Классификация роторных насосов

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.


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

Модели вакуумного типа

Для перекачки смесей повышенной вязкости довольно часто применяется вакуумный роторный насос. Принцип работы моделей строится на преобразовании электрической энергии. Ротор у модификаций довольно часто устанавливается за стойками. Работают насосы данного типа с частотой не более 3 тыс. оборотов в минуту. Некоторые модификации способны похвастаться высоким параметром выработки. Коэффициент предельного давления в среднем не превышает 3 бар.

Для защиты главного блока применяются заслонки. Моторы используются с роторными коробками открытого и закрытого типа. Модели с переходниками встречаются довольно редко. Наиболее часто они применяются для перекачки жидкостей малой вязкости. Многие специалисты рекомендуют насосы вакуумного типа для работы в сложных условиях. Использовать модификации на открытом воздухе разрешается. Стоит хороший роторный насос в районе 30 тыс. руб.

Это качественный и производительный роторный насос. Принцип работы, устройство модели следует рассмотреть в первую очередь. В нижней части конструкции находится широкая рама, которая соединена со стойкой. Расширитель у данного насоса отсутствует, поэтому запускается устройство не сразу.

Роторные насосы

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в Турции и Республике Корея, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию роторные насосы.

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в Турции и Республике Корея, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию роторные насосы.

Насос роторный НР-10-02

Нельзя перекачивать жидкости с абразивными частицами.

2 Классификация моделей

Роторные насосы по принципу работы разделяются на два типа: поступательный и вращательный.

Устройство роторного насоса

Первый тип, как правило, изготавливается в меньших размерах, чем второй вариант. Помимо компактности, отличие подчеркивается внутренним зацеплением. Стоимость дисковых поступательным механизмов ниже, чем стоимость конкурентов. Но, как утверждают большинством производителей, именно трудозатраты и производство деталей делают цену на такие приборы выше, чем на вращательные аппараты.

Второй работает посредством ротора насоса – диска, он своим вращением создает благоприятные условия для всасывания жидкости с одной стороны и выталкивания с другой. Бывают вращательные насосы с мокрым ротором и насосы с сухим ротором. Насос с мокрым ротором запускается преимущественно только при наличии рабочей жидкости внутри устройства. Насос с сухим ротором может запускаться даже на сухую, то есть, без наличия жидкости внутри рабочей части. Основой этих изделий является ротор центробежного насоса.

Питаются вращательные установки за счет электричества, а точнее, электричество поступает из сети в электродвигатель, который, в свою очередь, передает свою силу через вал на сам ротор. Вал по инерции начинает вращаться, после чего, сцепляясь с зубьями диска, приводит его в движение.

Агрегаты поступательного типа делятся на два типа: шиберные и поршневые. Разновидность шиберных устройств по-другому называют роторно пластинчатыми насосами. Подобная техника отличается крупными габаритами. Применение этих установок, несмотря на их громоздкость, эффективно. Они могут качать воду из большой глубины. Корректно работать эта техника может даже с такой жидкостью, как дизельное топливо или смазочные вещества.

Сами шиберы устанавливаются внутрь эксцентрически расположенных пластин, которыми оборудован ротор. Такое расположение деталей заставляет диск постоянно контактировать со стенами рабочей камеры, вследствие чего, жидкость сначала поступает внутрь системы, а затем выталкивается наружу, то есть выходит на поверхность через выходной патрубок.

Поршневой также разветвляется на два подвида, точнее сам поршень может быть:

  • аксиальным;
  • радиальным.

Отличие между приведенными подвидами поршневых изделий состоит в механизме возвратно поступательных движений. Аксиальный поршень движется параллельно. Второй тип движений осуществляется в радиальном положении. При этом аксиальный тип насосов оснащается наклонными дисками и шайбами такого же положения. Крутящий момент от двигателя передается посредством шатуна, которым оснащается внутренняя часть поршня.

Насос роторный НР-10М

Устройство роторного насоса

Принцип работы и достоинства

Принцип, по которому работает роторное насосное оборудование, заключается в перекачке жидкости из внутренней камеры механизма путем выталкивания ее ротором. Так происходит из-за уменьшения рабочего пространства камеры, куда вначале попадает перекачиваемая масса. Перемещение частей ротора меняет объем камеры и таким образом осуществляет перекачку.

Главные достоинства роторного насоса — это равномерная подача жидкости и высокая скорость частоты движений

Основной элемент ротора – полый диск, который вращаясь подгоняет перекачиваемые массы от всасывающего до выходного патрубка. Если нужно перекачивать жидкости, содержащие твердые частицы, то, как правило, агрегат оборудован одним диском. Он вращается довольно медленно, но тем самым снижает вероятность поломок и увеличивает срок эксплуатации насоса. Впрочем, нередко встречаются приборы, оборудованные несколькими дисками.

Достоинства:

  • Довольно равномерная подача жидкости;
  • Наличие обратного хода, что дает возможность применять прибор в качестве гидромоторного аппарата;
  • Максимально возможный КПД благодаря отсутствию в конструкции клапанов;
  • Высокая скорость частоты движений.

