Пластинчатый насос конструкция и принцип действия

Содержание

• 1 Классификация
• 2 Конструкция насоса однократного действия
• 3 Конструкция насоса двукратного действия

Классификация

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.

При вращении вала с ротором, пластины под действием центробежной силы выдвигаются из пазов и прижимаются к поверхности статора.

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.

В одном из торцевых дисков выполнен паз, соединяющий зону увеличения объёма камеры с линией всасывания насоса.

Паз, выполненный в другом диске, соединяет зону уменьшения объёма камер с линией нагнетания.

В процессе увеличения объёма камер, в ней создается раздвижение, и жидкость заполняет камеру.

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.

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

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.

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.

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.

Содержание

• Особенности строения
  • Агрегаты двойного действия
  • Приборы одинарного действия
  • Регулируемые пластинчатые агрегаты
  • Агрегаты непрямого управления
• Регулятор давления

Особенности строения

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).

Появилось лучшее мобильное приложение для опытных БИгроков и можно абсолютно бесплатно скачать 1xBet на Андроид телефон со всеми последними обновлениями и по новой открыть для себя ставки на спорт.

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

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

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

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.

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

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.

Полезная информация о лопастных насосах

Что такое лопастной насос?

Пластинчатые насосы относятся к типу роторных объемных насосов. Набор лопастных лопастей, радиально установленных на цилиндрическом роторе, создает ряд отсеков, в которых жидкость может улавливаться и транспортироваться по системе. Лопасти обеспечивают плотное прилегание к стенке насосной камеры, предотвращая утечку жидкости обратно через насос. Лопастные насосы особенно полезны для перекачивания жидких жидкостей при высоком давлении. Насосы обеспечивают низкую пульсацию, точные потоки и имеют закаленные компоненты, устойчивые к износу и увеличивающие срок службы насоса.

Как работает лопастной насос?

Во время цикла вращения объем между соседними лопатками изменяется из-за эксцентричного монтажного положения ротора. Это создает насосное действие. Существует два основных типа лопастных насосов: пластинчатые и гибкие (см. рис. 1):

В пластинчатом насосе лопасти устанавливаются в радиальные пазы цилиндрического ротора. Когда насос неподвижен, лопасти находятся в своих пазах. Однако, когда вал вращается с достаточной скоростью (около 700 об/мин), лопасти перемещаются наружу под действием центробежной силы, сохраняя тесный контакт с перфорированным кулачковым кольцом вокруг стенки корпуса. Лопасти также могут быть подпружинены, чтобы обеспечить контакт даже при остановленном насосе. Любой износ, возникающий на кромке лопастей, компенсируется дополнительным удлинением.

В насосах с гибкими лопастями ротор или рабочее колесо изготовлено из гибкого материала и имеет несколько гибких лепестков, поддерживающих контакт с перфорированным кулачковым кольцом и корпусом насоса. Ротор смещен и немного больше корпуса насоса, поэтому лопасти сжимаются на «короткой» стороне цикла и снова расширяются на противоположной стороне, поскольку они соответствуют внутренней форме насосной камеры. Это действие создает отдельные отсеки между лопастями, которые расширяются на входе в насос, создавая всасывание, и сжимаются на выходе, вызывая нагнетание. Допускается некоторый износ кулачков ротора, поскольку они больше корпуса насоса.

Корпуса лопастных насосов могут быть сбалансированными , несбалансированными или переменными . Насосы, показанные на рисунке 1, имеют несбалансированную конструкцию, поскольку ротор смещен: центр приводного вала и центр корпуса насоса не совпадают. Разность давлений между входом и выходом может вызвать вибрации и повышенный износ подшипников приводного вала. В сбалансированной конструкции центр корпуса насоса и ротора совпадают (см. рис. 2). Чтобы достичь этого и при этом сохранить ту же функциональность, полость насоса имеет эллиптическую, а не круглую форму. Пары впускных и выпускных отверстий на противоположных сторонах насоса также компенсируют любой дисбаланс давления. В изменяемой конструкции размеры насосной камеры могут варьироваться. Эта функция позволяет регулировать скорость нагнетания насоса.

Существует несколько других конструкций, включая насосы с внешними лопастями . В них лопасти (гибкие или жесткие) вставлены в корпус насоса вместо ротора. Насосы этого типа предпочтительны для работы с жидкостями, содержащими твердые частицы.

