Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Пластинчатый насос – это роторная объемная гидромашина вытеснителями в которой являются две и более лопасти (шиберов). Его часто называют шиберным или роторно-пластинчатым.

Имея не плохие характеристики и практичную конструкцию, он завоевал большой спектр применения в различных промышленных секторах.

Его конструкция используется в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Технические данные:

  • Используются в различных станках и гидравлических усилителях рулевого управления;
  • Номинальное давление на выходе до 12,5 МПа;
  • КПД до 85 %;
  • Вращающий момент 30 оборотов в секунду;

Устройство

Существуют два вида гидравлических пластинчатых насосов:

  1. Однократного действия – за одно полное вращение вала совершается одно событие забора рабочей жидкости и одно нагнетание. Регулируемые, за счет смещения центра вращения ротора на величину e, относительно центра статора.
  2. Двукратного действия – за полное вращение совершается два события забора жидкости и два нагнетания. Не регулируемы так как центры ротора и статора объединены и не могут быть смещены.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкцияСхема устройства однотактного и двухтактного насосов.

1 – Ротор; 2 – Вал, передающий вращение привода; 3 – Пластины; 4 – Статор (неподвижный корпус насоса) 5 – Распределитель; 6 – Отверстие всасывания в распределителе; 7 – Подвод рабочей жидкости; 8 – Отверстие нагнетания в распределителе; 9 – Линия выдавливания рабочей жидкости;

Как видно на рисунке, в строение пластинчатого насоса входит вращающийся ротор (1), который в свою очередь закреплен на валу (2). Ротор обеспечен специальными выемками – пазами, расположение которых радиально. В пазах располагаются специальные пластины (3).

В однотактных роторах происходит смещение центра ротора и статора на величину e. Это делается чтобы при событии вращения основного вала (2) пластины могли вдвигаться и выдвигаться. В двухтактных машинах этот эффект достигается за счет изменения формы статора.

  К торцевой области ротора, а также и статора прикрепляются распределители (5) с отверстиями в виде серпа. Отверстие (6) соединено с каналом всасывания (7), а отверстие (8) с гидролинией нагнетания (9).

Между отверстиями в распределителе присутствуют специальные перемычки (10), задачей которых является обеспечение герметичности частей, отвечающих за втягивание рабочей жидкости и ее нагнетание. Угол ξ > β что обеспечивает изоляцию зон всасывания и нагнетания.

Принцип работы гидравлического пластинчатого насоса

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкцияПринцип работы пластинчатого насоса

Понять принцип работы пластинчатого насоса можно используя рисунок выше. Вращаясь ротор перемещает пластины. Они в свою очередь под действием центробежной силы или пружины начинают выходить из пазов, плотно жмется к внутренней стенке статора. Благодаря тому, что центр ротора смещен относительно статора, объем рабочей камеры по мере движения растет – это событие всасывания (а). Ротор продолжая движение переходит в фазу уменьшения рабочей камеры – это событие нагнетания (с). Итак жидкость переносится между лопастями из системы всасывания в систему нагнетания.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Теоретическая производительность

Есть два типа насосов однократного и двукратного действия как мы уже определили ранее, по этому и формул по вычислению производительности будет две.

Производительность шиберного насоса однократного действия

Производительность роторно-пластинчатого агрегата однократного действия определяется по формуле:

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Как видно из формулы производительность зависит от величины e, которая определяет отклонение оси ротора от оси статора. Из чего следует что, если поместить ротор внутрь кольца, перемещением которого мы сможем управлять, мы получим регулируемый роторно-пластинчатый насос.

Производительность шиберного насоса двукратного действия

Производительность роторно-пластичного устройства определяется по следующей формуле:

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Исходя из формулы можно сделать некоторый вывод. Мощность насоса невозможно повысить кроме как увеличением вращений ротора (n). Из чего следует вывод что агрегаты двукратного действия являются не регулируемыми.