Что касается недостатков, то они заключаются в довольно высокой стоимости подобного оборудования и чувствительности к перекачиваемой жидкости – она не должна содержать абразивных частиц и слишком агрессивных химических веществ, способных нарушить целостность прибора.

Если выбирать по маркам, то немалой популярностью пользуются насосы Grundfos («Грундфос»), которые отличаются своим качеством и высокой производительностью, благодаря чему имеют спрос во всем мире.


Что касается недостатков, то они заключаются в довольно высокой стоимости подобного оборудования и чувствительности к перекачиваемой жидкости – она не должна содержать абразивных частиц и слишком агрессивных химических веществ, способных нарушить целостность прибора.

Недостатки и достоинства насосов роторного типа:

Правильный подбор насоса – залог успешной и долгой эксплуатации. Преимуществ у насосов, оснащённых роторной системой больше, чем недостатков, а именно:

  • Пищевых жидкостей.
  • Нефти.
  • Загрязнённых технических жидкостей.
  • Кислот и химических веществ.
  • Лакокрасочных материалов.

Общие свойства роторных насосов ,их классификация

К насосам предъявляют высокие требования, основными из которых являются: малая удельная масса и объем, приходящиеся на единицу мощности, высокий КПД, возможность регулирования и реверса подачи, а также высокая быстроходность и большая надежность. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют роторные насосы.

Как указывалось выше, к роторным относятся объемные насосы с вращательным или вращательно-поступательным движением рабочих органов — вытеснителей. Жидкость в этих насосах вытесняется в результате вращательного (в шестеренных и винтовых насосах) или вращательного и одновременно возвратно-поступательного движения вытеснителей относительно ротора (в роторно-поршневых и пластинчатых насосах). Особенностью рабочего процесса таких насосов является и то, что при вращении ротора рабочие камеры переносятся из полости всасывания в полость нагнетания и обратно. Перенос рабочих камер с жидкостью делает излишними всасывающие и нагнетательные клапаны.

Отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов в роторных насосах является основной конструктивной особенностью, которая отличает их от поршневых насосов.

Роторный насос обычно состоит из трех основных частей: статора (неподвижного корпуса), ротора, жестко связанного с валом насоса и вытеснителя (одного или нескольких) *.

Рабочий процесс роторного насоса складывается из трех этапов: заполнение рабочих камер жидкостью; замыкание (изоляции) рабочих камер и их перенос; вытеснение жидкости из рабочих камер.

Основными свойствами роторных насосов являются следующие.

1. Обратимость, т. е. способность роторных насосов работать
в качестве гидродвигателей (гидромоторов).

3. Способность работать только на чистых (отфильтрованных
и не содержащих абразивных и металлических частиц), неагрессивных
и смазывающих жидкостях.

Если первые два свойства роторных насосов являются их преимуществами, то третье свойство ограничивает применение этих насосов. Работа насосов на воде исключается, так как вода вызывает коррозию и ведет к быстрому изнашиванию рабочих органов.

В некоторых роторных насосах ротор одновременно является и вытеснителем. В этих случаях в пасосе должны быть еще подвижные элементы, называемые замыкателями, которые обеспечивают необходимую герметизацию рабочих камер. Например, в трехвиитовых насосах (см. ниже) ведущий винт является одновременно ротором и вытеснителем, а два ведомых винта не нагружены моментами и выполняют функцию замыкателей.

Характеристики роторных насосов

Действительная подача наоса отличается от идеальной на величину утечек через не плотности рабочих камер — зазоры — из полости нагнетания в полость всасывания (внутренние утечки) и наружу (внешние утечки). Таким образом, Q = Qa — gy. Так как уплотняющие зазоры в насосах малы и протяженны, а вязкость жидкости обычно значительна, режим течения жидкости в этих зазорах, как правило, ламинарный, поэтому при не очень высоких давлениях для утечек справедлив закон сопротивления Пуазейля (для зазора). Следовательно, расход утечек

Читайте также:  Как работать электрорубанком

где А — величина, зависящая от конструкции насоса и зазоров; ее можно считать постоянной для данного насоса; μ — динамическая вязкость жидкости.

Давление насоса рн для жидкости, перетекающей через зазоры, является потерей давления на тренпе по длине.

Отсюда следует, что действительная характеристика роторного насоса в той же системе координат изображается наклонной прямой. При этом чем более совершенен насос, тем ближе эта прямая к идеальной характеристике (тем больше «жесткость» характеристики).

Регулирование подачи роторных насосов (при неизменной частоте вращения вала насоса) осуществляется двумя способами.

1. Установка переливного клапана (рпс. 3.20, а) параллельно насосу, так что часть подачи может через клапан 2 возвращаться во всасывающий трубопровод.

2. Изменение рабочего объема насоса является более экономичным способом регулирования подачи с точки зрения расхода энергии, но он требует более сложных и, следовательно, дорогостоящих насосов. Изменение рабочего объема возможно в пластинчатых аксиально- и радиалыю-поршпевых роторных насосах однократного действия.

Можно показать, что критерий σ есть произведение чисел Рей-нольдса и Эйлера, т. е.

