Пластинчато роторный насос – классификация и конструктивные особенности

Каким бывает и где применяется роторный насос?

Роторные насосы – это техника объемного типа, которая отличается от динамической напорной аппаратуры (центробежной, вихревой и т.д.) способом перемещения жидкостей. Для аппаратов этой категории техники характерны два варианта движения: вращательное или вращательное с возвратно-поступательным действием.

Всевозможные конструктивные варианты исполнения регулируются ГОСТом 17398—72.

Роторные насосы: классификация и принцип действия

Итак, роторные насосы делятся на две основные большие группы:

  • роторно-вращательные;
  • роторно-поступательные. Принцип работы роторного насоса

В свою очередь роторно-вращательные могут быть:

А роторно-поступательные делятся на:

  • шиберные (так называемые ротационные или пластинчато-роторные вакуумные насосы);
  • роторно-поршневые или плунжерные устройства (аксиальные и радиальные).

Кроме того, по принципу строения самого ротора насоса эта напорная техника объемного типа классифицируется как:

  • насос с мокрым ротором;
  • насос с сухим ротором.

Принципы работы роторного насоса

Главной отличительной особенностью роторной техники стало то, что в его конструкции напрочь отсутствуют клапана. Роторно-лопастные насосы работают по принципу взаимодействия жидкости с рабочим органом в подвижных камерах, которые попеременно соединяются с всасывающими и нагнетательными полостями.

Роторный насос работает потому, что постоянно меняется объем рабочей камеры. Сначала жидкость заполняет камеру, а потом выталкивается из нее в нагнетательную область через патрубок. При этом сама рабочая камера выглядит как временно создаваемый замкнутый объем, который ограничивается деталями самого аппарата внутри корпуса.

Изменение объема рабочей камеры в зубчатой аппаратуре происходит за счет вращения шестеренок, в винтовой установке при помощи вращения винта вокруг своей оси. В пластинчато-роторных насосах за счет того, что ротор центробежного насоса с продольными прорезями, куда вставлены пластинки (шиберы) вращаются по оси, которая не совпадает с осью корпуса.

Причем в зависимости от строения ротора и количества шиберов пластинчатый насос по принципу действия может быть однократным, двухкратным, трехкратным и т.д. А чтобы камера вакуумно-пластинчатого роторного насоса замыкалась, должно обеспечиваться достаточно плотное прилегание пластин к корпусу.

Роторный насос плунжерного (поршневого типа) за счет отсутствия клапанов, и, как следствие, возможности совершать обратные поступательные движения, может использоваться в качестве гидромоторов.

Принцип работы роторно-пластинчатого компрессора (видео)

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.

Насос роторный НР-10М

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.

Серии и технические характеристики

Роторные аппараты производятся в трех модификациях, которые представлены разными серийными типами моделей: M, D, N, T.

Серия типа М – это модели с одним полым рабочим дисковым колесом, которое может работать с жидкостями средней и высокой вязкости. Эта техника не боится также наличия твердых частиц и примесей в составе перекачиваемого материала.

Аппаратура может выдерживать напор под давлением от 8 до 20 бар, со скоростью до 100 кубических метров в час, пр скорости вращения до 500 оборотов в минуту. Работает в температурном диапазоне от -20 до +280 °C.

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.

Серия типа D благодаря наличию двух импеллеров подходит для работы в трубопроводах, клапанах и фитингах. Здесь два рабочих дисковых колеса и высокая скорость потока. Поскольку оба колеса работают по очереди, создается постоянный поток жидкости и минимизируется уровень вибраций.

Серия N комплектуется одним или двумя импеллерами и опорами выносного типа. Применяются для работы с жидкостями высоких степеней вязкости и отлично справляются с перекачкой субстанций с небольшим количеством инородных примесей. При этом могут обеспечить скорость потока до 90 кубометров в час и крайне низкую пороговую пульсацию.

