Объемные насосы
Объемные насосы – насосы, в которых перемещение жидкости (или газа) осуществляется в результате периодического изменения объема рабочей камеры. К ним относятся: поршневые насосы, пластинчатые, шестеренчатые, водокольцевые.
Поршневые насосы (рис. 3.4). В поршневых насосах рабочий орган (поршень) совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, сообщая перекачиваемой жидкости энергию.
Подача Q, м3/с, насоса определяется по формуле
Q = 
(3.5)
где d – диаметр поршня, м; S – ход поршня, м; n – частота перемещения поршня, с-1.
| Рис. 3.4. Поршневой насос: 1 – клапан; 2 – поршень; 3 – цилиндр |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| S |
Поршневые насосы перекачивают различные жидкости, создавая большие напоры (до 15 МПа), обладают хорошей всасывающей способностью (до 7 м) и высоким КПД η = 0,75–0,85.
Их недостатками являются: тихоходность, неравномерность подачи жидкости и невозможность ее регулировать.
Поршневые насосы применяют для заполнения огнетушителей, газовых баллонов, их испытаний и т.д.
Аксиально-поршневые насосы (рис. 3.5). Несколько поршневых насосов 2 размещены в одном барабане 3, вращающемся на оси распределительного диска 1. Штоки поршней 4 шарнирно закреплены на диске, вращающемся на оси 5. При вращении вала 6 поршни перемещаются в осевом направлении и одновременно вращаются с барабаном.
| Рис. 3.5. Аксиально-поршневой насос: 1 – распределительный диск; 2 – поршень; 3 – барабан; 4 – шток; 5 – ось; 6 – вал распределительный диск |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
| 6 |
| 7 |
| a |
| b |
| a |
| b |
| g |
За один оборот вала барабана каждый поршень совершает ход
вперед и назад (всасывание и нагнетание).
Подача насоса определяется
по формуле
(3.6)
где Dб – диаметр барабана, м; d – диаметр поршня, м; i – число поршней;
n – скорость вращения вала, об/мин.
Достоинством насосов является равномерность подачи жидкости, высокое развиваемое давление (40–50 МПа) и КПД (η)= 0,85–0,9.
В системах управления автолестниц и подъемников насосы используются и как гидромоторы и как гидронасосы.
Шестеренчатый насос (рис. 3.6) состоит их корпуса 2 и зубчатых колес 1. Одно из них приводится в движение, второе в зацеплении с первым свободно вращается на оси. При вращении шестерен жидкость перемещается впадинами 3 зубьев по окружности корпуса.
| Рис. 3.6. Шестеренчатый насос: 1 – зубчатое колесо; 2 – корпус; 3 – впадина |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 3 |
Они характеризуются постоянной подачей жидкости и работают в диапазоне 500–2500 об/мин. Их КПД в зависимости от частоты вращения и давления достигает 0,65–0,85. Они обеспечивают глубину всасывания до 8 м и могут развивать напор более 10 МПа. Используемый в пожарной технике насос НШН-600 обеспечивает подачу Q = 600 л/мин и развивает напор Н до 80 м при n = 1500 об/мин.
Подача насоса определяется по формуле
(3.7)
где R и r – радиусы шестерен по высоте и впадинам зубьев, см; b – ширина шестерен, см; n – частота вращения вала, об/мин; η – КПД.
В этих насосах предусматривается перепускной клапан. При избыточном давлении через него перетекает жидкость из полости нагнетания во всасывающую полость.
Пластинчатый насос (шиберный) насос (рис. 3.7) состоит из корпуса с запрессованной с него гильзой 1. В роторе 2 размещены стальные пластины 3. Приводной шкив закреплен на роторе 2.
Ротор 2 размещен в гильзе 1 эксцентрично. При его вращении лопатки 3 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности гильзы, образуя замкнутые полости. Всасывание происходит за счет изменения объема каждой полости при ее перемещении от всасывающего отверстия к выпускному.
Подача, см3/мин, пластинчатых насосов равна
, (3.8)
| Рис. 3.7. Пластинчатый насос: 1 – гильза; 2 – ротор; 3 – пластина |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
Пластинчатые насосы могут созда-
вать напоры 16–18 МПа, обеспечивают
забор воды с глубины до 8,5 м при КПД,
равном 0,8–0,85.
Смазка вакуумного насоса осуществляется маслом, которое подается в его всасывающую полость из масляного бака вследствие разрежения, создаваемого самим насосом.