Насос шестеренчатый принцип действия: Шестеренчатый насос. Устройство, схема, принцип работы, назначение

Шестеренные насосы являются одним из наиболее распространенных видов роторных насосов. Их применяют в смазочных системах машин и механизмов, в гидроприводах, для перекачивания темных нефтепродуктов.

Шестеренные насосы выполняют с шестернями внешнего и внутреннего зацепления. Наибольшее распространение на судах имеют насосы с шестернями внешнего зацепления.

Простейший насос такого типа (рис. 12, а), состоит из ведущей 1 и ведомой 3 шестерен, помещенных в корпус 2.

Профиль зубьев шестерен – эвольвентный. При вращении шестерен по направлению стрелок жидкость, заполняющая впадины зубьев, переносится из полости всасывания а в полость нагнетания б.

В полости всасывания зубья шестерен выходят из зацепления, а в полости нагнетания – входят в зацепление.

а. Шестеренный насос с внешнего зацепления	б. Шестеренный насос с шестернями внутреннего зацепления
Рисунок 12 – Насос шестеренный

На рис. 12, б показана схема насоса с внутренним зацеплением шестерен. Чтобы отделить нагнетательную полость от всасывающей, применен серповидный элемент 2, помещенный между внешней 1 и внутренней 3 шестернями. Для уплотнения между внешней шестерней и корпусом установлены уплотняющие элементы 4, находящиеся под действием пружин 5. В случае перемены направления вращения шестерен при сохранении тех же подводов и отводов жидкости серповидный элемент следует переместить в положение, диаметрально противоположное изображенному на рис. 12, б. Насосы такого типа имеют меньшие габаритные размеры и меньше изнашиваются, чем насосы с внешним зацеплением шестерен, однако они сложны в изготовлении.

Основным типом шестеренных насосов является насос, состоящий из пары прямозубых шестерен с внешним зацеплением и с одинаковым числом зубьев эвольвентного профиля. Насосы этого типа отличаются простотой устройства и надежностью в эксплуатации.

Для увеличения подачи иногда применяют насосы с тремя и более шестернями, размещенными вокруг центральной приводной шестерни. Средняя шестерня трехшестеренного насоса (рис. 13) является приводной; при вращении ее в направлении, указанном стрелкой, жидкость будет засасываться из каналов 1 и 3 и нагнетаться через каналы 2 и 4.

Рисунок 13 – Трехшестеренный насос

Теоретическая подача такого насоса в два раза больше подачи насоса, состоящего из двух шестерен тех же размеров. Действительная подача насоса этого типа из-за увеличения утечек будет несколько меньше подачи насоса, выполненного по обычной схеме. Для повышения давления жидкости шестеренные насосы делают многоступенчатыми.

В судовой практике широкое применение получили насосы с косозубыми 1 (рис. 14, а) и особенно с шевронными 2 (рис. 14, б) шестернями.

а. С косозубыми шестернями	б. С шевронными шестернями
Рисунок 14 – Схема шестеренного насоса

У этих насосов вход зубьев в зацепление и выход из зацепления происходят не сразу по всей ширине, как у насосов с прямозубыми шестернями, а постепенно, благодаря чему они менее чувствительны к погрешностям изготовления и монтажа, более износоустойчивы и работают плавно и бесшумно.

Существенным недостатком насосов с косозубыми шестернями является возникновение во время работы осевых усилий, прижимающих шестерни к торцам корпуса, что может вызвать их интенсивный износ. Этого недостатка не имеют насосы с шевронными шестернями.

Обычно шевронные шестерни составляют из двух косозубых шестерен, одна из которых имеет левую нарезку, другая – правую. Обе половины ведущей шестерни сидят на валу на общей шпонке. Одна из половин ведомой шестерни сидит на валу на шпонке, а другая – свободно, вследствие чего она может самоустанавливаться при работе роторов относительно зубьев шестерни ведущего ротора. Угол наклона зубьев в шевронных шестернях 20÷25°.