где D — характерный размер гидромашины; б — зазор.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Общие свойства роторных насосов ,их классификация

Общие свойства роторных насосов ,их классификация

Общие свойства роторных насосов ,их классификация

Если первые два свойства роторных насосов являются их преимуществами, то третье свойство ограничивает применение этих насосов. Работа насосов на воде исключается, так как вода вызывает коррозию и ведет к быстрому изнашиванию рабочих органов.

Достоинства и недостатки

Среди недостатков аппаратов этого типа можно выделить всего два основных:

  • повышенное требование к перекачиваемым жидкостям. Они должны быть не абразивными и неагрессивными;
  • сложность конструктивного исполнения может приводить к понижению надежности и увеличению расходов на производство и обслуживание.

Зато среди достоинств можно без сомнения выделять такие характеристики как обеспечение процесса самовсасывания без использования вспомогательных приспособлений и скорость вращения на низких оборотах, способность обратного протока жидкостей и адаптационные возможности дисков, большие уровни КПД и высоты всасывания, низкие уровни шума и вибраций, постоянный средний уровень производительности и простота исполнения механизмов.

Кроме того, насос роторный в состоянии работать с жидкостями различного показателя вязкости и температур, а также с различными включениями газа или воздуха, могут некоторое время работать в сухом режиме и обладают способностью самостоятельного дозирования.

Различные модификации напорной аппаратуры роторного типа могут выдерживать давление от 8 до 12 бар. А некоторые виды до 20 бар. И, среди всего прочего техника компактна по дизайну и габаритам, удобна в установке и обслуживании.


Типы используемых фланцевых соединений: UNI PN10, ANSI 150, DIN PN 16. Кроме того, у этого типа аппаратов масса всевозможных видов уплотнения: набивное и картриджное, механическое и радиальное.

Общие свойства и классификация роторных насосов

В роторных насосах взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в подвижных рабочих камерах, которые попеременно соединяются с полостями всасывания и нагнетания. Это дает возможность исключить из конструкций насосов клапаны.

Отсутствие клапанов позволяет иметь у роторных насосов значительно большую быстроходность, т.е. число рабочих циклов в единицу времени. Кроме того, это обеспечивает роторным насосам и второе отличие от поршневых насосов – обратимость, т.е. практически любой роторный насос может быть использован в качестве гидродвигателя.

Важной конструктивной особенностью роторных насосов является многокамерность. Это обеспечивает им большую равномерность подачи по сравнению с возвратно-поступательными насосами. Однако их подача не может быть абсолютно равномерной, и ее пульсация всегда имеет место. Эта пульсация всегда меньше для насосов с нечетным числом рабочих камер.

Роторные насосы обладают и существенным недостатком, который вытекает из их конструктивных особенностей. дело в том, что жидкость, которую перекачивает роторный насос, должна одновременно обеспечивать смазывание его поверхностей. Поэтому она должна быть чистой и неагрессивной по отношению к материалу насоса, а также обладать смазывающими способностями.

Отсутствие клапанов в роторных насосах повлекло за собой значительное уменьшение гидравлических потерь, что позволяет пренебрегать ими и принимать гидравлический КПД равным единице (ηr = 1). Таким образом, в соответствии с (11.9) полный КПД ηн роторного насоса равен произведению объемного ηо и механического ηм, КПД (ηн = ηоηм).

Роторные насосы имеют чрезвычайно большое разнообразие конструкций. Классификацию этих насосов определяет ГОСТ 17398 – 72, который включает всевозможные конструктивные исполнения. В данном учебнике приводится упрощенный вариант классификации роторных насосов, в которую включены наиболее используемые в машиностроении насосы (рис. 12.3).

Как следует из анализа схемы (см. рис. 12.3), все роторные насосы делятся на две большие группы. В первую группу входят насосы, использующие только вращательное движение. Во вторую группу включены насосы с вращательным и возвратно-поступательным движением.

Из роторно-вращательных насосов наибольшее распространение получили шестеренные насосы, которые применяются практически во всех отраслях машиностроения. Из роторно-поступательных достаточно широко используются пластинчатые и роторно-поршневые насосы.

Шестеренные насосы

Шестеренный насос – это зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен, обеспечивающих герметическое замыкание рабочих камер и передачу вращающего момента с ведущего вала на ведомый. Шестеренные насосы могут быть с внешним и внутренним зацеплением.

Наиболее простым по конструкции и самым распространенным является шестеренный насос с внешним зацеплением (рис. 12.4). Он состоит из корпуса 4 и двух эвольвентных зубчатых колес (шестерен) 1 и З, находящихся в зацеплении. В представленной конструкции ведущей является шестерня 1, а ведомой – 3.

Жидкость во всасывающей полости заполняет впадины между зубьями (в том числе затемненную впадину 2). Затем впадины с жидкостью перемещаются по дугам окружности от полости всасывания в полость нагнетания (показано штрихпунктирной линией). В полости нагнетания каждый зуб входит в соответствующую впадину и вытесняет из нее жидкость (в частности зуб 6 входит в затемненную впадину 5). Таким образом, жидкость вытесняется из впадин в полость нагнетания. Следует иметь в виду, что впадина несколько больше зуба, поэтому часть жидкости возвращается обратно в полость всасывания.

