— наиболее простые объемные насосы. Основные элементы их: цилиндр, поршни, распределитель с помощью котор. цилиндр попеременно сообщается то с линией всасывания, то с линией нагнетания.
Применение поршня и цилиндра с очень малыми зазорами и наличие клапана обеспечивают работу поршневых насосов при высоком давлении 20-40 МПа на различных раб. жидкостях и при высоком значении полного КПД = 0,90-0,92
По принципу действия:
- насосы однократного действия
- насосы многократного действия
В качестве привода в этих насосах примен. КШМ и их модификации.
Схема поршневого насоса однократного действия на рис 1
Схема насоса двухкратного действия на рис.2
по числу цилиндров
по расположению цилиндров
по конструкции распределителя
- с клапанным и золотниковым распред-ем
Рабочий объем 1 цилиндра насоса однократного действия определяется изменением объема рабочей камеры за 1 оборот:
Vн= D2 /4*L
L- ход поршня L=2r r- радиус кривошипа
Vн= D2 *r/2
Рабочий объем насоса 2-го действия
Vн= /2*(D2- dш2)*r
Dш- диаметр штока
Теоретическая мгновенная подача насоса:
Qт= Vн*U
U-скорость поршня
Если пренебречь конечной длиной шатуна, то при повороте кривошипа на угол , скорость поршня:
(1)
Тогда (2)
Из (1) и (2) следует, что скорость поршня и мгновенная подача при nн=const изменяется sinусоидально: Qт=f() при nн=const, называется графиком подачи.
Для одноцилиндрового насоса, это полусинусоиды смещенные относительно друг друга на угол . Смотри рис 3
Для насоса двухкратного действия смотри рис.4
Неравномерность подачи насоса оценивается коэф-ом неравномерности:
Роторные насосы
К роторным относятся насосы в которых вытеснители при работе совершают сложное пространственное движение, но определяющим движением явл-ся вращательное.
Наиболее часто применяются роторные насосы:
- радиально-поршневые
- аксиально-поршневые
- пластинчатые
- шестеренные
- винтовые
Принцип действия и основные показатели этих насосов такие же, как и у поршневых.
Достоинства:
-высокая допустимая частота вращения вала (благодаря конструкции вытеснителей ротора)
- компактность
- реверсивность
-бесклапанное распределение жидкости, что повышает надежность работы
-возможность регулирования подачи за счет изменения рабочего объема
Недостатки:
-возможность запирания рабочей жидкости
-большие утечки рабочей жидкости
-более сложная конструкция
Шестеренчатые насосы
Это роторный насос с рабочими звеньями в виде шестерен обеспечивающих геометрическое замыкание рабочих камер и передающих вращающий момент(просты, надежны, малая стоимость) получили широкое распространение. В расточках корпуса 2 размещены ведущая 1 и ведомая 3 шестерни. При вращении ведущей шестерни по часовой стрелке в полости всасывания А создается разряжение, т.к. при выходе зубьев из зацепления объем полости возрастает. Под действием перепада давлений жидкость заполняет полость А-всасывания. После этого каждая из шестерен перемещает рабочую жидкость во впадины зубьев из А в Б – процесс вытеснения(нагнетания) - при котором встречные объемы рабочей жидкости сначала насущаются, а затем рабочая жидкость вытесняется из Б на выход насоса зубьями шестерен находящимися в зацеплении.
Шестерни имеют одинаковый модуль и число зубьев. Корпус – статор, ведущая шестерня – ротор, ведомая- замыкателем. Рабочий объем насоса определяется по выражению
где Dn- начальный диаметр шестерни
Dn = mz,
где h – высота зуба (h=2m)
m – модуль зубьев
z – число зубьев
b – ширина венца шестерни
Недостаток – значительное радиальное давление рабочей жидкости на шестерни и подшипники.
Шестеренные насосы выпускаются с внешним и внутренним зацеплением (более компактны, но сложны в изготовл.)
Параметры:
- рабочий объем 11,2-100см3
- подача насоса 12-135 л/мин
- давление насоса 2,5-12,5 МПа
- мощность насоса 1-28 кВт
Обозначения:
Насос постоянной подачи:
- одно направление передачи
- с 2-мя направлениями
Насос переменной подачи
Пластинчатые насосы
- роторный насос с замыкателями, выполненными в виде пластин.
Они наиболее просты по конструкции, имеют высокую удельную подачу при небольших габаритах.
1. Насосы однократного действия (рис)
2. Насосы двукратного действия (рис)
Каждая камера за 1 оборот нагнетает жидкость только 1 раз. Все камеры этого насоса за 1 оборот перекачивает в полость нагнетания объем жидкости = объему кольца шириной b и толщиной 2е за вычетом объема, занятого пластиной.
Рабочий объем равен:
Vh = 2eb(2πR-2δ) (1)
δ – толщина пластины
R- радиус
z- число пластин в роторе
Также насосы могут быть
- с постоянной подачей
- с переменной подачей (при помощи изменения е).Ротор и подшипники испытывают односторонние силы давления, что затрудняет создание насосов на большие давления.