Ротационно-пластинчатые насосы являются насосами объемного типа, состоящими из лопастей, которые крепятся к ротору, вращающемуся внутри полости. Отличительная черта пластинчатых насосов - равномерная подача потока жидкости (в отличие от шестеренных). Также такие насосы имеют простую конструкцию, просты в использовании и стоят гораздо дешевле поршневых моделей.
Может возникнуть вопрос: где применяются пластинчатые насосы? Пластинчатые насосы и гидромоторы широко используются в станкостроении и во многих отраслях машиностроения. Их используют в гидроприводах станков, строительной технике, автомобилях, химическом и пищевом машиностроении.
Типы пластинчатых насосов
В самом простом лопастном насосе круглый ротор вращается внутри круглой полости. Центры этих двух окружностей смещаются, что приводит к эксцентриситету. Лопасти устанавливаются в пазах, которые вырезаны в роторе. Лопасти перемещаются в пределах этих пазов в определенном ограниченном диапазоне, поэтому они могут поддерживать контакт со стенкой полости при вращении ротора. Лопасти поддерживают контакт с помощью пружины , гравитации и центробежной силы. В механизме присутствует небольшое количество масла , чтобы обеспечить лучшее уплотнение между кончиками лопастей и стенкой полости. Контакт между лопастями и стенкой полости делит полость на лопастные камеры, которые выполняют насосную работу. На стороне всасывания насоса лопастные камеры увеличены в объеме и заполнены жидкостью, нагнетаемой входным вакуумным давлением, то есть давлением перекачиваемой системы, но иногда и просто атмосферным. На стороне нагнетания насоса лопастные камеры уменьшаются в объеме, сжимая жидкость и тем самым вытесняя ее из выпускного отверстия. Под действием лопастей при каждом обороте проходит один и тот же объем жидкости.
Пластинчатый насос однократного двукратного и многократного действия
Как работают пластинчатые насосы? Принцип работы пластинчатого насоса однократного действия - в механизмах однократного действия за один оборот вала происходит один полный цикл работы, который включает в себя: процессы всасывания и нагнетания. В устройствах двойного действия за один оборот вала происходят два полных цикла работы, тройного действия - 3 цикла и т. д. Устройства однократного действия производятся как насосы пластинчатые регулируемые, так и нерегулируемые; на ротор такой машины 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 конструктора подшипниками. Пластинчатый насос двойного и пластинчатый насос многократного действия выполняются только как нерегулируемые, но зато давление рабочей жидкости, действующее на ротор в радиальном направлении, уравновешивается, опоры машины разгружаются и вал ее передает только крутящий момент. Это является существенным преимуществом, в значительной степени предопределяющим простоту и компактность конструкции, и малый ее вес.
Регулируемый пластинчатый насос
Одним из основных преимуществ лопастного насоса является то, что его конструкция легко подходит для использования в качестве насоса с переменным рабочим объемом. Пластинчатые насосы однократного действия являются регулируемыми, в отличие от пластинчатых насосов двукратного действия, благодаря смещению центра вращения ротора на величину e, относительно центра статора. А пластинчатые гидравлические насосы двукратного действия являются нерегулируемыми, так как центры ротора и статора объединены и не могут быть смещены.
Плюсы и минусы
Как у любого другого устройства, у пластинчатых насосов есть свои достоинства и недостатки.
Плюсы:
-
Достаточно низкая пульсация выходного потока
-
Низкий уровень шума
-
Возможность регулирования рабочего объема
Минусы:
-
Сложная конструкция пластинчатого насоса, что приводит к возникновению трудностей при его ремонте
-
Небольшие рабочие давления
-
Может возникнуть залипание пластин, во время работы при низких температурах
-
Может возникнуть заклинивание пластин во время работы при высоких температурах
Материалы
Ротор и корпус пластинчатого насоса обычно производят из: чугуна, ковкого чугуна, стали, нержавеющей стали латуни и пластика. Лопасти и толкатели - из стали. Торцевые пластины - также из стали. Для уплотнения вала применяют составные механические уплотнения, стандартные картриджные механические уплотнения и насосы с магнитным приводом.