Серия RA – пластинчато-роторные вакуумные насосы

Серия Т может работать с напором до 4 бар при скорости потока до 3 кубических метров в час на скорости вращения в 950 оборотов в минуту. Температура жидкости может быть от 0 до +100 °C. При этом у нее большая, чем у предыдущей серии пульсация, но серия Т хорошо справляется с перекачкой агрессивных жидкостей и обладает хорошей возможностью дозирования субстанций, которые поступают в аппарат.

Области применения

В нефтехимической промышленности насос вакуумный используют для перекачки легких и тяжелых углеводородов, смазочных масел, битумов и гудронов, бензола и толуола, бензина и фенола, дизельного и нефтяного топлива, сырой нефти, технологических жидкостей и нефтехимических продуктов, а также для любых видов масел.

В химической промышленности этот напорный аппарат может работать с кислотами и растворителями, смазочными маслами и аддитивами, воском, глицерином, латексом и мыльными растворами, щелочными жидкостями и каучуком, жидкой серой и каустичекой содой, крахмалами, пластификаторами и буровыми растворами, волокнистыми полимерами и смолами.

В морской промышленности и кораблестроении их применяют для перекачки танкерных и трюмных жидкостей, нефтяного и дизельного топлива, отработанных масел и сточных вод.

В целлюлозно-бумажной промышленности они качают кислые и каустические воды, изоцианаты и буровые растворы, целлюлозу и крахмалы, волокнистые и клеящие суспензии, краски и чернил, эмалей, пигментов и извести.

В пищевой и фармацевтической промышленности они используются для растительных и животных масел, фруктовых соков, паст и джемов, сиропов и мелассы, животных жиров, лецитина и крема, алкоголя, шоколада, карамели и фаджа, соусов и теста, молочных продуктов и загустителей.

Насос пищевой молочный роторный

В коммунальном хозяйстве широко применяются циркуляционные насосы с мокрым и сухим ротором. При этом насосы с мокрым ротором поддерживают в отопительных системах нужное давление и не нуждаются в смазке и охлаждении. Такой насос для воды самостоятельно смазывается и охлаждается за счет циркулирующей в системе жидкости.

Насосы с сухим ротором приспособлены для работы без непосредственного контакта с жидкостью. Они гораздо более шумные, по сравнению с мокрыми роторными аппаратами, и плохо работают с жидкостями, в которых присутствуют различные примеси.

Подробнее узнать о том, что такое ручной роторный и безмаслянный вакуумный насос, чем отличается насос ручной для бочек и насос вакуумный бочковой можно в других статьях нашего сайта.

Пластинчатый насос

Пластинчатый насос (или шиберный) это насос объемного типа. Насосы шиберного типа наиболее эффективны и чаще всего применяются для перекачки чистых жидкостей со средней вязкостью, например светлые нефтепродукты и различных виды топлива при не очень высоком давлении. Также данные насосы могут перекачивать жидкости с очень низкой вязкостью, такие как : сжиженный газ, аммиак, растворители, спирты и.т.д. У пластинчатых насосов практически нет прямого контакта металл-по-металлу, что позволяет перекачивать указанные жидкости с низкой вязкостью без дополнительного износа.

В зависимости от типа шиберного насоса и конструкции рабочего органа они могут перекачивать жидкость в следующем температурном диапазоне : от — 32˚С до +260˚С.

Максимальное дифференциальное давление для пластинчатых насосов составляет около 15 бар.