Следовательно, рабочей камерой шестеренного насоса является впадина между зубьями, точнее, та часть ее объема, которую занимает зуб при вытеснении жидкости. Для приближенного определения рабочего объема насоса Wo принимают объемы зубьев и впадин равными. Тогда можно считать, что рабочий объем насоса равен суммарному объему всех впадин и зубьев одной шестерни и может быть определен по формуле

где D – диаметр начальной окружности шестерни; b – ширина шестерни; h – высота зубьев (глубина впадин).

Для анализа влияния параметров зацепления на рабочий объем насоса целесообразно связать его с модулем зацепления. Так как высота зуба равна двум модулям (h = 2m), а диаметр начальной окружности шестерни – произведению модуля и числа зубьев (D = mz), то (12.2) преобразуется в формулу

Формула позволяет сделать вывод, что рабочий объем Wo увеличивается пропорционально числу зубьев z в первой степени и квадрату модуля m. Таким образом, для увеличения подачи насоса целесообразнее увеличивать модуль зацепления m за счет снижения числа зубьев z. На практике обычно применяют насосы с числом зубьев = 8…18.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением получили широкое распространение в машиностроении, так как они просты в изготовлении и надежны в эксплуатации. Эти насосы выпускаются для гидросистем как с высокими давлениями (до 15…20 МПа), таки с более низкими (1..10 МПа). Первые находят применение в гидросистемах тракторов, дорожно-строительных и сельскохозяйственных машин, а вторые используются в станочных гидроприводах и гидросистемах поршневых двигателей. Частоты вращения большинства шестеренных насосов с внешним зацеплением находятся в диапазоне 1000…2500 об/мин. Полные КПД этих насосов обычно составляют 0,75…0,85, а объемные КПД – 0,85…0,95.

Кроме шестеренных насосов с внешним зацеплением, бывают также шестеренные насосы с внутренним зацеплением, когда шестерня меньших размеров располагается внутри более крупного зубчатого колеса. Такие насосы компактнее, но из-за более сложной конструкции по сравнению с насосами с внешним зацеплением они не нашли широкого применения.

Пластинчатые насосы

Пластинчатый насос – это роторно-поступательный насос с рабочими органами (вытеснителями) в виде плоских пластин. Пластинчатые насосы могут быть однократного, двукратного или многократного действия.

На рис. 12.5, а приведена конструктивная схема пластинчатого насоса однократного действия. В пазах вращающегося ротора 4, ось

которого смещена относительно оси неподвижного статора 6 на величину эксцентриситета е, установлены несколько пластин 5 с пружинами 8. Вращаясь вместе с ротором, эти пластины одновременно совершают возвратно-поступательное движение в пазах 7 ротора. Рабочими камерами являются объемы 1 и З, ограниченные соседними пластинами, а также поверхностями ротора 4 и статора 6. При вращении ротора рабочая камера 1, соединенная с полостью всасывания, увеличивается в объеме и происходит ее заполнение. Затем она переносится в зону нагнетания. При дальнейшем перемещении ее объем уменьшается и происходит вытеснение жидкости (из рабочей камеры 3).

Для расчета рабочего объема пластинчатого насоса Wo, может быть использована формула (12.1), при этом объем рабочей камеры Wk следует определять в ее крайнем левом положении, т.е. когда она изолирована от полостей всасывания и нагнетания. В этом случае

где h – высота рабочей камеры (h = 2е); l – средняя длина части окружности, ограниченной двумя пластинами; b – ширина пластины.

Длина l может быть приближенно определена по диаметру ротора D с учетом толщины пластины и числа пластин z, т.е. l = (πD – δz)/z. Тогда с учетом формул (12.1) и (12.3) получим приближенную зависимость для вычисления рабочего объема пластинчатого насоса:

Из анализа последней формулы следует, что для увеличения рабочего объема пластинчатого насоса Wo при сохранении его габаритов, т.е. размеров D и b, необходимо увеличивать эксцентриситет е.

Читайте также:  Станок для заточки сверл и других инструментов: правила выбора и использования

Кроме того, рабочий объем пластинчатого насоса может быть увеличен за счет кратности его работы k, что достаточно широко применяется на практике. На рис. 12.5, 6 приведена конструктивная схема пластинчатого насоса двукратного действия. Внутренняя поверхность такого насоса имеет специальный профиль, что позволяет каждой пластине за один оборот вала дважды производить подачу жидкости, У пластинчатого насоса двукратного действия имеются две области всасывания 9, которые объединены одним трубопроводом, и две области нагнетания 10, также объединенные общим трубопроводом. На практике применяются насосы и с большей кратностью, но их конструкции сложнее, поэтому использование таких насосов ограничено.

Для пластинчатых насосов важным является обеспечение герметичности в месте контакта пластины и корпуса (точка 2 на

рис. 12.5, а). В насосах с высокими скоростями это может быть получено за счет центробежных сил. В конструкции, показанной на рис. 12.5, а, герметичность обеспечивают пружины 8. В некоторых насосах это достигается за счет давления, создаваемого в пазах 7.