На шестеренные насосы имеется ГОСТ 19027–73. Он распространяется на насосы с подачей до 58 и давлением до 2,5 .

На рис. 15 показан масляный насос РЗ-7,5, имеющий подачу 5 , давление 0,5 и частоту вращения 1450 . Корпус 2, передняя крышка 1 и опорная стойка насоса, служащая одновременно и задней крышкой 3 корпуса, отлиты из чугуна. Ведущая и ведомая шестерни выполнены из стали и имеют спиральный зуб. Каждая шестерня откована со своим валом.

Опорами валов являются бронзовые втулки, запрессованные в крышки корпуса. Опоры (подшипники) и другие трущиеся детали насоса смазываются перекачиваемой жидкостью. Сальниковое уплотнение вала выполнено из трех резиновых манжет и промежуточного стального кольца, являющегося проставкой между манжетами. Насос снабжен предохранительно-перепускным клапаном.

Рисунок 15 – Масляный насос РЗ-7,5

Шестеренный насос НШ, применяемый в гидроприводах (рис. 16), состоит из корпуса 7, крышки 1 и качающего узла, в который входят ведущая 6 и ведомая 2 шестерни, 4 втулки 5, 4 проволоки 9 и пластина 11. Все уплотнения в насосе выполнены при помощи О-образных резиновых уплотнительных колец 3, 4, 10.

Рисунок 16 – Насос шестеренный НШ

Корпус насоса изготовлен из алюминиевого сплава. На его боковых поверхностях имеются приливы с четырьмя резьбовыми отверстиями для крепления арматуры всасывающего и нагнетательного трубопроводов. В корпусе выполнены расточки под шестерни и втулки. Втулки, изготовленные из бронзы, служат опорами шестерен и уплотняют их торцовые поверхности.

Взаимное расположение втулок при сборке обеспечивается направляющими проволоками 9. Для уменьшения внутренних протечек масла в насосе (через зазоры между торцовыми поверхностями шестерен и втулок) применено автоматическое регулирование зазоров по торцам шестерен, действующее следующим образом. Масло из камеры нагнетания поступает по пазу в полость А над втулками и стремится поджать подвижные втулки 5 к торцам шестерен, ликвидируя зазор между торцами втулок и шестерен.

В то же время со стороны зубьев шестерен на втулки также давит масло, однако по несколько меньшей площади. Таким образом, результирующее усилие, прижимающее втулки к торцам шестерен, невелико и не ведет к повышенному износу. Давление масла со стороны зубьев шестерен распределяется неравномерно. Во избежание перекосов втулок вследствие неравномерной нагрузки часть их торцовой площади изолирована от действия высокого давления резиновым уплотнением 10.

Вытекание масла из полости А под действием высокого давления предотвращается резиновыми уплотнительными кольцами 3. Масло, просочившееся по цапфам шестерен, поступает через отверстия в крышке и в ведомой шестерне в полости, соединенные с камерой всасывания. Таким образом, все утечки масла попадают во всасывающую магистраль насоса. Приводной конец вала ведущей шестерни уплотнен резиновой самоподжимной манжетой. Предохранительный клапан установлен на трубопроводе. Тип насоса и направление вращения его вала указаны на планке 8.

Общие положения по обслуживанию шестеренных насосов.

Перед пуском в ход насос следует тщательно осмотреть для проверки его исправности. Посторонние предметы (инструмент, обтирочный материал и т. п.) необходимо с насоса убрать. Все болтовые соединения и соединения трубопроводов должны быть затянуты, а контрольно-измерительные приборы – исправны.

Легкость вращения роторов проверяют проворачиванием насоса за муфту вручную. Если насос был осушен или пускается в работу впервые после монтажа, его нужно залить рабочей жидкостью. Необходимо полностью открыть клапаны на всасывающем и нагнетательном трубопроводах, проверить положение трехходовых краников манометров, которые также должны быть полностью открыты.