Конструкция пластинчатых насосов

Рабочим органом пластинчатых насосов является ротор со специальными каналами, в котором установлены пластины. Ротор напрямую соединен с валом электродвигателя

  • Ротор
  • Пластины
  • Система уплотнения вала
  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Внешний предохранительный патрубок

Принцип работы шиберного насоса

  1. Ротор эксцентрически (не по центру) располагается в корпусе насоса очень близко к его стенкам, образуя полость в форме полумесяца. При вращения ротора (желтая стрелка) перекачиваемая жидкость поступает в камеру насоса через всасывающий патрубок. При этом под действием центробежной сили (или толкателей в виде пружин) пластины из специальных каналах на роторе выдвигаются к стенкам корпуса. В результате чего образуются гермитечные, отделенные друг от друга карманы.
  2. Жидкость перемещается по корпусу насоса в карманах, образованных пластинами ротора.
  3. При дальнешем вращении ротора, пластины начинают возвращаться в каналы на роторе, тем самым уменьшая объем карманов, в которых находится перекачиваемая среда. В результате чего жидкость нагнетается в выходной патрубок.

Типы пластинчатых насосов

Пластинчатые насосы можно разделить по принципу действия, а также по конструктивным особенностям рабочих органов насоса.

По принципу действия пластинчатые насосы разделяются на два типа:

Данные насосы успевают за один оборот ротора только один раз обеспечить всасывание и нагнетание жидкости.

Насосы двукратного действия соответственно могут 2 раза обеспечить всасывание и нагнетание за один полный оборот вала с ротором.

По конструкции основных элементов пластинчатые насосы разделяются на следующие типы:

  • Пластинчатый насос с гибким ротором (эластомерным)

  • Пластинчатый насос с подвесными лопастями

  • Роликовый пластинчатый насос
  • Насос с внешними пластинами

Материальное исполнение

Основные элементы пластинчатых насосов могут быть выполнены из самых различных материалов для обеспечения необходимой коррозионной, абразивной и температурной стойкости. Можно выделить следующие основные материалы:

Проточная часть насоса:Роторы и толкателиПластины
· Серый чугун· Углеграфит· Углеграфит
· Ковкий чугун· PEEK (полиэфирэфиркетон)
· Углеродистая сталь· NBR (насосы с гибким ротором)
· Нержавеющая сталь· EPDM (насосы с гибким ротором)
Читайте также:  Водокольцевой вакуумный насос: схема и принцип работы

Типы уплотнения вала насоса

  • Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
  • Картриджное исполнение
  • Магнитная муфта

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов с внешним зацеплением

  • Перекачка жидкостей с низкой вязкостью при довольно высоком давлении
  • Компенсация износа пластин
  • Возможность перекачивания растворителей
  • Возможность работы «в сухую» на короткие промежутки времени
  • Только одно уплотнение вала
  • Возможность создавать хороший вакуум для всасывания жидкости
  • Тяжело обслуживать. Много запасных частей
  • Не могут работать на высоком давлении
  • Не могут работать с жидкостями с высокой вязкостью
  • Не очень хорошая стойкость к абразивным жидкостям

Области применения

Пластинчатые насосы применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности.

  • Энергетика
  • Нефтяная и газовая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Гидравлические системы
  • Машиностроение
  • Судостроение и судоходство
  • Авиастроение

Для следующих задач:

  • Перекачка топлива и смазочных масел
  • Аэрозоли и перекачка авиатоплива
  • Перекачка сжиженного нефтяного газа и аммиака
  • Перекачка растворителей
  • Перекачка спиртов
  • Холодильное оборудование, для перекачки фреонов

Пластинчатые насосы

Пластинчатые насосы относятся к классу объемных роторных шиберных машин.

Типы пластинчатых насосов

Различают несколько типов пластинчатых машин.

По количеству циклов изменения рабочей камеры:

  • однократного действия
  • двукратного действия

По возможности регулирования:

  • регулируемые
  • нерегулируемые насосы

Рассмотрим каждый из этих типов насосов подробнее.

Нерегулируемые пластинчатые насосы

В нерегулируемых насосах отсутствует возможность изменения рабочего объема. Подачу таких насосов можно регулировать путем изменения частоты вращения приводного двигателя или использовать дроссельное регулирование гидропривода.

