеру движения вытеснителей класс роторных насосов делится на два подкласса: роторно-вращательные и роторно-поступательные.

Рис.5.Классификационная схема роторных насосов

Как показывают названия, в первом подклассе вытеснители совершают лишь вращательное движение, а во втором — одновременно с вращатель­ным еще и возвратно-поступательное движение относительно ротора.

Роторно-вращательные насосы делятся на зубчатые и винтовые. В пер­вом ротор и вытеснитель имеют форму зубчатых колес, а жидкость в насосе перемещается в плоскости их вращения. В винтовых насосах ротор имеет форму винта, а жидкость в нем перемещается вдоль оси его вращения.

Основной разновидностью зубчатых насосов являются насосы шестеренные.

Роторно-поступательные насосы делятся на шиберные (в основном пластинчатые) и роторно-поршневые насосы. Различие между ними за­ключается не только в форме вытеснителя (пластин и поршней) и характе­ре движения жидкости в насосе, но и в способе ограничения (образования рабочих камер).

Роторно-поршневые насосы по расположению рабочих камер делятся на радиальные и аксиальные.

Шестеренный насос — это зубчатый насос с рабочими органами в виде шес­терен, обеспечивающих передачу момента с ведущего звена на ведомое. Раз­личают шестеренные насосы с внешним и внутренним зацеплением.

На рис. 6 изображен насос с внешним зацеплением. При вращении шестерен 3 на стороне всасывания создается разрежение и жидкость под атмосферным давлением заполняет впадины между зубьями шестерен, перемещаясь в сторону нагнетания, где зубья одной шестерни входят во впадины другой и вытесняют перекачиваемую жидкость в нагнетатель­ный патрубок.

Рис. 6. Шестеренный насос:

1-крышка; 2-корпус; 3-шестерни.

В зависимости от свойств перекачиваемой жидкости проточная часть корпуса 2 и шестеренные роторы могут быть изготовлены из чугуна и стали или из бронзы и стали. С торцов насос закрывается крышками 1.

Насосы с малым модулем зубчатого зацепления могут хорошо работать на Маловязких жидкостях и плохо перекачивают густые и вязкопластичные среды. Существенным недостатком шестеренных насосов является неравномер­ность подачи, которая зависит от числа зубьев шестерен. К недостаткам шес­теренных насосов относятся также повышенные значения утечек, связанных с обратным перепуском перемещаемой среды из зоны нагнетания в зону всасывания через зазоры между шестернями и корпусом, шестернями и крышками.

Винтовые насосы в отличие от других объемных насосов обладают рядом преимуществ: создают высокое давление, имеют значительную высоту вса­сывания и малое перемешивание перемещаемой жидкости, конструктивно просты, компактны, не имеют клапанов и сложных проходов, что обуслав­ливает низкие потери энергии в местных сопротивлениях, они легче порш­невых в 5… 10 раз.

Одновинтовой насос (рис. 7) состоит из корпуса, снабженного всасыва­ющим 4 и нагнетательным 1 патрубками, резинового статора — обоймы 2 и винтового ротора 3. Вращение ротору передается от приводного вала с помо­щью карданного вала 6 с шарнирами 7, закрепленных в кронштейне 5. На­сос работает по принципу замыкания и последующего вытеснения объемов среды из полостей, образованных винтом ротора и обоймой.

Рис. 7. Одновинтовой насос:

1-нагнетенный патрубок; 2-обойма; 3-винтовой ротор; 4-всасывающий патрубок; 5-кронштейн; 6-карданный вал; 7-шарниры.

Профилированная внутренняя поверхность обоймы выполнена в виде двухзаходного винта с шагом, в два раза превышающим шаг однозаходного винта — ротора. При наличии эксцентриситета между неподвижной обой­мой и винтом — ротором, когда первая на стороне всасывания, полость уве­личивается в объеме, давление в ней понижается до величины, меньшей давления в приемной части насоса. За счет разности давлений полость за­полняется перемещаемой средой. Дальнейшее вращение винта обеспечивает замыкание полости, и среда перемещается к нагнетательной части обоймы в результате вытеснения ее винтом (за один оборот винта перемещение равно одному шагу обоймы). При постоянной частоте вращения винта подача насо­са строго постоянна.