Каковы преимущества лопастного насоса?

Лопастные насосы идеально подходят для перекачивания жидкостей с низкой и средней вязкостью, включая жидкости с вовлеченными газами, и могут обеспечивать точную, плавную производительность с низкой пульсацией. При изменении давления подачи лопастной насос будет продолжать обеспечивать постоянный расход. Они особенно известны своей сухой заливкой, простотой обслуживания и хорошими характеристиками всасывания в течение всего срока службы насоса. Внутренний контакт металла с металлом отсутствует, и насосы самокомпенсируют износ за счет удлинения лопастей. Лопастные насосы могут работать с жидкими жидкостями при относительно высоком давлении и могут работать всухую в течение коротких периодов времени. Они также являются реверсивными, поэтому их можно использовать для загрузки и разгрузки судов, а также для обеспечения полного извлечения жидкости из напорных шлангов.

Каковы недостатки лопастного насоса?

Эффективность лопастного насоса снижается с увеличением вязкости жидкости, поэтому они не подходят для жидкостей с высокой вязкостью. Максимальный перепад давления при работе лопастного насоса составляет около 15 бар. Пластинчатые насосы с гибкими лопастями можно использовать для перекачивания жидкостей, содержащих твердые частицы, но лопастные насосы больше подходят для чистых жидкостей. Насосы с гибкими лопастями можно использовать с шламами, но может потребоваться ограничение скорости насоса для уменьшения износа. Пластинчатые насосы подвержены разрушительному износу при использовании сырья, содержащего абразивы, и обычно требуют защиты с помощью фильтра на стороне всасывания.

Если в насосе не используется магнитная муфта, для привода потребуется уплотнение вала определенного типа, что может стать источником утечек. Механически лопастные насосы сложны со многими деталями, но любое техническое обслуживание по замене изношенных лопастей или уплотнений вала, как правило, простое и недорогое. Как и в случае с большинством поршневых насосов, в случае засорения ниже по потоку необходима некоторая форма сброса давления. Лопастные насосы с несколькими лопастями будут давать по существу беспульсирующий поток, но пульсация может быть проблемой на низких скоростях с насосами, оснащенными только одной или двумя лопастями.

Из каких материалов сделаны лопасти?

Скользящие лопасти часто изготавливаются из материалов, способных к самосмазыванию, поэтому они могут легко скользить в пазах своего ротора и по корпусу. Они доступны из углерода, полиэфирэфиркетона для химической стойкости, армированного стекловолокном ПТФЭ или бронзы.

Роторы насосов с гибкими лопастями изготавливаются из различных материалов для обеспечения химической совместимости с перекачиваемыми жидкостями. Например: натуральный каучук (для жидкостей на водной основе), неопрен, Viton®, нитриловый каучук (для пищевых продуктов, жиров, топлива и масел), EPDM (для пищевых продуктов, горячих жидкостей, кислых и щелочных жидкостей) или карбид кремния (для очень высоких температуры)

Для каких целей используются лопастные насосы?

Типичные области применения лопастных насосов:

• Перекачивание СНГ
• Загрузка и транспортировка топлива в автомобильных и авиационных системах
• Хладагенты холодильные: аммиак, фреоны
• Химическая промышленность: перенос кислот, растворителей, водных растворов
• Растворители, водные растворы
• Диспенсеры для напитков

Сводка

Пластинчатый насос представляет собой роторный объемный насос. Он состоит из лопаток, установленных радиально на цилиндрическом роторе, эксцентрично расположенном в корпусе насоса. Лопасти плотно прилегают к стенке корпуса. Во время цикла вращения объем между соседними лопастями изменяется из-за эксцентричного монтажного положения, создавая всасывание и всасывание жидкости на входе в насос, а также сжатие и нагнетание заключенной жидкости на выходе.

В пластинчатом насосе жесткие лопасти устанавливаются в радиальные пазы цилиндрического ротора. Когда вал вращается с достаточной скоростью, лопасти движутся наружу под действием центробежной силы, сохраняя тесный контакт со стенкой корпуса. Лопасти также могут быть подпружинены, чтобы обеспечить контакт даже при остановленном насосе. В лопастном насосе с гибкими лопастями ротор изготовлен из гибкого материала и имеет несколько гибких лепестков, поддерживающих контакт с корпусом насоса.