Устройство пластинчатого насоса двукратного действия

Внутренняя поверхность статора 1 имеет овальную форму. Ротор 2 установлен соосно статору. В пазах 3 ротора установлены пластины 4, которые могут свободно перемещаться внутри пазов. При вращении ротора пластины за счет центробежной силы пластины прижимаются к поверхности статора образуя рабочие камеры. В связи с тем, что внутренняя поверхность статора имеет овальную форму при вращении ротора объем рабочих камер будет изменяться. В зонах 6 и 7 увеличения объема камеры выполнено отверстие для всасывания рабочей жидкости, в зонах 5 и 8 уменьшения объема камеры – отверстие для нагнетания.

В насосах двойного действия устанавливается четное число пластин (не менее 8).

Расчет рабочего объема пластинчатого насоса двойного действия

Рабочий объем насоса определяется минимальным Rc1 и максимальным радиусами Rc2 внутренней поверхности статора, толщиной ∆ и количеством z пластин, а также углом их наклона ξ.

Вычислить рабочий объем насоса двойного действия можно по формуле:

Подача пластинчатого насоса

Подача объемного насоса – это произведение его рабочего объема на частоту вращения приводного двигателя.

Принцип работы пластинчатого насоса однократного действия

Пластинчатый насос однократного действия показан на рисунке.

Ротор 1 установлен в статоре 2 с эксцентриситетом. В роторе 1 в радиальном направлении выполнены пазы 3, в которых установлены подвижные пластины 4. При вращении ротора пластины под действием центробежной силы прижимаются к цилиндрической поверхности статора. За счет эксцентриситета между осями вращения ротора и статора обеспечивается изменение объемов рабочих камер.

В зоне 6 увеличения объема камеры происходит всасывание рабочей жидкости, зоне 5 уменьшения – нагнетание.

В насосах одинарного действия используется нечетное число пластин (не менее 3).

Расчет рабочего объема пластинчатого насоса одинарного действия

Рабочий объем насоса зависит от радиусов ротора r статора R и эксцентриситета e.

Эти величины связаны зависимостью:

где a – минимальный зазор между ротором и статором.

Максимальный рабочий объем пластинчатого насоса одинарного действия можно определить по формуле:

Если полости под пластин при их выдвижении соединяются с линией всасывания, а при задвижении – с линией нагнетания, то рабочий объем такого насоса можно определить по формуле:

∆ – толщина пластин z – количество пластин b – ширина статора

Для точного определения объема рабочей камеры необходимо учесть закон перемещения пластин в роторе во время его вращения. Уточненная формула для определения рабочего объема однократного пластинчатого насоса выглядит следующим образом:

Значение коэффициента k будет зависеть от количества пластин в насосе.

Особенности применения насосов одинарного и двойного действия

В пластинчатых насосах однократного действия нагрузки неравномерны, сила давления действует на ротор только со стороны полости нагнетания. По этой причине насосы однократного действия предназначены для работы на давлении до 12 МПа. Эта проблема устранена в насосах двойного действия, где действие сил давления на ротор уравновешено.

Регулируемые пластинчатые насосы

В конструкции регулируемых насосов предусмотрена возможность изменения рабочего объема. Подачу насосов этот типа можно регулировать объемным способом.

На рисунке показан регулируемый пластинчатый насос однократного действия.

Статор 3 установлен в корпусе 2 с зазором. Винт 1 позволяет перемещать статор внутри корпуса , тем самым меняя эксцентриситет между ротором 4 и статором. Если эксцентриситет будет равен 0, то объем рабочих камер при вращении ротора меняться не будет, подача насоса будет равна 0. При максимальном эксцентриситете подача будет максимальной.

Пружина 5 прижимает статор к регулировочному винту.

Инструменты

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:

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.

Читайте также:  Вакуумный насос мембранный – устройство, принцип работы, применение

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.