Насос запускают только после проведения всех операций, связанных с подготовкой его к действию. Убедившись по манометру и вакуумметру в том, что насос подает жидкость, следует установить с помощью клапанов нужный режим. При отсутствии показаний контрольно-измерительных приборов необходимо остановить насос, проверить герметичность его всасывающей камеры и всасывающего трубопровода, залить насос и повторить пуск.

Во время работы насоса наблюдают за показаниями контрольно-измерительных приборов насоса и приводного двигателя. Режим работы насоса должен соответствовать его техническим данным. При нормальной работе насоса отсутствуют стуки и вибрации, а показания приборов стабильны, без рывков.

При сборке насоса после ремонта необходимо учитывать следующее:

— приводной вал насоса должен свободно проворачиваться от руки;

— биение внешнего конца приводного вала насоса в собранном виде не должно превышать 0,05мм;

— должна быть выдержана соосность валов привода и насоса, причем радиальное смещение не должно превышать 0,1 ÷ 0,2 мм и перекос осей не должен быть более 1°;

— соединительная муфта не должна иметь дисбаланса.

Принцип работы шестерёнчатого насоса

Существует около полутора десятков самых разных насосов для технических жидкостей. Их применение может быть обусловлено необходимым давлением на выходе, производительностью и габаритными размерами устройства. Если в сельском хозяйстве и в строительстве практически ничего не ограничивает возможность применения насоса той или иной конструкции, то под капот автомобиля можно поместить далеко не каждый насос. Одним из видов гидронасосов, активно применяемый в автомобилестроении, стал насос шестерёнчатого типа.

Содержание:

1. Что такое насос шестерёнчатый насос
2. Как работает гидравлический насос
3. Виды шестерёнчатых насосов
4. Недостатки и поломки устройства

Что такое насос шестерёнчатый насос

Для нормального функционирования двигателя и различных систем автомобиля может применяться как мембранный насос, шестерёнчатый, так и роторный. В тех системах, где необходимо добиться высокого давления, хорошей производительности и стабильной длительной работы, применяют именно насос шестерёнчатого типа. Как правило, это масляный насос системы смазки двигателя. Его задача состоит в том, чтобы обеспечить номинальное давление масла, которое жизненно необходимо для качественной смазки трущихся деталей.

В некоторых типах автомобильных моторов, с сухим типом картера и масляным бачком, насос дополнительно производит перекачку жидкости из картера обратно в бачок. Шестерёнчатый насос это устройство, способное перекачивать жидкость с помощью лопастей (зубьев) шестерён. Одна из них ведущая, которая соединена с приводным валом, вторая ведомая, она вращается свободно и входит в постоянное зацепление с ведущей.

Как работает гидравлический насос

Принцип работы шестерёнчатого насоса показан на схеме ниже. Жидкость попадает во впускной патрубок либо самотёком, либо под воздействием разряжения, которое создаёт насос, а на выходе из устройства жидкость уже имеет необходимое для системы давление. Оно может регулироваться как оборотами насоса, так и специальным ограничительным клапаном. Принцип действия устройства заключается в постоянном изменении объёма между зубцами ведущей и ведомой шестерни, помещённых в герметичный корпус.

Насос шестерёнчатый находит широчайшее применение не только в автомобилестроении благодаря целому ряду важных технических показателей:

• такой насос способен подавать жидкость очень равномерно, без перепадов давления;

• его конструкция предельно проста, поэтому крайне надёжна;

• он не требует частого и сложного обслуживания и очень прост в ремонте;

• срок эксплуатации такого устройства достаточно длительный;

• насос может создавать высокое давление и имеет высокую производительность.

Виды шестерёнчатых насосов

В автомобильном моторе масляный шестерёнчатый насос может приводиться в движение или от коленвала, или от распредвала посредством привода. Устройство бывает как регулируемого типа, так и без регулировки. Последний поддерживает стабильное давление при помощи контрольного клапана, как правило, шарикового типа. (шарик, нагруженный пружиной, перекрывает маслопровод до момента обеспечения определённого давления в контуре смазки).