Достоинства и недостатки

Сравнение с другими типами насосов:

  • В отличии от шестеренных, роторно-пластинчатые агрегаты производят наиболее равномерную подачу рабочей жидкости;
  • У роторно-поршневых типов пластичные устройства выигрывают тем что требования к загрязнению рабочей жидкости весьма низкие, а конструкция самого агрегата проще и дешевле;

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Общие достоинства:

  1. Относительно низкая пульсация выходного потока;
  2. Низкий уровень шума
  3. Регулируемый рабочий объем

Общие недостатки:

  1. Устройство насоса достаточно сложное и плохо ремонтопригодное;
  2. Не большие рабочие давления;
  3. Залипание пластин, случается при низких температурах;
  4. Заклинивание пластин при высоких температурах;

Пластинчатые насосы (Шиберные) Ссылка на основную публикацию Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Источник: https://gidropnevm.ru/gidravlicheskij-instrument/nasosy/plastinchatye-nasosy-shibernye

Шиберный насос — конструкция, виды, принцип работы

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Для перекачивания сред, имеющих свойство становиться более вязкими и густыми при снижении температуры, оптимально подходит насос шиберный (или, как его еще называют, пластинчатый). Конструктивной особенностью шиберных насосов, что и позволяет им обеспечивать постоянную степень вязкости перекачиваемой среды, является наличие в их корпусе специальной рубашки. Теплоноситель, который подается извне и циркулирует во внутренних полостях такой рубашки, обогревает транспортируемую через насос среду, не давая ей загустеть. В этой статье мастер сантехник расскажет о принципе действия шиберных насосов.

Особенности конструкции
Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Насосы шиберного типа благодаря особенностям своей конструкции успешно используются для перекачивания рабочих сред различного типа: кашицеобразных, с содержанием абразивных частиц и нерастворимых примесей другого типа, клеевых смесей и смол. Насосные устройства данного типа отличаются повышенной мощностью всасывания, а также способностью работать с одинаковым усилием в двух направлениях.

Конструкция шиберного насоса состоит из:

  • Корпуса с двумя патрубками (всасывающего и нагнетательного), который изготавливается из чугуна или стального сплава;
  • Приводного двигателя (как правило, асинхронного типа);
  • Вала с пластинами (ротора), который вращается внутри корпуса по эксцентриковой траектории (рабочие пластины располагаются в специальных пазах ротора, кроме того, на поверхности данного конструктивного элемента выполнены пазы, имеющие разные углы наклона в тех местах, где они выходят к граням вала).

Пластинчатые насосы делятся на две большие категории: устройства одинарного и двойного принципа действия. Их основное конструктивное различие заключается в форме поперечного сечения статора – элемента, внутри которого и вращается ротор.

Принцип работы пластинчатых (или шиберных) насосов как одинарного, так и двойного действия можно описать следующим образом:

  • При вращении ротора пластины, имеющие возможность свободно перемещаться в посадочных пазах в радиальном направлении, выдвигаются из них под действием центробежной силы.
  • Торцевая часть выдвинутых пластин входит в плотное соприкосновение с внутренними стенками статора и начинает скользить по ним, перемещая перекачиваемую устройством среду.
Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
Принцип работы шиберного насоса

В зависимости от схемы, по которой построено управление работой насоса шиберного типа, такое устройство может относиться к регулируемым насосам:

  • Прямого управления;
  • Непрямого.
Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
Схемы управления регулируемых шиберных насосов

Пластинчатые гидромашины двойного или двукратного действия

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
Принцип работы пластинчатого насоса двухкратного действия

Основная особенность шиберного насоса двукратного действия состоит в том, что его статор в поперечном разрезе имеет овальную форму. Двигаясь по внутренней поверхности такого статора, каждый шибер ротора совершает два такта за один оборот вала. Работает пластинчатый насос двукратного действия по следующему алгоритму:

