Назначение, устройство и принцип действия винтовых насосов

К винтовым насосам относятся такие насосы, у которых энергия перекачиваемой жидкости увеличивается в результате давления на нее непрерывно вращающихся винтовых поверхностей.

Винтовые насосы можно разделить:

- по числу винтов – на одновинтовые и многовинтовые (до пяти винтов);

- по зазору между нарезкой винтов – на герметичные и негерметичные;

- по форме профиля нарезки винтов – на насосы с циклоидальным, эвольвентно-циклоидальным и специальным профилями;

- по числу подводов на насосы с односторонним и двусторонним подводом жидкости.

В настоящее время на судах внутреннего плавания находят применение только трехвинтовые насосы с циклоидальным зацеплением. На трехвинтовые насосы имеется ГОСТ 20883–83. Этот стандарт охватывает насосы с подачей 0,45÷400 и давлением до 25 . Трехвинтовые насосы относятся к классу герметичных и выполняются с односторонним и двусторонним подводом жидкости.

У трехвинтового насоса с односторонним подводом жидкости (рис. 17) средний винт 3 является ведущим, а два боковых 4 – ведомыми.

Рисунок 17 – Схема трехвинтового насоса

Нарезанные части винтов заключены в обойму (втулку) 5, вставленную в корпус 2. В обойме винты вращаются, как в подшипниках с небольшими зазорами. Корпус насоса имеет приемную камеру 1 с приемным патрубком и напорную камеру 6 с напорным патрубком. Эти камеры соединены предохранительно-перепускным клапаном 7.

Ведущий винт по сравнению с ведомыми более массивен, так как он несет основную нагрузку в рабочем процессе. Геометрические соотношения нарезок винтов выбраны так, что обеспечивается не только герметичность рабочих органов, но и отсутствие передачи крутящего момента с ведущего винта на ведомые. Последние не производят полезной работы, а служат только в качестве уплотнений, препятствующих перетеканию жидкости из напорной камеры в приемную, и в процессе нормальной работы вращаются не в результате взаимодействия с ведущим винтом, а благодаря давлению перекачиваемой жидкости, которая перемещается в насосе только вдоль оси винтов.

Винтовые насосы с циклоидальным зацеплением применяются в смазочных системах и системах регулирования машин, а также в системах гидроприводов для перекачивания вязких жидкостей. Они отличаются равномерной подачей жидкости, высокой экономичностью (КПД этих насосов 0,6÷0,8), незначительным изменением подачи с увеличением давления, высокой частотой вращения, малыми габаритными размерами и массой. Кроме того, данные насосы обладают самовсасываниём и хорошей всасывающей способностью. Допускаемая вакуум-метрическая высота всасывания винтовых насосов зависит от рода перекачиваемой жидкости. При работе на масле она составляет 5,0÷6,0м. Существенным недостатком этих насосов является сложный профиль нарезки винтов и малый зазор между винтами (0,05÷0,15мм) и винтами и втулкой корпуса (0,1÷0,15мм), что усложняет их изготовление.