Насос регулируемого типа может изменять давление в контуре только изменяя свою производительность в зависимости от оборотов мотора, а в насосах нерегулируемого типа, при превышении номинального давления срабатывает защитный (перепускной) клапан, который ограничивает подачу масла, направляя его излишки либо во всасывающий объем, либо в картер мотора. По конструкции шестерёнчатый насос может быть двух типов:

1. С зацеплением наружного типа, когда шестерни находятся рядом на параллельных осях.

2. С зацеплением внутреннего типа, когда шестерни помещены одна в другую.

Оба типа насосов имеют схожие технические характеристики по производительности, но размеры насоса с наружным зацеплением больше. Более компактный насос с внутренним расположением шестерён. сложнее в производстве, поэтому и цена его на порядок выше.

Недостатки и поломки устройства

Несмотря на довольно простую конструкцию, устройство может терять работоспособность, о чем будет говорить низкое давление в контуре или его полно отсутствие. Это может произойти по нескольким причинам. Самая распространённая из них — поломка привода насоса. Могут повредиться шлицы приводного вала, также при определённом уровне естественного износа давление насоса может быть недостаточным.

При недостаточном давлении виновником может быть редукционный клапан, который может засориться или пружина, которая нагружает клапан, может потерять свои свойства. Сам шарик может перекоситься и клапан не сможет работать корректно. Пониженное давление может быть следствием загрязнения полостей насоса или всасывающего канала, загрязнение масляного фильтра. Нерегулируемый шестерёнчатый насос все реже используется в современной технике, поскольку он способствует повышенному износу масла, а КПД его чрезвычайно мал. К тому же мощность двигателя, затраченная на привод устройства, на 35% выше по сравнению с роторным, более современным масляным насосом.

Читайте также:

Полезная информация о шестеренных насосах

Что такое шестеренный насос?

Шестеренный насос — это насос прямого вытеснения (PD). Он перемещает жидкость, многократно закрывая фиксированный объем, используя блокирующие шестерни или шестерни, механически перемещая его с помощью циклического действия насоса. Он обеспечивает плавный безимпульсный поток, пропорциональный скорости вращения его зубчатых колес.

Как работает шестеренный насос?

используют действия вращающихся зубчатых колес или зубчатых колес для передачи жидкостей.Вращающийся элемент образует жидкое уплотнение с корпусом насоса и создает всасывание на входе насоса. Жидкость, всасываемая в насос, заключена внутри полостей его вращающихся шестерен и передана на слив. Существует две основные конструкции шестеренного насоса: наружный и внутренний (рис. 1).

Внешний шестеренный насос

Внешний шестеренный насос состоит из двух одинаковых блокирующих шестерен, поддерживаемых отдельными валами. Как правило, одна шестерня приводится в движение электродвигателем, а другая — с помощью шестерни (холостой ход ).В некоторых случаях оба вала могут приводиться в движение двигателями. Валы опираются на подшипники с каждой стороны корпуса.

1. Когда шестерни выходят из сетки на входной стороне насоса, они создают расширенный объем. Жидкость течет в полости и захватывается зубьями шестерни, поскольку шестерни продолжают вращаться против корпуса насоса.

2. Захваченная жидкость перемещается из впускного отверстия в слив вокруг кожуха.

3. По мере того, как зубья шестерен блокируются на стороне нагнетания насоса, объем уменьшается, и жидкость вытесняется под давлением.

Жидкость не передается обратно через центр, между шестернями, потому что они заблокированы. Строгие допуски между шестернями и корпусом позволяют насосу развивать всасывание на входе и предотвращают утечку жидкости обратно со стороны нагнетания (хотя утечка более вероятна при жидкостях с низкой вязкостью).