  • Временные рабочие камеры (транспортируемая среда закачивается в них и затем вытесняется в нагнетательную магистраль) формируются такими элементами, как внешняя поверхность ротора, овальная внутренняя поверхность статора, две рядом расположенные пластины и боковые диски. При этом временные рабочие камеры наименьшего объема создаются в том месте внутренней полости шиберного насоса, где зазор между ротором и неподвижной частью двигателя минимальный.
  • Высокая герметичность временных рабочих камер обеспечивается за счет того, что пластины, скользя своей торцевой частью по внутренней поверхности статора, плотно прижимаются к ней.
  • После прохождения пластинами участка с минимальным зазором между ротором и статором объем временной рабочей камеры увеличивается. Это приводит к тому, что в ней резко снижается давление, а значит, создается область разрежения воздуха. При прохождении участка внутренней поверхности статора, где расположен боковой диск, прорези в котором соединены со всасывающей магистралью, происходит наполнение временной камеры перекачиваемой средой.
  • Когда временная рабочая камера, уже наполненная перекачиваемой жидкостью, проходит следующий участок с минимальным зазором между ротором и статором, в ней увеличивается давление рабочей среды, что и способствует вытеснению последней в прорезь второго бокового диска, соединенную с нагнетательной магистралью.
  • Таким образом, за счет овальной формы поперечного сечения статора весь вышеописанный процесс за один оборот вала ротора происходит два раза.

На силу прижатия торцевой части рабочих пластин к внутренней поверхности статора при их скольжении по ней влияет давление перекачиваемой жидкости, оказываемое на заднюю поверхность таких элементов.

Читайте также:  Насос застрял в скважине: как достать застрявший или упавший насос

Рассчитать усилие, с которым пластины в процессе скольжения прижимаются к внутренней поверхности статора, можно, если умножить давление жидкости, воздействующей на заднюю поверхность таких элементов, на площадь их торцевой части.

При перекачивании под определенным давлением жидкостей, характеризующихся плохими смазывающими свойствами, могут возникать ситуации, когда между торцевой поверхностью пластин и внутренними стенками статора не будет формироваться тонкая пленка рабочей среды.

Эксплуатация насоса пластинчатого типа в таких условиях способствует интенсивному износу его рабочих элементов.

Если пластинчатый насос планируется использовать для перекачивания жидкости, которая поступает к всасывающему патрубку под давлением, превышающим 150 бар, то для решения таких задач выбирают модели насосных устройств, конструкция которых укомплектована двойными пластинами. Перекачиваемая жидкость в таких случаях подается через отверстие в задней торцевой части шиберного насоса и поступает в пространство между спаренными пластинами, что и позволяет компенсировать слишком большое давление жидкости, оказываемое на рабочие лопатки.

Устройства одинарного действия

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
Принцип действия шиберного насоса одинарного типа

Поперечное сечение ротора шиберных насосов, работающих по принципу одинарного действия, имеет цилиндрическую форму. Изменение объема временной рабочей камеры (это необходимое условие эффективной работы насосного оборудования пластинчатого типа) обеспечивается за счет того, что ротор относительно неподвижной части двигателя совершает вращательные движения по эксцентриковой траектории.

  • Принцип работы шиберных насосов одинарного и двойного действия, несмотря на различия в их конструкции, один и тот же.
  • Гидромашины регулируемого типа
  • В шиберных насосах регулируемого типа положение статорного кольца можно менять. Регулировка пространственного положения статора относительно вращающегося внутри него ротора, для выполнения которой в конструкции насоса имеется три винта, осуществляется следующим образом:
  • При помощи винта ограничения подачи можно изменять эксцентриковую траекторию, по которой двигается ротор. Благодаря этому регулируется уровень подачи шиберного насоса.
  • При помощи винта регулировки положения опоры можно изменять пространственное положение статора в вертикальной плоскости. От данного параметра зависят динамические характеристики насоса и уровень шума, который он издает при работе.
  • Винт регулировки максимального давления позволяет контролировать данный параметр за счет изменения степени сжатия специальной пружины.
Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
Устройство шиберного насоса с регулируемым рабочим объёмом

Принцип работы шиберного (пластинчатого) насоса регулируемого типа заключается в следующем:

