Роторные шестеренные насосы

Такие устройства причисляются к классу роторных гидравлических машин объемного класса. Роль вытесняющих элементов в них исполняют зубчатые колеса. Среди насосов они характерны наиболее простой конструкцией. Шестеренные насосы могут быть с внутренним или внешним зацеплением рабочих элементов.

Принцип действия

При вращении колес расстояния между зубьями, находящимися в заборной камере, заполняются материалом, подлежащим перекачке. Перенос в полость сброса производится при перемещении, при этом межзубчатое пространство изолировано стенками корпуса. При выходе в камеру сброса жидкость заполняет ее пространство под давлением очередных зубьев и истекает по имеющемуся каналу.

Рис.1. Схема работы насоса

Число зубьев таких устройств варьируется от 6 до 12. По форме зуба применяется эвольвентное зацепление, обеспечивающее максимальный контакт между ними в течение всего цикла, что обеспечивает неистечение жидкости в обратном направлении при неточном прилегании. При достижении камеры заполнения зазоры снова заполняются жидкостью и такие циклы повторяются на каждом зубе.

Коэффициент полезного действия по объему в таких устройствах определяется точностью изготовления механизм. Протечки жидкости могут быть в таких местах:

• неточность изготовления зубьев и недостаточная чистота поверхности обработки может способствовать образованию промежутков между ними и протечки жидкости;
• недостаточная точность щековин шестерен по отношению к стенкам корпуса и чистота обработки сопрягающихся деталей также провоцирует подтекания жидкости.

При конструктивной простоте требовательны к повышенной точности изготовления всех деталей и качественной обработке поверхностей. Величина КПД составляет обычно 0,8 – 0,95.

Теоретически производительность таких роторных механизмов определяется соотношением:

Q = 2Пm²nzb, м³/сек, где

m²nzb – модуль, количество зубьев, их ширина и количество оборотов изделия. Очевидно, что производительность механизма определяется только скоростью вращения ведущей шестерни, остальные параметры являются постоянными величинами для конкретного устройства.

Об цифровых маркировках на насосах и условных обозначениях

Маркеры из букв и чисел обозначают следующее:

• НШ – насосы шестеренчатые;
• М – предназначение для перекачки масел;
• Г – насос с контролем температуры корпуса (подогрев или охлаждение);
• Ф – использование фланцевой установки насоса (при отсутствии этого обозначения – насос на лапах).

Цифровые обозначения проставляются через дефис и означают следующее:

1. Первый набор цифр – величина подачи насоса на 100 оборотов ротора, литров.
2. Набор цифр второй – максимальная величина давления, которую может развить насос, кгс/см².
3. Третья группа – значение подачи насоса в агрегатированном состоянии (в механизме), м³/час.
4. Группа четыре – (обозначается через слэш) – величина выходного давление из изделия в агрегате, кгс/см².

Если за цифровыми группами следует буквенное обозначение, то оно говорит о материале изготовления корпуса, в том числе:

• Ю – использование алюминия или его сплавов;
• Б – корпус из бронзы;
• К – материал корпуса – сталь нержавеющая;
• — отсутствие маркировки материала корпуса свидетельствует о ее изготовлении из чугуна.

Шестеренные насосы могут выпускаться в различных исполнениях – с левым или правым вращением, что указано на корпуса буквами «Л» или «П». Окончанием маркировки должна быть ссылка на техническую документацию, по которой изготовлен агрегат (ГОСТ или ТУ).

Для повышения надежности работы таких насосов устанавливаются предохранительные клапаны для сброса критического давления. Величина срабатывания предохраняющего клапана должна быть указана в паспорте агрегата, обычно она устанавливается на 1,5 установленного расчетного максимального давления насоса.

Разновидности насосов

Основными различиями в конструкциях роторных насосных механизмов являются исполнения рабочих органов. Шестерни таких агрегатов могут быть косозубыми. При этом возрастает производительность механизма и более равномерная подача перекачиваемой жидкости. Недостатком таких исполнений является осевая нагрузка на зубчатое колесо, прижимающая его к стенке корпуса. В результате такого воздействия наблюдается повышенный износ сопрягаемых деталей.

Рис.2. Шестерни косозубых насосов

Широкое применение находят шестеренные роторные механизмы для перекачки, в которых применяются шевронные колеса. Обладая всеми преимуществами косозубых, они лишены их недостатков в виде осевых нагрузок. Такие агрегаты при высокой производительности работают практически бесшумно.

Изделия с внутренним зацеплением шестерен по габаритным размерам гораздо меньше изделий с внешним зацеплением, обладая при этом более скромной производительностью. Однако они находят широкое применение для компактных агрегатов.

Рис.3. Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

Область применения

В основном их используют для перекачки жидкостей и сред с высокой вязкостью до 250000 сСт при температуре до 250^оС. Это такие вещества, как:

• масла пищевые;
• жиры;
• краски;
• лаки;
• нефтепродукты;
• масса шоколадная;
• продукция бытовой химии.

При этом такие насосы обладают рядом преимуществ:

1. Стабильность процесса перекачки, обеспечивающая равномерность потока материалов.
2. Агрегаты просты в обслуживании, поскольку состоят из двух основных движущихся деталей, это обеспечивает и высокую их ремонтопригодность.
3. Возможность перекачивания разнородных сред со средней и высокой вязкостью с большой производительностью.
4. Изделия являются высокопрочной конструкцией.
5. Возможно изготовление многоступенчатых насосных агрегатов для повышения производительности оборудования и получения более высокого давления при перекачке.

Заключение

Насосы такого типа являются наиболее востребованными агрегатами для транспортировки перекачиванием материалов с высокой вязкостью. Они используются во многих отраслях промышленности.

Советуем почитать: Глубина артезианской скважины