В подразд. 12.1 отмечалось, что насосы могут быть регулируемыми, т.е. иметь переменный рабочий объем. Конструкция пластинчатого насоса однократного действия позволяет изменять его рабочий объем в процессе работы. для этого достаточно сделать вал ротора подвижным относительно корпуса. Тогда при смещении ротора 4 влево можно не только уменьшить величину е, а следовательно, подачу насоса, но и изменить направление потока жидкости (при е

Следовательно, рабочей камерой шестеренного насоса является впадина между зубьями, точнее, та часть ее объема, которую занимает зуб при вытеснении жидкости. Для приближенного определения рабочего объема насоса Wo принимают объемы зубьев и впадин равными. Тогда можно считать, что рабочий объем насоса равен суммарному объему всех впадин и зубьев одной шестерни и может быть определен по формуле

Классификация насосов по принципу действия

Наиболее распространенной является классификация насосов по принципу работы. Согласной этой классификации все многообразие конструкций насосов можно разделить на две основные группы: объемные и динамические.

  • Объемные
    • Возвратно-поступательные
      • Поршневые
      • Плунжерные
      • Диафрагменные
    • Вращательные (ротоные)
      • Роторно-поступательные
        • Шиберные
          • Пластинчатые
        • Роторно-поршневые
          • Радиально-поршневые
          • Аксиально-поршневые
      • Роторно-вращательные
        • Винтовые
        • Зубчатые
          • Шестеренные
          • Шланговые (перистальтические)
  • Динамические
    • Лопастные
      • Осевые
      • Диагональные
      • Центробежные
    • Трения
      • Вихревые
      • Дисковые
      • Шнековые
        • Лабиринтные
      • Струйные
      • Эрлифты


В связи с широкими областями применения и большим разнообразием конструкций классификация насосов является не самой простой и однозначной задачей. Вследствие этого насосы классифицируются по различным признакам.

Классификация насосов. Объемные насосы

Современная жизнь немыслима без насосов. Эффективно и безопасно для окружающей среды насосы перемещают любые жидкости – горячие и холодные, чистые и с загрязнениями – обеспечивая комфортные условия жизни каждому человеку. В системах жизнеобеспечения зданий используется множество насосов разных конструкций, выполняющих самые разнообразные функции – от водоотведения до циркуляции в системах отопления. Развитие технологий позволило уменьшить размеры насосов, сделать их менее шумными (а в случае с насосами с «мокрым ротором» и вовсе практически бесшумными), более экономичными и безопасными при эксплуатации.

Под насосом понимают специальное устройство, агрегат, преобразующий механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора этой жидкости. Основным в данном определении является именно создание напора, так как устройства, использующие безнапорное перемещение жидкостей, насосами не называются. Напором насоса называется приращение механической энергии единицы массы жидкой среды между выходным и входным (нагнетательным и всасывающим) патрубками насоса.

В промышленности существует огромное количество видов насосного оборудования для различного нужд. Причем по одному назначению могут использоваться насосы совершенно разных конструкций. Поэтому была введена система классификации насосов по различным критериям — по принципу работы, по конструктивному исполнению, по назначению, по форме рабочих органов, по направлению движения рабочей среды и так далее. Но в данной статье будут рассмотрены только самые основные критерии.

Основная классификация насосов идет по такому параметру, как тип рабочей камеры. По данному признаку насосы делятся на:

  1. объемные (в них перемещение рабочей среды происходит под воздействием поверхностного давления при циклическом изменении объема насосной камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса);
  2. динамические (в них перемещение рабочей среды происходит под воздействием гидродинамических сил в насосной камере, которая постоянно сообщается с входом и выходом насоса – объем насосной камеры неизменен).

К объемным насосам относятся:

  • возвратно-поступательные (в насосах данного вида перекачка жидкости происходит в результате осевого движения поршня в цилиндре насоса, который через клапаны всасывания и нагнетания периодически соединяется с всасывающим и нагнетательным патрубками. Вследствие поступательного движения поршня происходит увеличение рабочего объема насоса, в цилиндре создается разряжение и жидкость всасывается через всасывающий клапан, а при обратном ходе поршня из-за уменьшения рабочего объема через нагнетательный клапан вытесняется в выходной патрубок насоса);
  • роторные (в них перемещение рабочей среды происходит по принципу вытеснения. Один или несколько вращающихся поршней или винтов образуют друг с другом рабочие полости в цилиндре насоса. Жидкость из полости всасывания выталкивается в полость нагнетания вследствие того, что размеры полости всасывания больше, чем у полости нагнетания).

Насосы возвратно-поступательного действия по виду вытеснителя делятся на два типа:

  1. поршневые;
  2. мембранные.