  • Давление перекачиваемой среды, зависящее от величины сопротивления жидкости в гидравлической системе, воздействует на внутренние стенки статора, а через них – на регулировочную пружину. Пока значение такого давления меньше, чем сила сопротивления пружины, статорное кольцо находится в эксцентриситете по отношению к ротору.
  • По мере того как в гидравлической системе возрастает давление рабочей среды, увеличивается и степень ее воздействия на стенки неподвижной части двигателя и регулировочную пружину.
  • В тот момент, когда давление жидкости превысит давление противодействия пружины, статорное кольцо начнет переходить из эксцентриситета в концентричное положение. При этом происходит уменьшение объема временных рабочих камер шиберного насоса, и, соответственно, снижается давление жидкости, которую он подает в нагнетательную магистраль. В ходе дальнейшего увеличения давления жидкости, поступающей во всасывающий патрубок, напор рабочей среды в нагнетательной магистрали может приблизиться к нулю (нулевой ход насоса). Однако даже в этой ситуации насос будет подавать перекачиваемую жидкость в нагнетательную магистраль, объем которой будет равен величине внутренних утечек устройства. Величина давления жидкости в подающей магистрали, при котором становится возможной вышеописанная ситуация, изменяется степенью сжатия регулировочной пружины.
Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
Принцип работы регулятора давления

В оснащение регулируемых шиберных насосов, в которых предусмотрена опция нулевого хода, входит дренажная система. Через нее из зоны высокого давления рабочей камеры устройства отводятся все внутренние утечки. Наличие в конструкции шиберного насоса такой системы позволяет эффективно отводить тепло от трущихся элементов устройства, а также обеспечивает их смазку.

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия

Сам принцип работы регулируемых шиберных насосов непрямого действия практически ничем не отличается от способа функционирования устройств с прямым управлением. Основное отличие заключается в типах используемых регулировочных механизмов.

Если в шиберных насосах с прямой регулировкой таким механизмом является пружина или одновременно две пружины, то в регулируемых насосных устройствах непрямого типа для этих целей используются поршни, которые, находясь под определенным давлением, обеспечивают требуемое пространственное положение статора.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
Устройство регулируемого пластинчатого насоса непрямого действия

В конструкции регулируемых насосов непрямого принципа действия, как правило, используются одновременно два поршня, диаметры которых соотносятся между собой в пропорции 2:1. Принцип работы шиберных (пластинчатых) насосов данного типа заключается в следующем:

  • Предельный эксцентриситет статора в момент запуска шиберного насоса обеспечивает регулировочная пружина, которая своей обратной стороной воздействует на поршень большего диаметра.
  • Давление жидкости, поступающей в насос по всасывающей магистрали, воздействует как на поршень меньшего диаметра, так и на большой поршень, для чего используется специальный регулятор.
  • Пока значения давлений жидкости, воздействующей на оба поршня, равны, статор находится в точке максимально возможного эксцентриситета, что обеспечивается разностью диаметров поршней, с которыми он связан. При изменении давления в большую или меньшую сторону автоматически начинает меняться и положение статора относительно ротора шиберного насоса.
  1. Видео
  2. В сюжете — Принцип действия шиберного насоса
  3. В продолжение темы посмотрите также наш обзор Роторные насосы — разновидности, конструкция, принцип работы

Источник: https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2019/08/Shibernyy-nasos.html

Пластинчатый насос

Пластинчатым называют объёмный насос, в число рабочих органов которого входят шиберы, выполненные в виде пластин.

Различают пластинчатые насосы: 

  1. однократного действия
  2. двухкратного действия

Конструкция насоса однократного действия

В роторе насоса в радиальном направлении выполнены пазы, в которых установлены подвижные пластины. В корпусе выполнено цилиндрическое отверстие, диаметр которого больше диаметра ротора.

Поверхность этого отверстия формирует статор. Ротор размещен в статоре с эксцентриситетом. Вал насоса соединяется с приводным двигателем.

Торцевые диски позволяют отделить линию всасывания насоса от линии нагнетания.

  • Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
  • При вращении вала с ротором, пластины под действием центробежной силы выдвигаются из пазов и прижимаются к поверхности статора.
  • Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
  • Образуются камеры запертого объема между ротором, статором, пластинам и торцевыми дисками.

За счёт эксцентриситета между ротором и статором, при вращении ротора, объём этих камер изменяется. Сначала увеличивается, а затем уменьшается.

  1. В одном из торцевых дисков выполнен паз, соединяющий зону увеличения объёма камеры с линией всасывания насоса.
  2. Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
  3. Паз, выполненный в другом диске, соединяет зону уменьшения объёма камер с линией нагнетания.
  4. В процессе увеличения объёма камер, в ней создается раздвижение, и жидкость заполняет камеру.
  5. Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
  6. При дальнейшем движении ротора, объём камеры начинает уменьшаться и жидкость вытесняется в линию нагнетания, преодолевая её сопротивление.

Конструкция насоса двукратного действия

В пластинчатом насосе двухкратного действия ротор также имеет радиальные пазы, с установленными в них пластинами.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Дозировочный насос плунжерный НД

Отверстие в корпусе не цилиндрическое, а эллиптическое. Каждый из торцевых дисков имеет по 2 паза соединенных либо с линией всасывания, либо с линией нагнетания.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

При вращении ротора, пластины выдвигаются из пазов и прижимаются к поверхности статора. Образуются камеры с запертым объёмом между ротором, статором, пластинами и торцевыми дисками.

Изменение объёма этих камер осуществляется за счет эллиптической поверхности статора. Расстояние между осью вращения ротора и поверхностью статора изменяется. Значит, меняется и объём камеры.

Сначала объём камер увеличивается. Паз в торцевом диске позволяет жидкости из линии всасывания заполнить камеру. Затем объём камеры уменьшается.      

Через паз, выполненный на другом торцевом диске, жидкость вытесняется в линию нагнетания. Затем вновь объём камеры увеличивается, а жидкость через 2-й паз первого торцевого диска поступает в камеру.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Затем объём камеры уменьшается, жидкость вновь через 2-й паз второго диска вытесняется в линию нагнетания.

Таким образом, за один оборот совершается 2 цикла всасывания и нагнетания. Поэтому такой пластинчатый насос называют двукратным.

Источник: https://pronpz.ru/nasosy/plastinchatyi.html

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.

Читайте также:  Восстановление хрома: этапы, оборудование и материалы

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

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

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

Принцип работы шиберного насоса

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

  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:
  • Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция
  • Пластинчатый насос с гибким ротором (эластомерным)

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

  • Пластинчатый насос с подвесными лопастями

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

  • 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 толкатели Пластины
·         Серый чугун ·         Углеграфит ·         Углеграфит
·         Ковкий чугун ·         PEEK (полиэфирэфиркетон)
·         Углеродистая сталь ·         NBR (насосы с гибким ротором)
·         Нержавеющая сталь ·         EPDM (насосы с гибким ротором)

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

Преимущества:

  • 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

Недостатки:

  • 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

Основные производители

Источник: https://RuPumps.com/nasosyi/po-tipu/obemnyie-nasosyi/plastinchatyiy-nasos.html

Шиберный насос: принцип работы и устройство пластинчатого агрегата

Иногда возникает необходимость в перекачке смесей, которые начинают густеть при снижении температуры, поэтому требуется особое насосное оборудование, способное обогревать транспортируемую массу и не давать ей загустевать. С этой задачей может справиться пластинчатый насос, который имеет специальную рубашку для обогрева рабочей смеси.

Этот агрегат может перекачивать разные типы веществ: с содержанием абразивных частиц, кашицеобразные, с примесью посторонних мелких включений, смол и различных клейких смесей. Насос может выкачивать жидкости через шланг, погружённый в ёмкость.

Этот агрегат имеет повышенную всасывающую силу и может функционировать с одинаковым усилием в двух направлениях.