В конструкциях шестеренных насосов с наружным зацеплением могут использоваться цилиндрические, цилиндрические или елочные передачи.

Внутренний шестеренный насос

Внутренний шестеренный насос работает по тому же принципу, но две блокирующие шестерни имеют разные размеры, одна вращается внутри другой.Более крупная шестерня (ротор ) представляет собой внутреннюю шестерню, то есть зубья выступают изнутри. Внутри него находится смещенное от центра внешнее зубчатое колесо меньшего размера (холостой ход — только на приводится в движение ротор). Это разработано, чтобы сцепиться с ротором так, чтобы зубья механизма зацепились в одной точке. Шестерня и втулка, прикрепленные к корпусу насоса, удерживают холостой ход. Неподвижная перегородка или распорка в форме полумесяца заполняет пустоту, создаваемую смещенной от центра монтажной позицией натяжного ролика, и действует как уплотнение между впускным и выпускным отверстиями.

1. Когда шестерни выходят из сетки на входной стороне насоса, они создают расширенный объем. Жидкость течет в полости и захватывается зубьями шестерни, поскольку шестерни продолжают вращаться относительно корпуса и перегородки насоса.

2. Захваченная жидкость перемещается из впускного отверстия в слив вокруг кожуха.

3. По мере того, как зубья шестерен блокируются на стороне нагнетания насоса, объем уменьшается, и жидкость вытесняется под давлением.

В конструкциях внутренних зубчатых насосов используются только цилиндрические зубчатые колеса.

Каковы основные характеристики и преимущества шестеренного насоса?

компактны и просты с ограниченным количеством движущихся частей. Они не могут соответствовать давлению, создаваемому поршневыми насосами, или расходам центробежных насосов, но имеют более высокое давление и пропускную способность, чем лопастные или лопастные насосы. Шестеренные насосы особенно подходят для перекачки масел и других высоковязких жидкостей.

Из двух конструкций наружные шестеренные насосы способны выдерживать более высокие давления (до 3000 фунтов / кв. Дюйм) и скорости потока благодаря более жесткой опоре вала и более жестким допускам. Внутренние шестеренные насосы обладают лучшими возможностями всасывания и подходят для жидкостей с высокой вязкостью, хотя они имеют полезный рабочий диапазон от 1 сП до более 1 000 000 сП. Поскольку производительность прямо пропорциональна скорости вращения, шестеренные насосы обычно используются для дозирования и смешивания. Шестеренные насосы могут быть разработаны для работы с агрессивными жидкостями.Хотя они обычно изготавливаются из чугуна или нержавеющей стали, новые сплавы и композиты позволяют насосам обрабатывать агрессивные жидкости, такие как серная кислота, гипохлорит натрия, хлорид железа и гидроксид натрия.

Внешние шестеренные насосы также могут использоваться в гидравлических системах, как правило, в транспортных средствах, подъемной технике и мобильном оборудовании. При вращении шестеренчатого насоса в обратном направлении с использованием масла, закачиваемого из других источников системы (обычно тандемным насосом в двигателе), создается гидравлический двигатель.Это особенно полезно для обеспечения электропитания в местах, где электрическое оборудование громоздко, дорого или неудобно. Тракторы, например, полагаются на приводные насосы с внешним приводом для обеспечения своих услуг.

Каковы ограничения шестеренного насоса?

являются самовсасывающими и могут подниматься всухую, хотя их характеристики заправки улучшаются, если шестерни смачиваются. Зубчатые колеса должны быть смазаны перекачиваемой жидкостью и не должны работать всухую в течение продолжительных периодов времени. Некоторые конструкции шестеренных насосов могут работать в любом направлении, поэтому один и тот же насос может использоваться, например, для загрузки и разгрузки судна.