Лопастные насосы идеально подходят для перекачивания жидкостей с низкой и средней вязкостью, включая сжиженный нефтяной газ и жидкости с вовлеченными газами, и могут обеспечивать плавную производительность с низкой пульсацией. Скорость и эффективность откачки снижаются с увеличением вязкости жидкости. Лопастные насосы могут использоваться для перекачивания жидкостей, содержащих твердые частицы. Может потребоваться ограничение скорости насоса для уменьшения износа, хотя лопастные насосы могут допустить и компенсировать это в некоторой степени за счет выдвижения лопастей. Смачиваемые компоненты доступны в широком диапазоне материалов для химической совместимости с перекачиваемыми жидкостями.

Направляющая пластинчато-роторного насоса и конструкция насоса с пластинчатым подвижным элементом

Как работают пластинчато-роторные насосы с ?

Пластинчатые насосы, также известные как пластинчато-роторные или пластинчато-поршневые насосы, работают по принципу прямого вытеснения. Насосы прямого вытеснения, по существу, перемещают жидкость, захватывая фиксированный объем и нагнетая эту захваченную жидкость в нагнетательную трубу.

Как следует из названия, пластинчатые насосы имеют лопасти прямоугольной формы, установленные в пазах на роторе, который вращается внутри асимметричного корпуса насоса. Когда ротор вращается, асимметричная форма корпуса заставляет лопасти входить и выходить из прорезей, касаясь стенок корпуса и задерживая жидкость между ним и ротором. Этот механизм втягивает жидкость до тех пор, пока она не вытеснится из выпускного отверстия.

Преимущества конструкции

Небольшой контакт металла с металлом – Поскольку лопасти обычно изготавливаются из угольного графита, внутри насоса отсутствует реальный контакт металла с металлом. Это не только снижает степень износа внутренних частей насоса, что приводит к снижению затрат на техническое обслуживание и общие эксплуатационные расходы, но также позволяет насосу работать с несмазывающими жидкостями, такими как спирты и бензин.

Универсальное решение . Конструкция лопастного насоса позволяет перекачивать ряд чистых жидкостей с низкой и средней вязкостью, в том числе при высоких температурах, с содержанием газа/пара и, как обсуждалось выше, с несмазывающими жидкостями благодаря небольшому количеству металла. к металлическому контакту.

Простота обслуживания – Основной изнашиваемой деталью конструкции лопастного насоса являются сами лопасти. Поскольку они спроектированы так, чтобы их можно было легко снимать и заменять без каких-либо значительных финансовых или временных затрат, лопастные насосы обычно рассматриваются как решения, требующие минимального обслуживания.

Хорошие возможности всасывания/вакуумирования – Благодаря плотному уплотнению между лопастями, ротором и корпусом насоса принцип лопастного насоса выигрывает от хороших возможностей всасывания, что делает их идеальными для таких применений, как зачистка резервуаров.

На производительность меньше влияет высота всасывания – Пластинчатый насос, как и большинство поршневых насосов, не зависит от давления, против которого он работает. Это противоположно центробежному насосу, на который гораздо больше влияют изменяющиеся условия всасывания, и поэтому с большей вероятностью он будет работать вдали от желаемой рабочей точки. Это делает лопастной насос особенно подходящим для приложений, где давление всасывания может изменяться. например, перекачка из бака в бак.

Работа всухую в течение короткого периода времени – Хотя пластинчато-роторные насосы не предназначены для работы всухую, они могут работать без поступления жидкости в насос в течение короткого периода времени.

Типичные области применения лопастного насоса

Пластинчатые насосы являются популярным и эффективным решением для перекачивания чистых жидкостей и топлива с низкой и средней вязкостью при различных температурах и относительно низких давлениях. Пластинчато-роторные насосы особенно хорошо подходят для следующих применений:

• Перевод топлива и света масла
• Смазочная смазка
• Бензин/нефть
• газ с номелька Конструкция лопастного насоса делает их, как правило, непригодными для работы с высокой вязкостью, поскольку густая жидкость будет препятствовать легкому перемещению лопастей в свои пазы и из них.