Особенности строения

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Пластинчатый насос может использоваться в разных сферах химической, фармацевтической, косметологической и пищевой промышленности. В конструкции насоса используются следующие составляющие элементы:

  • корпус, выполненный из прочной стали и имеющий легко разборное устройство;
  • асинхронный сверхмощный электродвигатель;
  • пластинчатый вал, вращающийся по эксцентриковой траектории (для изготовления вала используется бронза либо другой экологичный материал).

На цилиндрической поверхности вала рядом с пазами есть выемки, которые находятся под разным углом наклона по отношению к граням элемента. При этом существует две разновидности таких агрегатов:

  • одинарного принципа работы
  • двойного действия.

Каждый из этих агрегатов состоит из перечисленных выше составляющих узлов и деталей и имеет ротор с пластинами. Указанные пластины в моторе ротора могут перемещаться в радиальной плоскости. Основное различие между этими видами агрегатов состоит в конфигурации внутренней плоскости статора. Она и служит ограничителем для перемещения пластин.

Кроме этого, пластинчатые агрегаты делятся на:

  • регулируемые приборы прямого управления;
  • регулируемое оборудование непрямого управления.

Агрегаты двойного действия

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Такой насос укомплектован статором (кольцом) с овальной внутренней поверхностью. Благодаря этой конструкции каждый пластинчатый элемент за один оборот вала может выполнять два такта. Принцип работы этого насосного оборудования состоит в следующем:

  1. Формирование камер вытеснения происходит благодаря комбинации ротора, двух соседних пластинчатых деталей, овальной поверхности статора и распределительных дисковых элементов, расположенных по бокам.
  2. При этом минимальный объём рабочей камеры образуется между статором и ротором в месте наименьшего зазора.
  3. Необходимая герметизация камер достигается за счёт того, что происходит постоянное плотное прижатие пластин к овальной поверхности статора.
  4. Когда камера поворачивается дальше, её объём увеличивается и создаётся область разрежения.
  5. При этом в данный момент рабочая камера соединяется с всасывающей линией за счёт прорезей в боковом распределительном дисковом элементе. Это позволяет перекачиваемой жидкости поступать в рабочую камеру.
  6. Когда достигается максимальный объём камеры вытеснения, соединение с всасывающей линией разрывается.
  7. Во время последующего вращения ротора происходит уменьшение объёма камеры вытеснения. В итоге рабочая среда перекачивается в напорную линию через щель в боковом распределительном дисковом элементе.
  8. Такой процесс происходит два раза за одни оборот вала.

Важно: чтобы обеспечить необходимую плотность прижатия пластин к статору, задние плоскости этих изделий, находящиеся в зоне нагнетания, нагружаются рабочим давлением с максимальной силой.

Чтобы определить прижимающее усилие, действующее на пластины, необходимо найти произведение площади торцевой плоскости этих изделий на рабочее давление.

Иногда может возникать нарушение масляной плёнки между статором и пластинчатым элементом. Такое возможно в условиях определённого давления, которое зависит от смазывающих качеств транспортируемой среды.

Такая ситуация может приводить к ускоренному износу механических деталей насоса.

Если пластинчатый насос работает при давлении, превышающем 150 бар, для уменьшения прижимной силы агрегат укомплектовывается двойными пластинами. При этом находящаяся под давлением смесь продвигается через отверстие из задней торцевой камеры в промежуточное пространство между концами пластинчатых элементов. Это способствует компенсации прижимной силы.

Приборы одинарного действия

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Принцип работы этого насосного оборудования основан на том, что движение пластинчатых элементов ограничивается посредством цилиндрической внутренней плоскости статора. Изменение объёма камеры вытеснения происходит благодаря эксцентричному размещению статора относительно ротора.

Шиберный (пластинчатый) насос одинарного действия имеет почти такой же принцип работы, как и прибор двойного действия, то есть процесс заполнения всасывающей камеры протекает идентично.