Тесные допуски между шестернями и корпусом означают, что эти типы насосов подвержены износу, особенно при использовании с абразивными жидкостями или подачами, содержащими захваченные твердые частицы. Однако некоторые конструкции шестеренных насосов, в частности внутренние варианты, допускают обращение с твердыми частицами. Внешние шестеренные насосы имеют четыре подшипника в перекачиваемой среде и жесткие допуски, поэтому они меньше подходят для работы с абразивными жидкостями. Внутренние шестеренные насосы более надежны, поскольку в жидкости работает только один подшипник (иногда два).На шестеренчатом насосе всегда должен быть установлен фильтр на стороне всасывания, чтобы защитить его от крупных, потенциально повреждающих твердых частиц.

Обычно, если ожидается, что насос будет обрабатывать абразивные твердые частицы, рекомендуется выбирать насос с большей производительностью, чтобы он мог работать на более низких скоростях, чтобы уменьшить износ. Однако следует иметь в виду, что объемный КПД шестеренного насоса уменьшается при более низких скоростях и расходах. Шестеренный насос не должен работать слишком далеко от рекомендуемой скорости.

Для высокотемпературных применений важно убедиться, что диапазон рабочих температур соответствует спецификации насоса. Тепловое расширение корпуса и зубчатых колес уменьшает зазоры внутри насоса, что также может привести к повышенному износу и, в крайнем случае, к отказу насоса.

Несмотря на лучшие меры предосторожности, шестеренные насосы, как правило, подвержены износу шестерен, корпуса и подшипников с течением времени. По мере увеличения зазоров происходит постепенное снижение эффективности и увеличение проскальзывания потока : утечка перекачиваемой жидкости из нагнетания обратно на сторону всасывания.Пробуксовка пропорциональна кубу зазора между зубьями зуба и кожухом, поэтому на практике износ имеет небольшой эффект до достижения критической точки, из-за которой рабочие характеристики быстро ухудшаются.

продолжают перекачивать противодавление и, если они подвергаются блокировке ниже по потоку, будут продолжать повышать давление в системе до тех пор, пока не выйдет из строя насос, трубопровод или другое оборудование. Хотя большинство шестеренных насосов по этой причине оснащаются предохранительными клапанами, всегда рекомендуется устанавливать предохранительные клапаны в других частях системы для защиты оборудования, расположенного ниже по потоку.

Внутренние шестеренные насосы, работающие на низкой скорости, обычно предпочтительнее для чувствительных к сдвигу жидкостей, таких как пищевые продукты, краски и мыло. Более высокие скорости и меньшие зазоры конструкций внешних зубчатых передач делают их непригодными для этих применений. Насосы с внутренним зацеплением также предпочтительны, когда гигиена важна из-за их механической простоты и того факта, что их легко демонтировать, очистить и собрать.

Каковы основные области применения шестеренных насосов?

обычно используются для перекачки высоковязких жидкостей, таких как масло, краски, смолы или пищевые продукты.Они предпочтительны в любом применении, где требуется точное дозирование или выход высокого давления. На производительность шестеренного насоса давление не оказывает сильного влияния, поэтому они также имеют тенденцию быть предпочтительными в любой ситуации, когда подача нерегулярна.

В следующей таблице перечислены некоторые типичные области применения насосов с внешним и внутренним зацеплением:

Тип шестеренного насоса	Внешний	Внутренний
Различные мазуты и смазочные масла
дозатор химических добавок и полимеров
Химическое смешивание и смешивание
Промышленное, сельскохозяйственное и мобильное гидравлическое оборудование
Кислоты и щелочи (конструкция из нержавеющей стали или композитных материалов)
Смолы и полимеры
Спирты и растворители
Асфальт, битум и гудрон
Пенополиуретан (изоцианат и полиол)
Пищевые продукты: кукурузный сироп, арахисовое масло, какао-масло, шоколад, сахар, наполнители, растительные жиры, растительные масла, корма для животных
Краска, чернила и пигменты
Мыло и ПАВ
Гликоль

Резюме

Шестеренчатый насос перемещает жидкость путем многократного помещения фиксированного объема в блокирующие шестерни или зубчатые колеса, механически перемещая его для создания плавного безимпульсного потока, пропорционального скорости вращения его зубчатых колес.Существует два основных типа: внешний и внутренний. Внешний шестеренный насос состоит из двух одинаковых блокирующих шестерен, поддерживаемых отдельными валами. Внутренний шестеренный насос имеет две блокирующие шестерни разных размеров, одна из которых вращается внутри другой.

