Шиберний насос (пластинчастий): принцип роботи і конструкція

Якщо пластинчастий насос планується використовувати для перекачування рідини, яка надходить до всмоктуючого патрубка під тиском, що перевищує 150 бар, то для вирішення таких завдань вибирають моделі насосних пристроїв, конструкція яких укомплектована подвійними пластинами. Перекачується рідина в таких випадках подається через отвір в задній торцевій частині шиберного насоса і надходить в простір між спареними пластинами, що і дозволяє компенсувати занадто великий тиск рідини, який чиниться на робочі лопатки.

Пристрої одинарної дії

Поперечний переріз ротора шиберних насосів, що працюють за принципом одинарної дії, має циліндричну форму. Зміна обсягу тимчасової робочої камери (це необхідна умова ефективної роботи насосного обладнання пластинчастого типу) забезпечується за рахунок того, що ротор відносно нерухомої частини двигуна здійснює обертальні рухи по ексцентрикової траєкторії.

Принцип роботи шиберних насосів одинарної і подвійної дії, незважаючи на відмінності в їх конструкції, один і той же.

Принцип дії шиберного насоса одинарного типу

Гідромашини регульованого типу

У шиберних насосах регульованого типу становище статорної кільця можна міняти. Регулювання просторового положення статора щодо обертового всередині нього ротора, для виконання якої в конструкції насоса є три гвинта, здійснюється наступним чином.

• За допомогою гвинта обмеження подачі можна змінювати ексцентрикову траєкторію, по якій рухається ротор. Завдяки цьому регулюється рівень подачі шиберного насоса.
• За допомогою гвинта регулювання положення опори можна змінювати просторове положення статора в вертикальній площині. Від даного параметра залежать динамічні характеристики насоса і рівень шуму, який він видає при роботі.
• Гвинт регулювання максимального тиску дозволяє контролювати цей параметр за рахунок зміни ступеня стиснення спеціальної пружини.

Пристрій шиберного насоса з регульованим робочим об’ємом

Принцип роботи шиберного (пластинчастого) насоса регульованого типу полягає в наступному.

• Тиск перекачується, залежне від величини опору рідини в гідравлічній системі, впливає на внутрішні стінки статора, а через них — на регулювальну пружину. Поки значення такого тиску менше, ніж сила опору пружини, обмотки кільце знаходиться в ексцентриситеті по відношенню до ротора.
• У міру того як в гідравлічній системі зростає тиск робочого середовища, збільшується і ступінь її впливу на стінки нерухомої частини двигуна і регулювальну пружину.
• У той момент, коли тиск рідини перевищить тиск протидії пружини, обмотки кільце почне переходити з ексцентриситету в концентрично положення. При цьому відбувається зменшення обсягу тимчасових робочих камер шиберного насоса, і, відповідно, знижується тиск рідини, яку він подає в нагнетательную магістраль. В ході подальшого збільшення тиску рідини, що надходить у всмоктуючий патрубок, натиск робочого середовища в нагнетательной магістралі може наблизитися до нуля (нульовий хід насоса). Однак навіть у цій ситуації насос буде подавати рідину, що перекачується в нагнетательную магістраль, обсяг якої буде дорівнює величині внутрішніх витоків пристрою. Величина тиску рідини в магістралі, що подає, при якому стає можливою вищеописана ситуація, змінюється ступенем стиснення регулювальної пружини.

Принцип роботи регулятора тиску

В оснащення регульованих шиберних насосів, в яких передбачена опція нульового ходу, входить дренажна система. Через неї із зони високого тиску робочої камери пристрою відводяться все внутрішні витоку. Наявність в конструкції шиберного насоса такої системи дозволяє ефективно відводити тепло від тертьових елементів пристрою, а також забезпечує їх мастило.

Регульовані пластинчасті насоси непрямої дії

Сам принцип роботи регульованих шиберних насосів непрямої дії практично нічим не відрізняється від способу функціонування пристроїв з прямим управлінням. Основна відмінність полягає в типах використовуваних регулювальних механізмів. Якщо в шиберних насосах з прямою регулюванням таким механізмом є пружина або одночасно дві пружини, то в регульованих насосних пристроях непрямого типу для цих цілей використовуються поршні, які, перебуваючи під певним тиском, забезпечують необхідну просторове положення статора.

Пристрій регульованого пластинчастого насоса непрямої дії

У конструкції регульованих насосів непрямого принципу дії, як правило, використовуються одночасно два поршня, діаметри яких співвідносяться між собою в пропорції 2: 1. Принцип роботи шиберних (пластинчастих) насосів даного типу полягає в наступному.

• Граничний ексцентриситет статора в момент запуску шиберного насоса забезпечує регулювальна пружина, яка своєю зворотною стороною впливає на поршень більшого діаметра.
• Тиск рідини, що надходить в насос по всмоктуючої магістралі, впливає як на поршень меншого діаметра, так і на великий поршень, для чого використовується спеціальний регулятор.
• Поки значення тисків рідини, що впливає на обидва поршня, рівні, статор знаходиться в точці максимально можливого ексцентриситету, що забезпечується різницею діаметрів поршнів, з якими він пов’язаний. При зміні тиску в більшу або меншу сторону автоматично починає змінюватися і положення статора щодо ротора шиберного насоса.