Регулируемые пластинчатые агрегаты

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

В регулируемых пластинчатых насосах с прямым управлением положение кольца статора можно менять при помощи следующих регулировочных приспособлений:

  1. Винт ограничения подачи позволяет отрегулировать эксцентриковую траекторию статора, что напрямую связано с подачей насоса.
  2. Винт регулировки положения опоры может отрегулировать расположение статора в вертикальной плоскости. От этого зависит динамика агрегата и уровень шума.
  3. Винт регулировки максимального давления. Показатель давления напрямую связан с напряжением пружины.

Принцип работы этого агрегат аналогичен работе насоса одинарного действия и выглядит так:

  1. Давление, действующее в насосном оборудовании и нагружающее внутреннюю плоскость статора, зависит от сопротивления в гидравлической системе. При этом сила, воздействующая на пружину, больше, чем сила противодействия. Пока наблюдается такая ситуация статор находится в эксцентриситете.
  2. По мере увеличения давления в гидравлической системе возрастают и другие воздействующие усилия.
  3. Когда противодействующая пружине сила превосходит нагружающее усилие, статор переходит с эксцентриситета в концентричное положение. При этом происходит уменьшение объёма камер вытеснения, пока подача насосного оборудования не станет нулевой.
Читайте также:  Мотопомпа для воды: бензиновая, дизельная, газовая – особенности выбора

Стоит знать: подача агрегата зависит от размера внутренних утечек, причём давление находится в заданных пределах. Для изменения показателя давления необходимо отрегулировать натяжение пружины.

Насос регулируемого типа с опцией нулевого хода в момент достижения наивысшего давления образует дренажную линию за пределы корпуса. Посредством этой линии отводятся внутренние утечки с камер высокого давления в области разрежения.

В ходе трения механических деталей агрегата возникает тепло, которое отводится посредством нагретого масла, стекающего в дренажную линию. Кроме охлаждающего действия масло выполняет функции смазки для внутренних механизмов.

Агрегаты непрямого управления

Принцип действия таких приборов идентичный работе техники с прямым управлением. Разница между ними состоит только в регулировочных механизмах. В данных агрегатах используются не регулировочные пружины (одна или две), а поршни. Эти установочные элементы находятся под давлением и управляют движениями статора.

Обычно используется два поршня с разным диаметром. При этом площадь их поверхности соотносится как 2 к 1. Принцип действия насоса выглядит так:

  1. На поршень с большей площадью воздействует пружина, регулирующая предельный эксцентриситет статора в момент запуска насосного оборудования.
  2. Поршень меньшей площади связан с давлением напорной линии. Также этого давление взаимосвязано посредством специального регулятора с поршнем большей площади.
  3. Когда давления, воздействующие на оба установочных поршня, равны, статор располагается в точке предельного эксцентриситета. Это происходит из-за того, что поршни имеют разную площадь.

Регулятор давления

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Для определения максимального показателя давления  в гидравлической системе используется регулятор давления. Он состоит из следующих частей:

  • корпус;
  • регулировочные пружины;
  • золотник;
  • настроечный механизм.

Подробно принцип работы регулятора мы не будем рассматривать. Стоит отметить только, что он реагирует на изменение давления в гидравлической системе. В результате золотник регулятора перекрывает или открывает сливную линию, что способствует снижению или повышению давления в камере большого поршня.

Источник: https://vodakanazer.ru/nasosy-i-nasosnoe-oborudovanie/nasosy-dlya-kanalizacii/plastinchatyj-nasos-princip-raboty.html

Пластинчатый роторный насос и шиберный насос

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

Содержание

  •   Типы пластинчатых насосов.
  •   Принцип работы.
  •   Конструкция.
  •   Область применения.

Пластинчатый насос (или шиберный насос) относится к классу объемных агрегатов.

В сравнении с шестеренчатыми пластинчатые насосы обеспечивают более равномерную подачу, а в сравнении с поршневыми – они проще по конструкции, дешевле, меньше по габаритам и менее требовательны к фильтрации рабочей жидкости.

Типы пластинчатых насосов

Пластинчатые насосы, как и гидромоторы, подразделяются на агрегаты однократного и двойного действия, в некоторых случаях применяются машины многократного действия.