обычно используются для перекачки высоковязких жидкостей, таких как масло, краски, смолы или пищевые продукты. Они также предпочтительны в тех случаях, когда требуется точное дозирование или выход высокого давления. Внешние шестеренные насосы способны выдерживать более высокое давление (до 7500 фунтов на кв. Дюйм), тогда как внутренние шестеренные насосы обладают лучшими возможностями всасывания и больше подходят для жидкостей с высокой вязкостью и чувствительностью к сдвигу.

Конструкция / Принцип работы

4.7.1 Конструкция / Принцип работы

Принцип работы одноступенчатых насосов Roots соответствует принципу работы многоступенчатых насосов как описано в главе 4.5. В корне вакуумный насос, два синхронно вращающиеся в противоположных направлениях роторы (4) вращаются бесконтактно в корпусе (рисунок 4,16). Роторы имеют конфигурацию восьмерки и разделены друг от друга и от статора с помощью узкого зазора.Их операционная принцип аналогичен шестеренчатому насосу с одним зубом Зубчатая передача, которая прокачивает газ из впускного отверстия (3) в выпуск порт (12). Один вал приводится в действие двигателем (1). Другой вал синхронизируется с помощью пары шестерен (6) в камере редуктора. Смазка ограничена двумя подшипниковыми и зубчатыми камерами, которые изолированы от всасывающей камеры (8) лабиринтными уплотнениями (5) с компрессионные кольца. Потому что на всасывании нет трения камера, вакуумный насос Roots может работать на высоких скоростях вращения (1500-3000 об / мин).Отсутствие возвратно-поступательных масс также обеспечивает бесперебойную динамическую балансировку, а это означает, что вакуум Roots насосы работают очень тихо, несмотря на их высокие скорости.

Дизайн

Подшипники вала ротора расположены в двух боковых крышках. Они есть сконструированы как фиксированные подшипники с одной стороны и как подвижные (незакрепленные) подшипники с другой стороны, чтобы обеспечить неравномерное тепловое расширение между корпусом и ротор. Подшипники смазываются маслом, которое вытесняется на подшипники и редукторы на брызговых дисках.Прохождение карданного вала в снаружи в стандартных версиях уплотнены кольцами с радиальным уплотнением вала изготовлены из ФПМ, которые погружены в уплотнительное масло. Чтобы защитить вал, уплотнительные кольца расположены на защитной гильзе, которую можно заменить при изношены. Если требуется герметичное уплотнение снаружи, насос также может приводиться в движение с помощью муфты постоянного магнита с банкой. это конструкция обеспечивает скорость утечки $ Q_I $ менее 10 ^-6 Па м ³ с ^-1 .

Свойства насоса, прогрев

Так как насосы Roots не имеют внутреннего сжатия или выхода клапан, когда камера всасывания открыта, его объем газа поднимается обратно во всасывающую камеру, а затем должен быть разряжен против давление на выходе. В результате этого эффекта, особенно в наличие высокого перепада давления между входом и выходом, высокий уровень рассеяния энергии, что приводит к значительный прогрев насоса при низких расходах газа, которые только транспортируют небольшое количество тепла.Вращающиеся поршни Рутса относительно сложно охладить по сравнению с корпусом, так как они практически вакуумной изоляцией. Следовательно, они расширяются больше, чем жилье. к предотвратить контакт или захват, максимально возможное давление дифференциальная, а также рассеянная энергия ограничена перепускной клапан (7). Это связано со стороной впуска и давления сторона прокачиваемых каналов. Открывается грузонесущая пластина клапана когда максимальный перепад давления превышен и позволяет большая или меньшая часть всасываемого газа течет обратно из сторона нагнетания на стороне впуска, в зависимости от пропускной способности.Из-за ограниченный перепад давления, стандартные насосы Roots не могут разряжать против атмосферного давления и требовать вспомогательного насоса. Однако вакуумные насосы Roots с перепускными клапанами могут быть включены вместе с задним насосом даже при атмосферном давлении, таким образом увеличивая скорость их прокачки с самого начала. Это сокращает время эвакуации.