Поршневые насосы по конструктивным особенностям классифицируются на следующие виды:

  1. клапанные, дисковые, крыльчатые или плунжерные;
  2. горизонтальные, вертикальные, аксиальные или радиальные;
  3. простого или двойного действия;

Классификация роторных насосов идет по конструктивному исполнению рабочего органа. Они делятся на пять основных видов, а именно:

  1. шестеренные (в них жидкость, попадая в межзубчатые пространства зубчатых колес, перемещается от полости всасывания к нагнетательной полости насоса);
  2. винтовые (в них, в отличие от шестеренных насосов процесс перемещения жидкости осуществляется в осевом направлении по свободным межвинтовым полостям от стороны всаса к напорной стороне);
  3. кулачковые (различная форма роторов, устанавливаемых в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями, не повреждая их структуру);
  4. пластинчатые (эффект нагнетания в данных насосах осуществляется вследствие изменения рабочих объемов полостей всасывания и напора. Уплотнение между всасывающим и нагнетательным патрубками осуществляется плоскими пластинами (что дало название типу) или лопатками, помещенными в пазах ротора);
  5. роликовые (в данном типе насосов перекачка жидкости обуславливается эксцентрично расположенными в корпусе вращающимися поршнями, которые приводят эластичную оболочку в колебательное движение и перемещают жидкость вследствие быстрого изменения рабочего объема (пропорционально частоте вращения насоса) полостей всаса и напора).

Основными преимуществами роторных насосов по сравнению с поршневыми являются:

  • значительно более равномерная подача;
  • исключение из конструкции клапанов, что приводит к снижению потерь мощности при работе, а, следовательно, к увеличению КПД насоса;
  • способность работать с более высокой частотой вращения.

Недостатки роторных насосов по сравнению с поршневыми такие:

  • повышенные требования к качеству перекачиваемой среды (из-за того, что герметичность в роторных насосах достигается за счет плотного прилегания подвижных частей к неподвижным, жидкость не должна оказывать абразивного воздействия на детали насоса);
  • сложность конструкции, что влечет за собой снижение надежности и увеличение стоимости обслуживания и ремонта.

Более на объемных насосах останавливаться не будем, так как для нужд отопления наиболее используются центробежные насосы (которые являются частным случаем динамических насосов) и основное внимание в следующих статьях будет уделено именно им.


Поршневые насосы по конструктивным особенностям классифицируются на следующие виды:

  1. клапанные, дисковые, крыльчатые или плунжерные;
  2. горизонтальные, вертикальные, аксиальные или радиальные;
  3. простого или двойного действия;

Свойства роторных насосов, их классификация

Роторный насос – это объемный насос, в котором вытеснение жидкости происходит из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей. К роторным насосам относятся шестеренные, пластинчатые, роторно-поршневые и винтовые насосы. В роторных насосах вытеснение жидкости происходит из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей, что делает излишним всасывающий и напорный клапана.

Основные свойства роторных насосов, отличающие их от поршневых: а) обратимость – способность работать в качестве гидродвигателей. Роторный насос, обращенный в двигатель, называется гидромотором; б) максимально допустимые значения частоты вращения для роторных насосов n = (3 – 5)10 3 об/мин у поршневых насосов в 10 раз меньше; в) более высокая равномерность подачи, что достигается большим числом рабочих камер; г) жидкость, на которой работают роторные насосы, должна быть отфильтрованной, неагрессивной и смазывающей.

По характеру движения вытеснителей класс роторных насосов делится на два подкласса: роторно-вращательные (шестеренные, винтовые) и роторно-вращательно-поступательные (роторно-поршневые, пластинчатые).

Теоретическая секундная подача роторного насоса, как и любого объемного насоса, выражается через его рабочий объем и частоту вращения . Действительная подача жидкости Q меньше QT вследствие утечек через зазоры, учитываемых объемным КПД.

Момент Мт на валу насоса и рабочий объем насоса при отсутствии потерь энергии связан формулой

где р – давление насоса.

Механические потери энергии в насосе увеличивают момент

где М – механический КПД

где т – угловая скорость ротора; Nп – полезная мощность насоса; = – КПД насоса. Для роторных насосов можно гидравлический КПД г = 1.

Шестеренные насосы выполняются с шестернями внешнего и внутреннего защемления.

Шестеренные насосы применяют в открытых системах гидроприводов, а также для перекачки различных жидкостей, не содержащих твердых частиц.

Шестеренные насосы отличаются простотой устройства и надежностью в эксплуатации, небольшим количеством высокоскоростных и изнашивающихся деталей, малой стоимостью, габаритами и весом.

Насосы с внешним защемлением (см. рис. 15) обычно представляют собой пару одинаковых зубчатых колес с эвольвентным защемлением, заключенных в плотно охватывающий их корпус.

Читайте также:  Пассатижи и плоскогубцы: двое из ларца одинаковы с лица

Во всасывающей полости насоса жидкость заполняет впадины между зубьями обеих шестерен, а затем происходит замыкание этих объемов и перемещение их по дуге окружности в напорную полость насоса.

Производительность объемного насоса определятся из формулы:

Для шестеренного насоса при условии, что площадь зуба равна площади впадины, площадь вытеснителя

где h – высота зуба; b – его ширина и скорость

Рис. 15 Схема шестеренного насоса

где Dн.о. – диаметр начальной окружности; – угловая скорость

Теоретически подачу насоса можно выразить через его характерные размеры, если предположить, что насос подает непрерывный слой жидкости толщиной равной высоте зуба 2m/m и шириной b:

где Dн.о. – диаметр начальной окружности; Dн.о. = mz; Z – число зубьев шестерни.