Для перекачки вязкопластичных технологи­ческих сред широко применяют пластинчатый (эксцентриковолопастный) насос (рис. 8). Ос­новными частями простейшего пластинчатого на­соса однократного действия являются: вращаю­щийся ротор 2, помещенный с эксцентриситетом в неподвижном кольце статора 5. Кольцо статора за­прессовано в корпус 1 и имеет загрузочную горло­вину 3. В пазах ротора находятся пластины 4, спо­собные при вращении перемещаться радиально. Их наружные концы скользят по окружности ста­тора. Пазы для пластины имеют наклон в сторону вращения ротора для предотвращения заклинива­ния пластин. Насосы такого типа используются при давлениях 10…12МПа.

Ограниченность давления обусловлена кон­тактными нагрузками между пластинами и статором, а также односторонней нагрузкой ротора силами давления со стороны полости, находящейся под давлением. Полной уравновешенности ротора уда­ется достигнуть в пластинчатых насосах двойного действия (рис. 9).

Статорное кольцо и ротор прикрыты с обеих сторон крышками, в которых профрезерованы ду­гообразные окна А, В, С, D. По мере поворота ро­тора в зонах окон В и В пространство между дву­мя соседними пластинами увеличивается, образуется вакуум и происходит процесс всасыва­ния. В зонах окон А и С объем между пластинами уменьшается и происходит процесс нагнетания. В результате перекрестного размещения областей В и В низкого давления и областей А и С высокого давления ротор и, следовательно, подшипники разгружены от действия радиальных сил.

Рис. 9. Схема пластинчатого насоса двойного действия

Роторные аксиально-поршневые насосы — насо­сы, у которых рабочие камеры вращаются относи­тельно оси ротора, а оси поршней или плунжеров па­раллельны оси вращения или составляют с ней угол меньше 45°. Насосы и гидродвигатели с аксиальным или близким к аксиальному расположением цилиндров являются наиболее распространенными в гидравли­ческих системах. По числу разновидностей конструк­тивного исполнения они во много раз превосходят прочие типы гидромашин. Они обладают наилучши­ми габаритными и весовыми характеристиками, от­личаются компактностью, высоким КПД, пригодны для работы при высоких частотах вращения и давле­ниях, обладают сравнительно малой инерционнос­тью, а так же просты по конструкции.

На рис. 10 изображена схема аксиально-поршневого насоса с наклон­ной шайбой. Оси цилиндров 1 расположены в нем параллельно оси враще­ния блока 2. Цилиндры с помощью пружин прижимаются к наклонной шайбе (диску) 3.

Поскольку цилиндровый блок 2 у рассматриваемого насоса вращается, упрощается распределение жидкости, которое обычно выполняется через серпообразные окна а и в в распределительном золотнике 4. При работе на­соса торец цилиндрового блока скользит по поверхности распределительно­го золотника. При этом цилиндры попеременно соединяются с окнами а и в золотника и через них — с зонами всасывания и нагнетания.

К объемным насосам специального назначения могут быть отнесены шланговые насосы и водокольцевой вакуум-насос.

Рабочим органом шлангового насоса (рис. 11) является установленный на специальном профилированном корпусе 1 шланг из эластичного материа­ла (например, резины или пластмассы) 2. Шланг периодически сжимается обкатываемым роликом 4, и перекачиваемая среда, которой заполнен внут­ренний его объем, выжимается.

Рис. 10. Схема аксиально-поршневого насоса:

1 — цилиндр; 2 — цилиндровый блок; 3 — шайба (диск); 4 — распределительный золотник; а и б — серпообразные окна

Для надежной и непрерывной подачи среды по шлангу и предупреждения воз­врата вытесняемой среды установлено три ролика, закрепленных в держателе 3. При вращении обоймы с роликами происходит последовательное сжатие шланга и вытеснение среды роликами. За один оборот вала держателя вытесня­ется три дозы жидкости. Концы шланга закрепляются в корпусе или в специаль­ных зажимах, к которым присоединя­ются трубопроводы. Во избежание быст­рого износа шланг и профильную поверхность корпуса смазывают сили­коновым составом или непрерывно сма­чивают водой.

Шланговый насос обеспечивает импульсную объемную подачу, которая зависит от частоты вращения вала с держателями роликов и диаметра шлан­га, а также количества шлангов, расположенных параллельно друг другу в корпусе насоса.

