Объемные насосы
Шестеренные насосы Шестеренный насос - зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен, обеспечивающих герметичное запирание рабочих камер и передачу крутящего момента с ведущего вала на известный. Шестеренные насосы являются одним из наиболее распространенных видов роторных насосов. Они применяются для перекачки нефти, нефтепродуктов и других жидкостей, в системах смазки машин и механизмов, гидроприводах. По характеру процесса вытеснения эти насосы относятся к классу роторно-вращательных машин, где жидкость вытесняется во время движения в плоскости, перпендикулярной оси вращения, переносится со всасывающей области в нагнетательную область насоса. Вытеснители при этом осуществляют только вращательное движение. Роль рабочего органа в таких насосах выполняют шестерни. При вращении шестерен на стороне всасывания создается разрежение и жидкость под перепадом давления (атмосферного и на всасывании насоса) заполняет полости между зубьями, перемещается в сторону нагнетания и вытесняется в нагнетательный патрубок. Шестеренные насосы классифицируют по следующим признакам: 1. Зацепления шестерней - внешнее, внутреннее. 2. Тип шестерней - прямозубые, косозубые, шевронные. 3. Количество шестерней - две, три и больше. 4. Количество ступеней - одноступенчатые, многоступенчатые. 5. Количество потоков жидкости - однопоточные, многопоточные 6. Направление движения жидкости во много текущем насосе - в одном направлении, в противоположных направлениях. Основная группа шестеренных насосов состоит из двух прямозубых шестерен внешнего зацепления. Применяются также и другие конструктивные схемы, например, насосы с внутренним зацеплением, трех-и более шестеренные насосы, многопоточные шестеренные насосы с одним и противоположным направлением жидкости. Шестеренный насос с внешним зацеплением (рисунок 17) состоит из ведущей 1 (ротора) и ведомой (вспомогательной) 2 шестерен, размещенных с небольшим зазором в корпусе 3. Одна из шестерен приводится в движение расположенным на одной оси электродвигателем, а вторая получает вращение от первой благодаря плотному зацепления зубцов. При вращении шестерен жидкость, заполнившая рабочую камеру (мижзубчастий пространство), переносится из области всасывающего патрубка 4 в область нагнетательного патрубка 5. Из области нагнетательного патрубка жидкость вытесняется в напорный трубопровод. Перетекание жидкости в обратном направлении практически отсутствует из-за плотное сцепление зубцов. Равномерность подачи жидкости шестерням насосом зависит от числа зубьев шестерни и угла зацепления. Чем больше зубов, тем меньше неравномерность подачи, однако при этом уменьшается производительность насоса. Для устранения ущемления жидкости в зоне контакта зубьев шестерен в боковых стенках корпуса насоса выполнены разгрузочные канавки, через которые жидкость отводится в одну из полостей насоса.
Рисунок 17 - Схема насоса с внешним зацеплением шестерен 1 - ведущая шестерня; 2 - ведомая шестерня; 3 – корпус; 4 - всасывающий патрубок; 5 - нагнетательный патрубок;
Рисунок 19 - Схема насоса восьмеричного типа
Количество зубов в предельном случае может быть уменьшено до двух, при этом вращающиеся элементы будут контуры, напоминающие восьмерку (рисунок 18). В таком нагнетатели необходимо обеспечить привод от двигателя обеих "восьмерок", так как в отличие от зубчатых насосов они не имеют зацепления. Шестеренный насос с внутренним зацеплением шестерен (рисунок 19) - вариация шестеренного насоса, в котором ведомая шестерня находится внутри ведущей шестерни большего диаметра и опирается на стальной полумесяц. Подобная конструкция имеет больший объем вытеснения при вращении шестерен, благодаря чему заполненный насос с внутренним зацеплением обладает всасывающим эффектом. Насосы с внутренним зацеплением имеют лучшие технические показатели, но более сложны в изготовлении.
Рисунок 19 - Схема насоса с внутренним зацеплением шестерен
Рисунок 20 - Схема трёхшестеренного насоса
Для увеличения подачи иногда употребляются насосы с тремя и более шестернями, размещенными вокруг центральной приводной шестерни (рисунок 20). Для повышения давления жидкости применяют многоступенчатые шестеренные насосы (рисунок 21). Подача каждого предыдущего степени этого насоса выше расходы следующем уровне. Для отвода избытка жидкости каждая ступень имеет перепускной клапан, отрегулированный на соответствующее давление.
Рисунок 21 - Схема трехступенчатого шестеренного насоса
Применением двух-и трехступенчатого насоса можно соответственно удвоить и утроить давление, однако при этом снижается общий КПД агрегата, так как первые ступени должны быть рассчитаны на превышение нужной подачи для обеспечения надежного питания последующих ступеней. Путем последовательно-параллельного соединения в одном агрегате нескольких групп шестерен можно получить насос высокого давления с большим числом степеней расходы, то есть многопоточный насос высокого давления (рисунок 22).
Рисунок 22 - Схемы многопоточных шестеренных насосов
Преимущества шестеренного насоса: - Компактность; - Простота конструкции; - Отсутствие клапанов; - Возможность использования для привода высокоскоростных электродвигателей; - Независимость подачи от противодавления сети; - Реверсивность; - Способность создавать большое давление; - Способность перекачивать вязкие и высокотемпературные жидкости; - Неприхотливость в эксплуатации; - Невысокая стоимость; - Возможность всасываемого жидкости при заполненной камере. Недостатки шестеренного насоса - Работа на сухую губительна; - Нарушает структуру жидкости, которая транспортируется и разрушает суспензии.
|