Для насосов с числом зубьев от 3 до 16 применяют уточненную формулу (заменяют 2 коэффициентом 6,5)

Коэффициент неравномерности подачи = 0,22 0,14 (для z = 8 16).

Объемный КПД насоса

Шестеренные насосы обычной конструкции создают давление 5 – 10 мПа.

Недостатки насоса – невозможность регулирования рабочего объема, поэтому шестеренные насосы снабжаются переливочными предохранительными клапанами.

Пластинчатый насос – это насос с вытеснителями в виде шиберов-пластин. Пластинчатые насосы однократного двукратного действия.

Рис. 16 Схема пластинчатого насоса

На рисунке 16 приведена простейшая схема пластинчатого насоса однократного действия. При вращении ротора пластины совершают возвратно-поступательное движение в пазах ротора. Под действием центробежных сил (а иногда и сил давления жидкости, подводимой со стороны вращения) пластины прижимаются к внутренней поверхности статора, и тем самым обеспечивается герметичность. Ротор расположен эксцентрично относительно внутренней поверхности статора; благодаря этому рабочие камеры, ограниченные двумя соседними пластинами и поверхностями статора и ротора, при вращении последнего сначала увеличиваются, а затем после замыкания уменьшаются. В соответствии с этим происходит заполнение камер жидкостью, затем ее вытеснение в полость нагнетания. Пластинчатые насосы вследствие невысокой герметичности неспособны создавать давление более 5 – 7 МПа. Достоинство их является то, что они могут быть выполнены с регулируемым рабочим объемом за счет эксцентриситета. Этот объем можно найти по следующей приближенной формуле:

где R – радиус внутренней поверхности статора;

и b – соответственно толщина и ширина пластины

z – число пластин

Подача насоса за секунду определяется по формуле:

Пластинчатые насосы применяются в гидроприводах наряду с шестеренными насосами.

Радиальные роторно-поршневые насосы

Роторно-поршневой насос с радиальным расположение рабочих камер и вытеснителей (плунжеров) относительно оси вращения ротора показано на рис. 17.

Рис. 17 Схема радиального роторно-поршневого насоса

Ротор расположен эксцентрично относительно статорного кольца. При вращении ротора плунжеры совершают относительно него возвратно-поступательное движение в цилиндрах. Роль распределительного устройства выполняет пустотелая ось с уплотнительной перегородкой, на которой помещается вращающийся ротор. При вращении последнего в направлении указанном стрелками, рабочие камеры своими анналами поочередно соединяются с отверстием, через которое жидкость всасывается, и с отверстием через которое происходит нагнетание жидкости. При прохождении рабочих камер насоса через нейтральное положение их каналы перекрываются уплотнительной перегородкой. При перемещении поршней от центра рабочие камеры соединяются с полостью всасывания, а при перемещении к центру с полостью нагнетания.

Рабочий объем насоса

где d и z – диаметр плунжера и число плунжеров

Секундная подача насоса

Статорное кольцо насоса можно перемещать относительно подвижной оси ротора и тем самым менять эксцентриситет, а следовательно и рабочий объем насоса. Рабочих камер в насосе в одном ряду обычно бывает 5 – 7 и реже 9. Цилиндры могут располагаться и в несколько рядов (обычно не более трех), благодаря чему достигается большая подача жидкости и её равномерность. Кроме того, для увеличения подачи применяются насосы многократного действия, в которых статорное кольцо имеет специальный профиль.

Принцип многократности и многорядноти роторно-поршневых насосов положен в основу создания высоко-моментных гидромоторов, т.е. насосов, обращенных в гидродвигатели.

Радиальные насосы, как и другие роторно-поршневые насосы способны создавать давление до 20 40 МПа.

Аксиальные роторно-поршневые насосы

Роторно-поршневой насос, у которого ось вращения ротора параллельна осям рабочих камер и поршней (плунжеров) или составляет с ними угол 45 0 , называется максимальным. Такие насосы выполняют либо с наклонным диском (см. рис. 18), либо с наклонным блоком. При вращении ротора плунжеры совершают возвратно-поступательное движение в рабочих камерах, при этом камеры через отверстия сообщаются поочередно с дугообразными окнами, одно из которых является всасывающим, а другое – нагнетательное.

Рис. 18 Схема аксиально-поршневого насоса с наклонным диском

Давление, создаваемое рассматриваемым насосом сожжет быть того же порядка, что и давление предыдущего насоса, а регулирование рабочего объема может осуществляться изменение угла наклона диска.

Ход каждого плунжера h = Dtg следовательно при числе плунжеров z и их диаметра d рабочий объем наоса будет равен

A секундная подача

где – объемный КПД, значение которого принимается 0,95 0,98; Z – число поршней (пять, семь или девять). Коэффициент неравномерности подачи роторно-поршневых насосов с нечетным числом поршней

Характеристика роторных насосов

Характеристикой роторных насосов называется зависимость напора (или давления рнас) от подачи Q при постоянной частоте вращения n. Хотя в каталогах насосов обычно приводят значения Q и КПД в функции давления, но указанная выше зависимость удобна для выполнения графоаналитических расчетов. Так как теоретическая подача Qт любого объемного насоса не зависит от давления (Q=q) то теоретическая характеристика изображается вращательной прямой. Однако действительная подача Q меньше теоретической на величину расхода утечек qут жидкости через зазоры в насосе из полости нагнетания в полость всасывания (рис. 19).

