Радиально-поршневые насосы

Радиально-поршневые насосы часто называют насосами Холла, по имени изобрета-

теля этого вида насоса переменной подачи

. Устройство радиально-поршневого насоса

Устройство насоса Холла показано на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Принцип действия радиально-плунжерного насоса регулируемой подачи (насоса Холла):

1 – барабан; 2 – нижняя полость насоса; 3 – плунжер; 4 – цилиндр; 5 – верх

няя полость насоса; 6 – ползун; 7 – корпус насоса; 8 – манипулятор;

а) исходное положение барабана;

б) барабан смещен влево, полость 5 нагнетательная, полость 2 всасывающая; в) барабан смещен вправо, полость 2 нагнетательная, полость 5 всасываю-

щая.

В неподвижном корпусе насоса 7 асинхронным двигателем вращается звездообразный ротор. Он состоит из 5…11 радиально расположенных цилиндров. На рис. 10.5 показан ротор с семью цилиндрами 4.

Внутри каждого цилиндра есть плунжер (поршень) 3, связанный шарнирно с ползуном 6. При вращении ротора ползуны скользят по внутренней поверхности барабана 1.

Этот барабан не вращается, но может перемещаться влево или вправо при помощи специального рычага – манипулятора 8. При этом ось ротора остаётся на месте (напомним, что ротор насоса вращается приводным асинхронным двигателем).

Полость ротора разделена перегородкой на верхнюю 5 и нижнюю 2 части. Каждая часть соединена магистралями с трубопроводами «а» и «б» рулевой гидравлической маши

ны (см. ниже рис. 10.9. Принципиальная схема гидравлической рулевой машины).

Принцип действия насоса

В исходном состоянии ось ротора и ось барабана совпадают (рис. 10.5, а).

Смещение оси барабана 1 по отношению к оси ротора называют эксцентриситетом и обозначают греческой буквой ε (эпсилон). На практике ε = 15…20 мм.

Поскольку в исходном состоянии оси ротора и барабана совпадают, ε = 0.

При этом плунжеры 3 вращаются вместе с цилиндрами 4, не перемещаясь радиально внутри последних.

Объём масла внутри каждого из цилиндров 4 одинаков, поэтому давление масла в полостях 5 и 2 равно нулю. На рис. 10.8 эти объемы, заполненные маслом, зачернены.

Если при помощи манипулятора 8 сместить барабан 1, например, влево (рис. 10.5, б), то возникнет эксцентриситет ε > 0.

При этом плунжеры цилиндров, находящиеся выше горизонтальной оси (изображена пунктиром), станут перемещаться внутри своих цилиндров по направлению к центру ротора, вытесняя масло внутрь верхней полости 5 и, далее, в магистраль «а». Эта магистраль станет нагнетательной.

В то же время плунжеры цилиндров, расположенные ниже горизонтальной оси, под действием центробежных усилий, станут перемещаться в направлении от центра ротора, а образующиеся под ними пустоты станут заполняться маслом из нижней полости 2.

В результате в этой полости давление упадёт, поэтому магистраль «б» станет всасывающей.

Вследствие этого рулевая машина начнёт поворачивать перо руля в направлении против часовой стрелки.

Если манипулятором сместить барабан 5 вправо (рис. 10.5, в), то, рассуждая аналогично, можно показать, что полость 5 станет всасывающей, а полость 2 – нагнетательной.

При этом руль повернётся в обратную сторону.

Чем больше эксцентриситет, тем больше ход плунжеров и тем больше объём масла (подача), перемещаемого в цилиндрах насоса и магистралях рулевой машины. Значит, тем больше скорость перекладки руля.

Из сказанного следует, что насос Холла имеет две особенности:

1. изменение направления перемещения барабана приводит к перекладке руля на

другой борт (реверсу);

2. изменение величины смещения барабана (эксцентриситета насоса) приводит к

изменению скорости перекладки руля.

Для дистанционного управления манипулятором применяют электромеханические или электрогидравлические передачи, называемые исполнительным механизмом (ИМ).

При ручном (аварийном) управлении манипулятор перемещают вручную при помощи рукоятки снаружи корпуса ИМ, по командам с мостика.Угол поворота пера руля контролируют по указателю положения пера руля, расположенному в румпельном отделении (второй указатель находится в рулевой рубке на мостике)