б) пластинчатые насосы

Пластинчатый насос – это роторно-поступательный насос с рабочими органами (вытеснителями) в виде плоских пластин. Пластинчатые насосы могут быть однократного, двукратного и многократного действия.

Рис. 5.22. Пластинчатый насос

На рис. 5.22, а представлена конструктивная схема пластинчатого насоса однократного действия. В пазах вращающегося ротора 4, ось которого смещена относительно оси неподвижного статора 6 на величину эксцентриситета е, установлены несколько пластин 5. Вращаясь вместе с ротором, эти пластины одновременно совершают возвратно-поступательные движения в пазах 7 ротора. Рабочими камерами насоса являются объёмы 1 и 3, ограниченные соседними пластинами, а также поверхности ротора 4 и статора 6.

При вращении ротора рабочая камера 1, соединенная с полостью всасывания, увеличивается в объеме и происходит её заполнение жидкостью. Затем она переносится в зону нагнетания и соединяется с напорным трубопроводом. При дальнейшем перемещении её объем уменьшается, и происходит вытеснение жидкости пластиной 5 (на рис. 5.22, а из рабочей камеры 3). Затем соответствующая пластина переносится от полости нагнетания к полости всасывания, и рабочий цикл повторяется.

Для увеличения рабочего объема пластинчатого насоса W₀ при сохранении его габаритов необходимо увеличивать величину эксцентриситета е.

Кроме того, рабочий объем пластинчатого насоса может быть увеличен за счет кратности его работы k, что достаточно широко применяется на практике. На рис. 5.23 приведена конструктивная схема пластинчатого насоса двукратного действия. Внутренняя поверхность такого насоса имеет специальный профиль, что позволяет каждой пластине за один оборот вала дважды производить подачу жидкости. У пластинчатого насоса двукратного действия имеются две полости всасывания 1, которые объединены одним трубопроводом, и две полости нагнетания 2, также объединенные общим трубопроводом. На практике применяются насосы и с большей кратностью, но их конструкции сложнее, поэтому использование таких насосов ограничено.

Рис. 5.23. Пластинчатый насос двухкратного действия

Основной конструктивной проблемой пластинчатых насосов является уплотнение в месте контакта пластины и корпуса (точка 2 на рис. 5.22, а). В разных насосах поджатие пластины к корпусу (точка 2) обеспечивается различными способами. В насосах с высокими скоростями вращения это может быть получено за счет центробежных сил. В конструкции на рис. 5.22, а это обеспечивают пружины, установленные в пазах 7. В насосах, рассчитанных на большие давления, поджатие обычно достигается за счет давления, подводимого в пазы 7. В таких конструкциях сила поджатия пластин к корпусу пропорциональна величине создаваемого давления.

В п. 5.4.3 отмечалось, что объемные насосы могут быть регулируемыми, т.е. иметь переменный рабочий объем. Конструкция пластинчатого насоса позволяет обеспечить изменение рабочего насоса. Для этого достаточно сделать вал ротора подвижным, т.е. обеспечить возможность изменения эксцентриситета е за счет перемещения ротора 4 (см. рис. 5.22, а). Такая конструкция позволяет при смещении ротора 4 влево не только уменьшать рабочий объем, а следовательно, и подачу насоса, но и направлять поток жидкости в обратном направлении. Для иллюстрации этого на рис. 5.24 показаны три характерных положения ротора регулируемого пластинчатого насоса. При этом пластинчатые насосы двукратного и многократного действия не могут быть регулируемыми.

Рис. 5.24. Регулирование подачи пластинчатого насоса: а) прямая подача; б) нулевая подача; в) обратная подача

Нерегулируемые пластинчатые насосы компактны, просты в производстве и достаточно надежны в эксплуатации. Поэтому они нашли достаточно широкое применение в технике, в первую очередь в станкостроении. По сравнению с шестеренными насосами с внешним зацеплением пластинчатые насосы несколько тяжелее и создают меньшие давления (до 14 МПа). Рекомендуемые частоты вращения пластинчатых насосов обычно лежат в пределах 1000 – 1500 об/мин. Полные КПД для большинства этих насосов равны 0,6 – 0,85, а объемные КПД 0,7 – 0,92.