Расход утечек можно считать пропорциональным давлению р при постоянной вязкости . Отсюда вытекает, что действительная характеристика роторного насоса изобразится наклонной прямой (рис. 19), при этом Q = QT – qут.

Рис. 19 Характеристика роторно-поршневых насосов

z – число пластин

Принцип работы.

Пластинчатый насос однократного действия.

Работа пластинчатого насоса однократного действия выглядит следующим образом.

При вращении ротора 1, в пазах которого расположены пластины 2, в направлении, указанном стрелкой, происходит изменение площадей CDD1C1 и ABB1A1, так как пластины всегда контактируют с внутренней цилиндрической поверхностью статора 3, центр которой О смещен на определенную величину (называемую эксцентрицитетом) относительно центра ротора О1.

Происходящее при вращении ротора увеличение площади CDD1C1 вызывает увеличение объема камеры образованной цилиндрическими поверхностями статора и ротора, двумя пластинами и двумя торцевыми поверхностями, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости чертежа, которые конструктивно можно представить в виде торцов двух крышек.

Уменьшение площади ABB1A1 вызывает уменьшение объема аналогичной камеры. Поэтому в первой камере образуется разрежение, и её объем заполняется всасываемой рабочей жидкостью. Уменьшение объема второй камеры вызывает нагнетание рабочей жидкости в напорную магистраль насоса.

Чтобы напорная магистраль всегда была изолирована от всасывающей на статоре или торцовых поверхностях предусмотрены уплотнительные перемычки.

В некоторых конструкциях пластины имеют принудительное ведение, для чего на их торцах выполняют оси 4, которые входят в ползушки 5, передвигающиеся при вращении ротора в кольцевых канавках 6, выполненных в крышках.

Камеры под торцами пластин 7 при помощи канавок 8 соединяются в зависимости от положения пластин или с полостью всасывания или с полостью нагнетания, и поэтому пластины, осуществляя всасывание и нагнетание увеличивают производительность насоса.

Принцип действия роторного насоса

Работа роторного насоса похожа на пластинчатый, только вместо пластин в таком оборудовании установлены вращающиеся элементы – роторы. Они вращаются синхронно навстречу друг другу.

Вначале цикла перекачиваемая жидкость поступает в область всасывания. Затем жидкость подхватывается вращающимися роторами и перемещается в замкнутую область, образованную поверхностями корпуса оборудования и ротором, объем такой области постепенно уменьшается, а давление увеличивается.

Принцип работы, по которому функционирует, роторный насос основан на изменении объема рабочей камеры.

Когда ротор совершает оборот и перемещает жидкость в область нагнетания объем увеличивается и перекачиваемую среду выталкивает в напорную магистраль.

Пластинчатый насос двойного действия.

Особенностью работы насосов двойного действия является то, что пластины 2, свободно перемещаются в пазах ротора 1, при пуске насоса выбрасываются центробежной силой и в дальнейшем при работе контакт пластин и статора 3 осуществляется под действием центробежной силы и давления нагнетаемой жидкости, которая для этой цели подводится в кольцевую канавку 4.

Процессы всасывания и нагнетания осуществляют камеры насоса, каждая из которых образуется двумя соседними пластинами, внутренней поверхностью статора, наружной цилиндрической поверхностью ротора и двумя торцовыми поверхностями распределительных дисков.

При вращении ротора в направлении стрелки площадь CDD1C1 камеры всасывания увеличивается, а следовательно, увеличивается и объем камеры, в которой образуется разрежение, в результате чего камера заполняется всасываемой рабочей жидкостью.

В то же время площадь ABB1A1 камеры нагнетания уменьшается, что соответствует уменьшению объема всей камеры и рабочая жидкость вытесняется в напорную магистраль. За один оборот ротора каждая камера 2 раза производит всасывание и нагнетание рабочей жидкости.

Камеры под торцами пластин 7 при помощи канавок 8 соединяются в зависимости от положения пластин или с полостью всасывания или с полостью нагнетания, и поэтому пластины, осуществляя всасывание и нагнетание увеличивают производительность насоса.

Принципы ремонта бензопилы своими руками

Бензопила — незаменимый инструмент в жизни домашнего мастера. С помощью нее можно отпилить старое дерево, построить баню или просто беседку для отдыха. Иногда этот инструмент тоже приходит в негодность. Чтобы решить проблему, необязательно обращаться в дорогостоящие специализированные сервисы, можно произвести ремонт бензопилы своими руками.


Для проведения ремонта в домашних условиях необходимо наличие запасных частей, инструмента и соответствующих навыков. Например, для разборки бензопилы может пригодиться самодельный ремкомплект, который придется изготавливать очень долго.

Ссылка на основную публикацию