Пластинчато-роторный насос – насосы НВР, принцип работы пластинчато роторных насосов

Пластинчато-роторные насосы выпускаются одно и двухступенчатого исполнения. Вторая ступень обеспечивает создание более высокого разрежения. Пластинчато-роторные вакуумные насосы позволяют создавать низкий и средний вакуум, могут использоваться в качестве форвакуумных, обеспечивающих предварительное разрежение.

Простейшая конструкция обеспечивает легкий ремонт и обслуживание при соблюдении правил эксплуатации. Насосы этого типа очень чувствительны к присутствию в откачиваемой среде твердых примесей. При попадании под пластину абразивные частицы вызывают повреждения не только лопастей, но и корпуса, что может привести к необратимым последствиям. Для предотвращения подобных неисправностей применяются фильтрующие системы, обеспечивающие защиту от механических примесей, а при необходимости – от паров жидкостей. В качестве рабочей жидкости, снижающей трение лопастей, применяются специальные масла. Существуют пластинчато-роторные насосы, работающие без масла, обычно они менее надежны. Применяют сухой пластинчато-роторный насос в случаях, когда требуется исключить попадание масла в рабочую среду.

Моноблочный пластинчато-роторный вакуумный насос:

Принцип работы пластинчато-роторных насосов

Пластинчато-роторный вакуумный насос состоит из корпуса, установленного со смещением от оси корпуса ротора, лопастей, установленных в теле ротора, прижимных пружин и корпуса. В процессе работы простейшего пластинчато-роторного насоса с двумя лопастями, каждая лопасть попеременно создает зоны разрежения (I) и сжатия (III), между которыми находится нейтральная зона. При включении в работу пластинчато-роторного насоса ротор (2) начинает вращаться. Пружины (4), расположенные в корпусе ротора, обеспечивают постоянный прижим пластин к корпусу (1). В некоторых насосах используется большее количество пар пластин. Кроме того, существуют двухпоточные конструкции, в которых корпус насоса имеет два входа и два выхода, при этом используется не одна, а две пары пластин.

Для обеспечения максимального уплотнения рабочей среды, применяется специальное масло. Для обеспечения максимальной производительности и продления сроков службы не стоит применять масла, не рекомендованные производителями вакуумных насосов. Кроме того, масло выполняет роль смазки, снижая трение пластин, обеспечивает герметичность, уплотняя зазоры между корпусом и пластинами. В зависимости от потребностей, применяются различные типы пластинчато-роторных насосов. Они могут использоваться как самостоятельно, так и в качестве форвакуумных, создавая предварительное разрежение. В качестве насосов глубокого вакуума могут применяться спиральные, молекулярные и другие.

Принципиальная схема работы пластинчато-роторного насоса:

Роторно-пластинчатые насосы

В различных сферах промышленности получил распространение пластинчатый роторный насос, устройство которого позволяет производить быструю откачку рабочей среды до достижения нужной степени разрежения. Даже в случае выхода вакуумного насоса из строя, конструкция позволяет быстро восстановить работоспособность. Вакуумные пластинчато-роторные насосы получили распространение в таких сферах, как:

Насос пластинчато-роторный 2НВР 5ДМ

Производителем двухступенчатого моноблочного насоса 2НВР 5 ДМ является ООО «Вакууммаш». Электродвигатель, устанавливаемый на заводе имеет надежную защиту от перегрева, что предотвращает преждевременный выход его из строя. Масляные пластинчато-роторные насосы 2НВР 5 ДМ служат для откачки газов, парогазовых смесей, паров из герметичных емкостей, объем которых не превышает 3,5 м3. Откачиваемая среда не должна содержать горючих и взрывоопасных смесей газов, агрессивных химических веществ. Для нормальной работы насоса может применяться масло ВМ-6 или ВМ-1С в объеме 1,2 л. В зависимости от применяемого масла, максимальное остаточное давление может быть от 1х10-5 (ВМ-1С) до 1,3х10-5 (ВМ-6) кПа. Так как насос чувствителен к абразивным частицам, на входе в него обычно монтируется механический фильтр. В случаях, если наличие абразивных частиц исключено, вакуумный пластинчато-роторный насос 2НВР 5 ДМ может эксплуатироваться без фильтра.