Вакуумные насосы (вакуум-насосы) предназначены для откачки воздуха из всасывающих линий центробежных насосов при заливе их водой перед пуском, а также тогда, когда требуется удалить воздух из системы и создать вакуум. На­ибольшее распространение получили водокольцевые вакуум-насосы, (рис. 12). На валу насоса закреплено колесо с радиальными лопатками 6, расположенное эксцентрично по отношению к цилиндрической камере корпуса 5. Возле ступицы колеса имеются два серповидных выреза а и в, соединенных со­ответственно с напорным 3 и всасывающим 4 патрубками насоса.

Если перед пуском насоса в его корпус 5 залить воду, то при вращении ра­бочего колеса 6 образуется водяное кольцо 1, расположенное концентрично по отношению к камере насоса и эксцентрично по отношению к колесу 6.

Между ступицей колеса, лопатками и внутренней гранью водяного кольца образуются полости, объем которых за первую половину оборота колеса, т. е. до вертикального диаметра, увеличивается. При увеличении объема полостей в них водокольцевого возникает разрежение и через серповидное отверстие (подводящее секторное отверстие 7) начинает поступать воздух.

При дальнейшем вращении колеса объем полости уменьшается, воздух сжи­мается и при достижении очередной полостью выходного серповидного отверс­тия а (нагнетательного отверстия 2) под действием избыточного давления вы­талкивается через напорный патрубок в атмосферу (или в трубопровод). Если всасывающий патрубок вакуум-насоса соединить с герметичной полостью, то в ней вследствие постоянного отсоса воздуха возникает вакуум.

В целях предотвращения перегрева воды в водяном кольце к вакуум-на­сосу подводят свежую воду, которая, непрерывно поступая в насос, замеща­ет нагревшуюся.

Величина создаваемого насосом разряжения (вакуума) не может быть больше давления насыщенных паров поступающей в насос воды, поэтому понижение температуры воды ведет к повышению величины разрежения.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Использование роторных насосов связано с необходимостью перекачивания большого объема жидкости. Различают несколько видов роторных насосов, различающихся между собой принципом работы и конструктивными особенностями. Об основных разновидностях роторных насосов и об их устройстве рассмотрим далее.

Роторные насосы принцип работы и характеристика

Принцип работы роторного насоса состоит в транспортировке жидкости с помощью ее размещения в камере, из которой она выталкивается с помощью вращательных и поступательных манипуляций. Главным рабочим механизмом данных насосов является ротор. В соотношении с его конструкцией, роторные насосы подразделяются на разные виды.

Рабочий механизм роторный насосов постоянно вращается, но несмотря на это принцип работы данного оборудования индивидуален и не схож с динамическими вариантами насосов. В процессе перекачивания жидкости, она попадает в камеру, а ее вытеснение производится с помощью нагнетательного патрубка.

Внутри рабочей камеры роторного насоса создается пространство замкнутого типа, для ограничения которого используются подвижные и неподвижные детали устройства. В процессе работы данное пространство изменяется в объеме. В процессе перемещения деталей подвижного типа рабочая камера изменяется в размере, таким образом, происходит перекачивание рабочей жидкости.

В зависимости от основного движения в роторном насосе, они бывают двух видов — роторного вращение и роторного поступления. Первый вариант основывается на исключительном вращении подвижных частей в насосе, а второй — на комбинации как вращения, так и поступления.

Роторно вращательные насосы бывают зубчатого и винтового типа. Первый вариант отличается наличием рабочей камеры, корпус которой остается неподвижным, а шестерни двигаются в определенном направлении. Рабочая камера изменяется в размере именно благодаря движению шестерней. Данный вариант насосов может иметь как внешнее, так и внутреннее зацепление.

Винтовые насосы характеризуются наличием рабочей камеры, с неподвижным корпусом и подвижными винтами. Винты вращаются вокруг своей оси, благодаря этому создается временная рабочая камера, которая нагнетает жидкость и перекачивает ее. Рассматривая данный вариант насосов, следует выделить пластинчатый и роторно-плунжерный его варианты.

Пластинчатый вариант роторного насоса отличается наличием ротора с продольными прорезями, внутри которых находятся пластинчатые детали. Вращение ротора осуществляется внутри цилиндрического корпуса, при этом, оси ротора и корпусной части между собой не совпадают.

Для ограничения рабочей камеры в цилиндрических насосах используется корпусная его часть и шиберы. Для того, чтобы замкнуть рабочую камеру, шиберы плотно прилегают к корпусной части с помощью использования силы центробежного назначения или специальных пружинистых механизмов, установленных во внутренней части роторного насоса. В соотношении с конструктивными особенностями роторного цилиндрического насоса они имеют однократное, двукратное действие.