В агрегатах однократного действия за один оборот вала происходит один полный цикл работы, включающий процесс всасывания и процесс нагнетания.

Пластинчато роторный насос двойного действия за один оборот вала выполняет два полных цикла работы, т.е. два процесса всасывания и два процесса нагнетания.

В агрегатах тройного действия – три цикла и так далее.

Пластинчатые вакуумные насосы однократного действия выпускаются как регулируемые, так и нерегулируемые.

На ротор такого агрегата в радиальном направлении действует давление рабочей жидкости, которое передается на опоры, монтируемые большей частью на подшипниках качения.

Поэтому величина давления рабочей жидкости, циркулирующей в таких машинах, определяется имеющимися в распоряжении производителя подшипниками.

Шиберный насос двойного или многократного действия изготавливается только нерегулируемым, но в этом случае давление рабочей жидкости, действующее на ротор в радиальном направлении, уравновешивается, опоры машины разгружаются и вал её передает только крутящий момент.

Принцип работы

Пластинчатый насос однократного действия.

Работа пластинчатого насоса однократного действия выглядит следующим образом.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

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.
  • Пластинчатый насос двойного действия.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Конструкция пластинчатого насоса

Пластинчато роторный вакуумный насос регулируемого типа однократного действия с постоянным направлением потока представлен на рисунке рядом.

Шиберный насос (пластинчатый): принцип работы и конструкция

  • Изменение производительности насоса осуществляется перемещением статора 1, опирающегося для уменьшения трения на игольчатый подшипник 2.
  • Массивный вал 3, на шлицах которого насажен ротор 4 с наклонными пластинами 7, опирается на подшипники 5 и 6 и воспринимает нагрузку от давления рабочей жидкости на ротор.
  • Вал, ротор, статор и пластины изготовлены из термически обработанных легированных сталей.
  • При пуске насоса пластины выбрасываются центробежной силой, а во время работы пластины гидравлически уравновешены.
  • В насосах используются бронзовые распределительные диски 8, осуществляющие распределение рабочей жидкости и имеющие окна для уравновешивания пластин.
  • Такой шиберный насос предусмотривает встроенные органы управления, позволяющие автоматически, в зависимости от нагрузки, изменять величину эксцентрицитета.

Для этого имеется пружина 9, которая стремиться установить статор 1 с минимальным эксцентрицитетом, т.е. в положение, соответствующее нулевой производительности.

  1. В то же время три сильные пружины 10 действуют через дифференциальный поршень 11 на статор 1, смещая его в сторону наибольшего значения эксцентрицитета.
  2. Давление рабочей жидкости, нагнетаемой насосом и подводимой через отверстие 12, действует на дифференциальный поршень 11 и воспринимается пружинами 10.
  3. Когда при возрастании нагрузки увеличивающееся давление рабочей жидкости в напорной магистрали преодолевает усилие пружин 10, поршень 11 поднимается, и статор 1 под действием пружины 9 передвигается в сторону уменьшения эксцентрицитета, в результате чего уменьшается производительность насоса.

Область применения

В станкостроении пластинчатые насосы применяются главным образом в гидроприводах подачи агрегатных, сверлильно-расточных, токарных и фрезерных станков, а также в гидроприводах стола и других механизмов шлифовальных станков.

Шиберный насос широко применяется так же в гидропрессах, автопогрузчиках, экскаваторах, бульдозерах и других строительных машинах. Такие агрегаты широко используются в автомобилях как усилители приводов руля или в механизмах опрокидывания самосвалов.

В химической промышленности пластинчатый насос применяется как привод для вращения различных мешалок, в корабельных механизмах как приводы лебедок для подъема грузов, устройства для изменения шага винта.

Кроме того пластинчатый насос используется в лесозаготовительных машинах, для литья под давлением в пищевом машиностроении и т.д.

Источник: https://www.nektonnasos.ru/article/shesterenchatyj/plastinchatyj-nasos/

Ссылка на основную публикацию