Внешний вид вакуумного пластинчато-роторного насоса 2НВР5 ДМ:

Масляные пластинчато-роторные насосы

Пластинчато-роторные насосы большинства модификаций при работе используют масло, которое должно обладать рядом характеристик:

При работе масляных пластинчато-роторных вакуумных насосов происходит незначительное испарение масла, поэтому следует периодически проверять уровень. При снижении уровня, следует добавлять масло такой же марки, что и была в насосе. В случае, если марка масла отличается от используемой в насосе, следует выполнить полную замену. Это позволит избежать реакции присадок и сохранить работоспособность оборудования. Производители пластинчато-роторных насосов всегда указывают марки масел, которые можно применять без вреда для оборудования. Ни в коем случае нельзя использовать не заявленные производителями марки, поскольку это может привести к повышенному износу или полному выходу из строя насосов. К отрицательным свойствам таких насосов относится попадание паров масла в рабочую среду, поэтому исключено применение в вакуумных системах, требующих создания «сухого» вакуума. В качестве примера можно перечислить такие вакуумные насосы, как:

Читайте также:  Вертикальный центробежный насос – разновидности и особенности работы

Одноступенчатый пластинчато-роторный вакуумный насос:

Безмасляные пластинчато-роторные насосы

Для создания вакуума, в котором отсутствуют различные посторонние примеси и пары, применяются пластинчато-роторные безмасляные вакуумные насосы. Также отсутствует необходимость постоянного контроля уровня масла в насосе, что упрощает его обслуживание. Пластины для таких насосов изготавливают из материалов, которые способны работать без смазки, например, из графита. Корпус вакуумных безмасляных пластинчато-роторных насосов изготавливается из металла, поэтому графитовые лопатки скользят по поверхности с минимальным коэффициентом трения.

При значительном износе графитовых пластин снижается производительность вакуумных насосов. При этом насос не выходит из строя, замена пластин позволит восстановить производительность.

К недостаткам безмасляных пластинчато-роторных насосов следует отнести гораздо меньший срок службы пластин. Обычно срок службы не превышает 10 000 часов даже у самых надежных производителей, в то время как металлические лопасти (применяемые в масляных пластинчато-роторных насосах) служат 50 000 часов и более.

Для создания глубокого вакуума пластинчато-роторные насосы не предназначены, в основном их применяют для быстрого создания среднего вакуума. Кроме того, они применяются в качестве форвакуумных насосов, обеспечивая необходимую степень разрежения перед включением в работу насосов глубокого вакуума. В процессе износа пластин образуется графитовый порошок, который со временем покрывает внутренние поверхности отводящих патрубков. Кроме того, в местах контакта пластин быстрее чем у масляных аналогов изнашивается корпус.

Фотография одноступенчатого безмасляного насоса CNV:

Пластинчато-роторный вакуумный насос купить

Пластинчато-роторные вакуумные насосы купить можно у множества дилеров и непосредственно у производителей:

Большинство дилеров предлагают продукцию по достаточно низким ценам, зачастую меньшим чем заказ единичных насосов напрямую от производителей. Связано это с высокой стоимостью доставки, поэтому в случае закупки небольших партий или единичных экземпляров, зачастую не рентабельно связываться напрямую с производителями. В последнее время на рынок вышли дешевые модели от китайских производителей, но следует учесть низкий ресурс такого оборудования. Например, безмасляные пластинчато-роторные насосы требуют замены пластин уже после 3 000 часов наработки, в то время как Bush выпускает более дорогие модели, обладающие аналогичными свойствами и требующими замены пластин только после 10 000 наработки.

