Пластинчатые насосы

Пластинчатые насосы, как и шестеренные, относятся к числу так называемых роторных насосов - объемных насосов, в которых вытеснение жидкости производится из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей относительно статора.

Часть роторного насоса, вращаемая непосредственно приводным валом, называется ротором. Статором называют неподвижную часть насоса - корпус, имеющий приемную (всасывающую) и выходную (напорную) полости.

На рис.1представлена полуконструктивная схема пластинчатого насоса с нерегулируемым рабочим объемом.

Рис.1 Пластинчатый насос с нерегулируемым рабочим объемом

Насос состоит из статора 1, во внутренней расточке которого (в плоскости рисунка она имеет форму овала) расположен ротор 2, в радиальных пазах которого установлены пластины (вытеснители) 3. На боковых стенках корпуса насоса имеются окна 5 и 4, сообщающиеся соответственно с всасывающими (S) и напорными (Р) линиями, условно показанные на схеме в виде наружных подводов.

При вращении ротора 2 подвижные пластины 3 постоянно прижимаются к внутренней поверхности статора 1 под действием центробежных сил, а в зоне нагнетания также давлением масла и, следовательно, совершают возвратно-поступательное движение в направляющих пазах.

Пространство между рабочими поверхностями статора, ротора, двух соседних пластин и боковых стенок корпуса образует рабочие камеры насоса, объем которых при вращении ротора изменяется. При прохождении окон всасывания 5 рабочие камеры увеличиваются и наполняются жидкостью, т.е. осуществляется процесс всасывания. Проходя окна нагнетания 4, рабочие камеры уменьшаются, и находящаяся в них жидкость вытесняется на выход из насоса в напорную линию, осуществляется процесс нагнетания.

Поскольку зоны нагнетания и всасывания расположены диаметрально относительно ротора, на него не действуют радиальные силы, что положительно сказывается на долговечности подшипников приводного вала.

В зависимости от того, сколько раз за один оборот ротора происходит всасывание и нагнетание, различают насосы однократного и двукратного действия.

Рабочий объем пластинчатого насоса двукратного действия, см3, определяется как сумма объемов всех его рабочих камер:

где R и r- максимальный и минимальный радиус расточки статора, мм;

b-ширина статора, мм;

j-толщина пластины, мм;

Z-число пластин.

В пластинчатых насосах однократного действия движение пластин ограничивается статором с цилиндрической внутренней расточкой. Изменение объемов рабочих камер происходит за счет эксцентричного расположения статора и ротора насоса. Изменяя величину эксцентриситета, можно регулировать рабочий объем, а, следовательно, и подачу пластинчатого насоса однократного действия при неизменном числе оборотов приводного двигателя (рис.2).

Рис.2. Пластинчатый насос однократного действия с регулируемым рабочим объемом

В пластинчатых насосах однократного действия с регулируемым рабочим объемом статор выполняют в виде подвижного в поперечном направлении (относительно оси приводного вала) кольца 3, которое с одной стороны опирается на упор 2 и с другой стороны поджимается в эксцентричное относительно ротора 4 положение пружиной 6. Предварительная настройка максимального эксцентриситета (максимальной подачи насоса) производится с помощью упора 2. В процессе работы насоса статорное кольцо 3, опирающееся на неподвижную 5 и подвижную 8 опоры, может перемещаться в поперечном направлении, изменяя эксцентриситет относительно ротора 4. Смещая статор в направлении уменьшения эксцентриситета, можно изменять подачу насоса от Qmax до 0.

Давление с напорной стороны действует на внутреннюю поверхность статора 3, при этом возникает горизонтальная составляющая сила, действующая в направлении пружины 6, усилие которой регулируется винтом 7. Таким образом, максимальное давление, развиваемое насосом, настраивается винтом 7.

Если потребитель не расходует жидкость, то давление на выходе насоса начинает возрастать, при этом статор 3 перемещается в сторону пружины 6, что сопровождается уменьшением эксцентриситета и, следовательно, снижением подачи насоса вплоть до минимального значения, равного значению внутренних утечек в насосе.

Принцип работы данного типа насоса тот же, что и в описанном выше нерегулируемом насосе. Для отвода внутренних утечек из зоны высокого давления предусмотрен дополнительный канал L, наряду с каналами всасывания S и нагнетания Р.

Недостатком пластинчатых насосов является наличие большего количества деталей и большего числа мест трения, что приводит к их большему износу. Повышаются требования и к качеству очистки рабочей жидкости. Несомненным достоинством пластинчатых насосов является плавность подачи и низкий уровень шума.