Установка
Насос должен располагаться в доступном месте, чтобы при необходимости к нему можно было получить доступ. Обычно его устанавливают в горизонтальном или вертикальном положении выше уровня рабочей жидкости или же с погружением в рабочую жидкость, что обеспечивает более благоприятные условия его работы, но делает затруднительным наблюдение за насосом во время его использования. При установке необходимо соединять вал насоса с приводным валом с помощью упругой муфты. Максимальное допускаемое радиальное смещение осей составляет 0,3 мм, а максимальный угол перекоса осей 1 градус. Для защиты насоса и гидросистемы от перегрузок устанавливают предохранительный клапан, расход которого должен соответствовать производительности насоса. Применяемое масло должно быть хорошо профильтровано. Во время установки нужно соблюдать абсолютную чистоту. Необходимо тщательно очистить внутренность масляного бака. Если при монтаже применяются стальные трубы, внутренняя поверхность их должна быть тщательно очищена от ржавчины и окалины, поэтому трубы должны быть протравлены. Масляный бак должен быть окрашен маслостойкой краской и в нем должны быть предусмотрены отстойники. Также он должен быть полностью герметичным, чтобы в масло не попадали посторонние предметы, мусор и грязь. В соответствии с ГОСТом масло не должно содержать посторонние частицы размером более 40 мкм. Обычно для заливки масла в верхней части бака устанавливается сетчатый фильтр. Заполнение бака маслом контролируется по указателю уровня. Во избежание чрезмерного нагрева масла следует правильно выбирать объем бака. Внутри бака устанавливают перегородку высотой 2/3 нормального уровня масла, которая разделяет всасывающую магистраль насоса от сливной. Всасывающий и сливной трубопроводы глубоко опускаются в бак, но они не должны доходить до дна бака приблизительно на два диаметра трубы. При правильной эксплуатации насоса, масло меняют раз в полгода, а то и чаще. Перед установкой насоса его полости желательно заполнить чистым минеральным маслом. Также во время монтажа нужно обратить внимание, что при установке некоторых пластинчатых насосов, у них нужно вывернуть штуцер в крышке для отвода утечек, вынуть стальное кольцо и извлечь бумажную заглушку, после чего нужно вставить обратно стальное кольцо, поставить трубку для отвода утечек и завернуть штуцер. Нельзя забывать, что следует следить, чтобы стальное кольцо не перекрыло отверстие в крышке, отводящее утечки, иначе насос может выйти из строя.
Возможные проблемы и их решение
В работе насоса, как и любого другого прибора, время от времени могут происходить сбои. Некоторые неполадки можно сразу же исправить, над исправлением других придется немного потрудиться. Что делать если:
1. В насос при вращении не подает масло
Это может происходить по нескольким причинам:
-
неправильное направление вращения вала
-
низкий уровень масла в баке
-
засорение всасывающей трубы
-
подсасывание воздуха во всасывающей магистрали
-
слишком медленное вращение вала насоса
-
слишком высокая вязкость масла
Что нужно делать:
-
немедленно изменить направление вращения вала, чтобы не произошло заедание деталей из-за отсутствия смазки
-
добавить масло в бак для того, чтобы всасывающая труба была погружена в масло на достаточную глубину
-
прочистить всасывающую магистраль
-
тщательно подтянуть соединения на всасывающей магистрали, проверить герметичность всасывающей магистрали
-
повысить скорость вращения вала насоса в соответствии с технической - характеристикой
-
применить менее вязкое масло согласно приведенным рекомендациям
2. Насос нагнетает масло, но не развивает нужного давления:
Возможные причины:
-
предохранительный клапан установлен на недостаточно высокое давление
-
предохранительный клапан застрял в открытом положении
-
могут происходить повышенные утечки в узлах гидравлической системы: цилиндрах, золотниках, клапанах
-
одна или несколько пластин застревают в пазах ротора (заклинивание вследствие загрязнения, повышенной вязкости масла или недостаточной точности изготовления)
Что делать:
-
упереть поршень цилиндра в жесткий упор или затормозить вал гидромотора и проверить давление по манометру, отрегулировать клапан
-
очистить клапан от грязи
-
испытать узлы гидросистемы независимо один от другого
-
снять крышку насоса и распределительный диск, затем проворачивая вал от руки, проверить свободное перемещение пластин в пазах ротора: если пластина перемещается туго - снять ротор с вала, заметив нахождение пластин в каждом пазу, так как пластины могут быть не взаимозаменяемыми - промыть детали и при необходимости произвести притирку пластины до легкого хода ее в пазу ротора
3. Насос работает слишком шумно:
Причины:
-
частичное засорение всасывающей магистрали
-
попадание в масло воздуха через соединения всасывающей магистрали насоса
-
неправильная выверка соединительной муфты
-
попадание во всасывающие каналы насоса посторонних предметов
-
содержание в масле пузырьков воздуха
-
закрытое отверстие, которое соединяет пространство над маслом в баке с атмосферой
-
чрезмерно быстрое вращение вала насоса
-
слишком высокая вязкость масла
Что делать:
-
прочистить всасывающую трубу или заменить ее
-
полить маслом соединения на всасывающей магистрали и послушать изменения в шуме при работе насоса, затем плотно подтянуть все соединения
-
выверить муфту
-
разобрать насос и промыть в керосине всасывающие каналы
-
поместить концы сливных трубопроводов ниже уровня масла в баке и на достаточное расстояние от всасывающего трубопровода
-
обеспечить сообщение пространства над маслом в баке с атмосферой через отверстие или воздушный фильтр
-
снизить скорость вращения вала насоса в соответствии с технической характеристикой
-
применить менее вязкое масло согласно приведенным рекомендациям.
Если Вы обнаружили в работе насоса более серьезные неполадки, необходимо провести полную диагностику прибора, затем отремонтировать его или заменить на новый.