Роторные (ротационные) насосы: разновидности, конструкция, принцип работы

Насос роторный – это устройство, которое используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить перекачивание различных жидких сред в больших объемах. Различные типы роторных насосов, предлагаемых на современном рынке, отличаются между собой как конструктивным исполнением и техническими характеристиками, так и принципом действия. Разнообразием видов такого насосного оборудования определяется его эффективное использование в различных сферах.

Роторные насосы высокого давления используются в системах охлаждения, обратного осмоса и циркуляции воды или других жидкостей

Принцип работы и виды

Принцип, по которому работают роторные насосы, заключается в следующем. Перекачиваемая жидкость сначала поступает во внутреннюю камеру устройства, из которой она выталкивается вращательными и поступательными движениями, совершаемыми рабочим органом – ротором. Части ротора наряду с внутренними стенками рабочей камеры формируют замкнутое пространство, в которое и попадает жидкость. При уменьшении объема такого пространства, что происходит при движении ротора, жидкость по законам физики выталкивается.

Принцип действия роторного насоса

В зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа роторные (или ротационные) насосы могут относиться к разным категориям. Кроме того, на различные виды роторные насосы делятся и по типу движения, совершаемого их рабочим органом. По этому признаку выделяют устройства роторно-вращательные и роторно-поступательные. Рабочий орган роторных насосов первого типа, как понятно из их названия, совершает только вращательные движения, а в установках второго типа это движение комбинированное – как вращательное, так и поступательное.

Роторно-вращательные насосы в зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа и принципа действия подразделяются на шестеренчатые (зубчатые) и винтовые. В первых рабочая камера формируется внутренними стенками корпуса и зубчатыми колесами, которые делают как с внутренним, так с внешним зацеплением. Изменение рабочей камеры при этом происходит за счет вращения шестерен. Элементами, из которых формируется рабочая камера роторных насосов винтового типа, являются внутренние стенки корпуса и один или несколько винтов. Вращающийся вокруг своей оси винт формирует внутри насоса временные рабочие камеры, которые вместе с транспортируемой жидкостью двигаются вдоль оси винта к нагнетательному патрубку.

Схема роторного пластинчатого насоса

Роторные насосы поступательного типа делятся на шиберные, или пластинчатые, и плунжерные. В устройствах шиберного типа рабочим органом является вращающийся ротор, в продольные прорези на корпусе которого вставляются специальные пластины, называемые шиберами. Ось ротора в таких насосах не тождественна оси цилиндрического корпуса, в котором он совершает вращательное движение. Рабочая камера пластинчатых насосов формируется двумя расположенными рядом шиберами, самим ротором и внутренними стенками корпуса. Чтобы обеспечить герметичность рабочей камеры, создаваемой таким образом, пластины должны плотно прижиматься к стенкам корпуса. Решается такая задача либо за счет центробежной силы, прижимающей рабочую часть пластин к стенкам корпуса, либо за счет специальных приспособлений пружинного типа. Роторные насосы шиберного типа могут отличаться друг от друга конструкцией ротора и оснащаться различным количеством пластин, в зависимости от чего они подразделяются на устройства одно-, двукратного и т.д. действия.

Роторные плунжерные насосы по принципу работы и конструктивному исполнению делят на аксиально- и радиально-поршневые. Их рабочими органами являются плунжеры (поршни), которые совершают одномоментное вращательное и поступательное движение внутри корпуса устройства. Отличие таких роторных машин от обычных поршневых заключается в том, что они могут работать и как насосы, и как гидравлические моторы, то есть обладают обратимостью.

Схема роторного плунжерного насоса

Преимущества и недостатки

Можно выделить несколько наиболее значимых преимуществ использования роторных насосов:

  1. более равномерная, если сравнивать роторные насосы с устройствами возвратно-поступательного типа, подача жидкости в трубопроводную систему (между тем из-за особенностей конструкции роторного оборудования обеспечить полностью равномерную подачу не удастся);
  2. обратимость, то есть возможность использования таких устройств как в качестве насоса, так и в роли гидромотора;
  3. отсутствие клапанов, что способствует снижению потерь мощности и, соответственно, повышению КПД;
  4. высокая производительность благодаря работе на значительно более высоких оборотах, по сравнению с устройствами поршневого типа.