Роторные насосы плунжерного действия подразделяются на радиальные и аксиальные. Принцип работы данного насосного оборудования сопоставим с насосом и гидромотором. Данные насосы работают из-за комбинации движений как вращательного, так и поступательного типа.

Преимущества и недостатки роторного насоса

Несмотря на то, что роторные насосы различаются по конструкции, у всех разновидностей данного оборудования, присутствуют такие преимущества:

• наличие равномерной подачи перекачиваемой жидкости, в соотношении с возвратно-поступательным насосным оборудованием;
• возможность работы насоса в гидромоторном режиме из-за наличия обратимости;
• отсутствие клапанов в конструктивном составе насоса, поэтому коэффициент полезного действия и мощность оборудования находится на высоком уровне;
• частота движений роторного насоса довольно высокая, их быстроходность находится на самом высоком уровне по сравнению с другими альтернативными насосами.

Однако, у насосов роторного типа имеются определенные недостатки, а именно:

• перекачиваемая среда должна отвечать определенным требованиям регрессивности и не должна оказывать на внутренние детали насоса абразивное воздействие;
• высокий уровень надежности оборудования, влечет за собой высокую стоимость на его обслуживание и эксплуатацию.

Устройство и схема роторного насоса

Внутри проточной части роторного насоса находится один полый вращающийся диск, который отвечает за совершение вращательных манипуляций и перекачивание жидкости между патрубками.

Насосы, внутри которых находится пустой диск используются в процессе перекачивания жидкостей с твердыми частицами. Однако, они отличаются надежностью, длительностью эксплуатации, низкой скоростью вращения. Возможен вариант установки нескольких полых дисков внутри насоса. Среди преимуществ данного варианта насосов отметим:

1. Возможность самостоятельного самовсасывания. Запуск насоса осуществляется даже в том случае, если в нем отсутствует жидкость.

2. Возможность работы на низких оборотах. Благодаря данному преимуществу насосы имеют возможность перекачивать жидкости высокой вязкости. Работа на низкой скорости обеспечивает длительную эксплуатацию оборудования, высокий уровень его надежности и стойкости к износу.

3. Для того, чтобы очистить нисходящие трубы от жидкости используется функция обратного потока. Использование второго насоса или переключение патрубков не потребуется.

4. Твердые частицы поступают в жидкость благодаря тому, что диск характеризуется высокой адаптируемостью.

5. Значение высоты всасывания роторного насоса составляет более восьми метров.

6. Низкая шумопроизводительность и низкий уровень вибрации обеспечивает удобство в эксплуатации насоса.

7. Высокий уровень КПД и производительности также является одним из преимуществ данных насосов. Производительность устройства не зависит от уровня вязкости жидкости, которую оно перекачивает.

8. Универсальность применения насоса обеспечивается прежде всего его способностью к перекачиванию разного рода жидкостей.

9. Конструктивные особенности насоса отличаются простотой, так как он содержит в своем составе компактные элементы, легко поддающиеся замене или ремонту.

10. При определенных обстоятельствах нанос способен работать без жидкости.

Принцип работы данного насоса состоит в вращении полого диска, который постепенно соприкасается с внутренними участками на корпусной части. Вследствие этого создается линия, которая отвечает за всасывание жидкости из системы. Благодаря этому жидкость начинает движение. Для управления диском используется мембрана, в процессе этого происходит создание двух раздельных герметичных камер. Вакуумное пространство отвечает за всасывание жидкости во внутрь насоса.

Из-за того, что дисковые роторные насосы содержат в своем составе всего несколько комплектующих, они отличаются длительным сроком эксплуатации, не ломаются и легко ремонтируются. Сфера использования данного рода устройств распространяется на:

• как летучие, так и вязкие жидкости;
• смазочные масла и жидкости с повышенной сухостью;
• жидкости, в составе которых содержаться абразивные вещества;
• жидкости агрессивного и коррозийного характера;
• продукты пищевой промышленности.

Классификация роторных наносов и особенности их применения

Существует два основных класса роторных насосов:

• роторно вращательные насосы;
• насосы роторно-поступательного типа.

Первый вариант насосов отличается наличием только вращательных движений в процессе перекачивания жидкости. Различают разновидность роторно вращательного насоса, называемую зубастым или шестеренным насосом.

