Радиально – поршневые насосы

По типу механизма передачи движения рабочим органам (поршням) различают:

а) кривошипные насосы;

б) кулачковые насосы.

По типу распределительного механизма подачи и отвода жидкости насосы могут быть:

1) с распределением с помощью цилиндрического золотника;

2) с распределением с помощью плоского золотника;

3) с клапанным распределением;

4) с клапанно – щелевым распределением.

По количеству рядов цилиндров в роторе:

1) однорядные;

2) двухрядные;

3) многорядные.

Конструктивная схема радиально – поршневого насоса с распределением жидкости с помощью цилиндрического золотника представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Принципиальная схема радиально-поршневого насоса.

При ходе поршней от центра блока жидкость будет засасываться поршнями через окна "а", а при ходе к центру – нагнетаться через окна "в". При переходе цилиндров через вертикальную ось они перекрываются уплотнительной частью (перевальной перемычкой) распределительной цапфы, ширина которой больше размера отверстий в донышках цилиндров. При работе насоса поршни прижимаются к статорному кольцу с помощью пружин, давлением жидкости или центробежной силы.

На рисунке 11 представлен насос с цапфовым распределением жидкости.

Рисунок 11 - Многорядный радиально-поршневой насос.

Для снижения сил трения поршней о статорное кольцо, последнее выполняется в виде обоймы роликового подшипника. Поршни при своём вращении вокруг оси ротора увлекают эту обойму, в результате кольцо будет следовать за ротором с угловой скоростью, равной скорости ротора. Передача крутящего момента от вала к ротору осуществляется с помощью цилиндрических роликов, выполняющих функцию шпонок.

Конструкция радиально – поршневого насоса с боковым распределением жидкости представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 - Радиально-поршневой насос с наклонными статорными кольцами и с боковым распределением.

Изготавливают насосы мощностью до 3000 кВт при расходе до 8000 л/мин. Насосы малых типоразмеров выполняют до давления 100 мПа, ресурс работы 20 – 40 тыс. час. Обычно применяют давления до 25,0 мПа (250 кг/см2).

Объем насоса

где d, h, z - диаметр, ход поршня и число поршней соответственно.

Подача

.

Расчётная неравномерность подачи 1,5 - 5%.

При давлениях до 100 мПа (1000 кг/см²) применяют роторные радиально - поршневые машины с распределением с помощью свободно посаженных клапанов. Клапанное распределение распространено преимущественно в плунжерных насосах с кулачковым (эксцентриковым) приводом (рисунок 13).

Рисунок 13 - Эксцентриковый насос с клапанным распределением.

С целью снижения контактного давления по месту контакта поршень – эксцентрик применяют полые поршни, в которых размещают всасывающие клапаны. Толщина стенок клапана выбирается такой, чтобы расширение поршней под действием давления жидкости способствовало их герметизации. Цилиндры устанавливаются в корпусе на резьбе и при изъятии одного или нескольких цилиндров можно снижать расход при одновременном повышении пульсации. Ввиду наличия массы клапана и относительно небольшого усилия пружины клапана всасывания, неизбежны запаздывания в его работе, что приводит к утечкам. При определённых условиях возможен стук клапанов о седло, что приводит к выходу их из строя, особенно при больших оборотах вала. С целью устранения недостатков простого клапанного распределения в мощных гидромашинах применяется принудительное клапанное распределение механическими методами. Ввиду того, что всасывающие клапаны ограничивают частоту вращения насосов, а насосы с принудительным приводом клапанов громоздки, применяют насосы с клапанно – щелевым распределением, в которых клапаны устанавливают лишь в нагнетательных гидролиниях цилиндров, всасывание же осуществляется через специальные окна (щели) в стенках цилиндров (рисунок 14).

Рисунок 14 - Схема насоса с клапанно-щелевым распределением.

Полный геометрический ход плунжера h=2e, однако величина рабочего хода, при котором происходит вытеснение жидкости меньше

Вытеснение жидкости произойдёт после того, как плунжер отсечёт кромки всасывающей камеры. Обычно .