Эффективность процесса перекачивания кулачковым ротационным насосом обеспечивается выверенными допусками между корпусом и ротарами

Если говорить о недостатках, которыми обладает роторный насос, то к наиболее значимым из них можно отнести следующие.

  • К среде, перекачиваемой такими насосами, предъявляются высокие требования, так как она не должна препятствовать плотному прилеганию подвижных рабочих элементов к внутренним стенкам корпуса. В частности, перекачиваемая роторными насосами жидкость должна обладать минимальной химической агрессивностью и не содержать абразивных включений.
  • Роторный насос имеет более сложную конструкцию, если сравнивать его с устройствами возвратно-поступательного типа, что сказывается как на его надежности, так и на стоимости производства и технического обслуживания.

Сферы применения

Благодаря широкой универсальности насосы роторного типа успешно используют для перекачки жидкостей следующих типов:

  • продуктов переработки нефти:
  • химических веществ, в том числе и кислот;
  • лакокрасочных материалов;
  • технических жидкостей различной степени загрязнения;
  • пищевых жидкостей, в том числе и масел и др.

Ротационные насосы с полым вращающимся диском

Рабочим элементом роторных насосов данного типа является полый диск, который в ходе своего вращения в корпусе устройства совершает колебания, что приводит к перемещению жидкости от впускного патрубка к выпускному.

Принцип работы роторного насоса с полым диском

Роторные установки, оснащенные полым вращающимся диском, относятся к самовсасывающим реверсивным устройствам, которые можно использовать даже для перекачки жидкостей, содержащих в своем составе твердые примеси. Благодаря невысокой скорости вращения рабочего органа ротационный насос рассматриваемого типа отличается надежностью и долгим эксплуатационным сроком. Для оснащения таких роторных насосов применяют один или два полых диска, вращение которых синхронизируется при помощи специальных механизмов.

Самовсасывающая роторная насосная установка с полым вращательным диском

Среди преимуществ использования роторных насосов с полым диском можно выделить следующие:

  1. возможность запуска без наполнения (жидкость внутри корпуса таких устройств должна присутствовать только перед их первым запуском);
  2. возможность использования для перекачки слишком вязких жидкостей, а также сред, чувствительных к сдвиговым усилиям, благодаря невысокой скорости вращения рабочего органа устройства (кроме того, невысокая рабочая скорость делает такие насосы более долговечными);
  3. возможность перекачки жидкости в обратную сторону с сохранением всех параметров создаваемого потока;
  4. адаптивность рабочих дисков, что позволяет им самовосстанавливаться при износе и термическом расширении (благодаря данному качеству можно успешно применять такие насосы для перекачки жидкостей, содержащих в своем составе твердые частицы);
  5. поднятие перекачиваемой жидкости на большую высоту (до восьми метров);
  6. невысокий уровень шума и вибраций при работе;
  7. высокий коэффициент полезного действия;
  8. сохранение производительности на постоянном уровне вне зависимости от степени вязкости перекачиваемой жидкости;
  9. обширный диапазон вязкости транспортируемых жидкостей – от средней до очень высокой;
  10. простота конструкции и, соответственно, технического обслуживания;
  11. компактность и небольшой вес;
  12. возможность перекачивать жидкости, содержащие газ или воздух в небольших количествах;
  13. возможность некоторое время работать на холостом ходу (всухую) без ущерба для технического состояния оборудования;
  14. создание давления потока жидкости в интервале 8–20 бар (в зависимости от модификации устройства);
  15. возможность перекачивать жидкости, температура которых доходит до 280 градусов Цельсия.

Ссылка на основную публикацию