Данный вариант насоса может иметь внутреннее или наружное зацепление. Насос, у которого имеется внешнее зацепление используется для перекачивания жидкостей с высоким уровнем вязкости, у которых присутствуют способности смазывающего типа. Возможность самостоятельного всасывания у таких насосов составляет не более пяти метров. Принцип работы данного механизма основывается на постоянном соединении ведущей и ведомой части механизма. Далее следует процесс приведения ее в движение. В процессе вращения наноса, зубья начинают всасывать жидкость, из-за образования вакуумного пространства. Вследствие образования между зубьями контакта жидкость переносится из одной части механизма в другую.

Второй вариант шестеренного насоса имеет внутреннее зацепление и отличается более компактными размерами. Однако, для изготовления данного устройства потребуется приложить немало усилий, поэтому его стоимость немного дороже. Для того, чтобы привести в действие ведущую шестерню, необходим электрический двигатель. Так как его вал с помощью зубьев захватывает ведущий участок прибора начинается вращение колеса. В процессе вращения происходит освобождение объема, вследствие чего жидкость попадает во внутрь насоса. Перемещение среды осуществляется под действием ее нагнетания.

Роторно поступательные варианты насосов разделяются на:

• роторно шиберный насос пластинчатого типа;
• насос роторно поршневой.

Шиберный насос еще называют роторно пластинчатым, данное оборудование является самовсасывающим и отличается объемными размерами. Главной функцией данного насоса выступает перекачивание жидкости, которая характеризуется смазывающими характеристиками, такими как масла или дизель. Насосы способны к всасыванию жидкости в сухом положении и не нуждаются в наличии жидкости рабочего типа.

Принцип работы данного устройства основывается на наличии ротора с эксцентрически расположенными пластинами, внутри которых находятся пазовые участки продольной вариации, называемые шиберами. Для их прижимания к поверхности статора используется центробежная сила.

Из-за эксцентрического расположения ротора, в процессе его вращения пластины постоянно контактируют со стеной корпусной части, вначале входя во внутрь ротора, а затем выходя из него. Из-за этого, жидкость сначала закачивается во внутрь механизма, а затем выходит из него под давлением.

Насос объемный роторный поршневой бывает аксиально поршневым и радиально поршневым. Внутри данного механизма располагаются рабочие детали, которые играют роль нагнетания жидкости. Чаще всего это плунжерные или поршневые элементы. Аксиально поршневые насосы отличаются наличием возвратно поступательных движений, расположенных параллельно по отношению к оси вращения механизма. У радиально поршневых насосов, данное движение осуществляется радиально.

Аксиально поршневые роторные насосы имеют наклонные диски или наклонные шайбы, расположенный в осевом направлении. Довольно популярными остаются аксиальные насосы поршневого типа, имеющие наклонный блок. Для передачи крутящего момента в таких устройствах применяется шатун, расположенный во внутренней части поршней. С помощью данной схемы удается не только уменьшить размеры самого насоса, но и улучшается динамика разгона и торможения работы.

Ручной роторный насос используется в процессе перекачивания материалов горюче-смазочного типа. Чаще всего данный насос изготавливается из чугуна. Выделяют также насос роторный бочковой, выполненный из алюминия, предназначенный для перекачивания бензина. Удобством эксплуатации отличаются насосы, которые различают масло по отдельным резервуарам. Несмотря на доступную стоимость, данные варианты насосов отличаются высоким уровнем надежности и длительной эксплуатацией.

Роторные насосы динамического типа основываются на динамическом принципе работы. С помощью вращения определенного рода элементов, происходит образование кинетической энергии, которая подает давление для перекачивания жидкости. В зависимости от принципа действия, данные насосы бывают вихревыми и лопастными. Роторно лопастный насос не имеет функции самовсамывания. Среди разновидностей лопастных насосов отметим:

• устройства центробежного, радиального, диагонального и осевого типа;
• с наличием спирального, кольцевого или направляющего привода;
• в зависимости от типа жидкости однопроточные и двухпроточные.

Роторно вихревые насосы бывают открытыми звездообразными и закрытыми, имеющими периферийный канал. В зависимости от прохождения потока жидкости вихревые насосы бывают одно- и многоступенчастыми.

В зависимости от сферы использования насосного оборудования, данные устройства подразделяются на насосы питательного, циркуляционного и конденсатного типа.

mirhat.ru

Другие статьи по теме:

Как настроить реле давления воды Насос для скважины калибр Где устанавливается обратный клапан в системе водоснабжения Насос повышающий давление в водопроводе Автоматика для насоса малыш Циркуляционные насосы для отопления частных домов