Рисунок 4.16: Принцип работы насоса Рутса

Подпорные насосы

Одноступенчатые или двухступенчатые лопастные насосы или лопасти Насосы используются в качестве масляных задних насосов.Винтовые насосы или Многоступенчатые насосы Roots можно использовать в качестве насосов с сухой подкладкой. насос Подобные комбинации могут быть использованы для всех приложений с высокая скорость откачки в диапазоне низкого и среднего вакуума. Жидкое кольцо Насосы также могут быть использованы в качестве вспомогательных насосов.

Роторные насосы с газовым охлаждением

, чтобы позволить вакуумным насосам Roots работать против атмосферного давление, некоторые модели с газовым охлаждением и не имеют переливных клапанов (Рисунок 4.17). В этом случае газ, который вытекает из выходного фланца (6) через охладитель (7) повторно поступает в середину всасывания камера (4). Этот искусственно созданный поток газа охлаждает насос, позволяя ему сжиматься против атмосферного давления. Вход газа контролируется поршнями Roots, что устраняет необходимость дополнительные клапаны. Там нет возможности тепловой перегрузки, даже при работе под предельным давлением.

Рисунок 4.17: Принцип работы насоса Рутса с газовым охлаждением

На рисунке 4.17 показано поперечное сечение с циркуляцией газа Корни вакуумного насоса. Направление потока газа вертикальное сверху дно, позволяя жидким или твердым частицам увлекаться на входе поток стекает вниз. На первом этапе камера (3) открывается вращение поршней (1) и (2). Газ поступает в камеру через входной фланец (5) при давлении $ p_1 $.На этапе II Камера (3) изолирована от входного фланца и напорный фланец. Впускное отверстие (4) для охлаждающего газа открыто вращением поршней в фазе III. Камера (3) заполнена до давления на выходе $ p_2 $, и газ продвигается к напорный фланец. Первоначально объем всасывания не изменяется с вращательное движение поршней Рутса. Газ сжимается приток охлаждающего газа. Поршень Roots теперь продолжает вращаться (фаза IV), и это движение выталкивает сжатый газ над охладителем (7) в сторону разряда (фаза V) при давлении $ p_2 $.

Газоохлаждаемые насосы Roots могут использоваться в диапазоне входного давления от 130 до 1,013 гПа. Потому что во всасывании нет смазки камеры, они не выделяют туман и не загрязняют среду, которая прокачивается. Соединение двух из этих насосов последовательно позволяет предельное давление должно быть снижено до 20-30 гПа. В комбинации с дополнительные вакуумные насосы Roots, предельное давление может быть снижено до средний вакуумный диапазон.

Скорость откачки и степень сжатия

Характеристическими характеристиками насосов Roots являются насосные скорость и степень сжатия.Теоретическая скорость накачки $ S_ {th} = S_0 $ — объемный расход, без которого насос перемещается без противодавление. Степень сжатия $ K_0 $ при работе без газа смещение (входной фланец закрыт) зависит от давления на выходе $ P_2 $. Диапазон скоростей откачки от 200 м ³ · ч ^-1 до нескольких тысяч м ³ · ч ^-1 . типичный Значения $ K_0 $ находятся в диапазоне от 10 до 75.

Рисунок 4.18: Степень сжатия без нагрузки для воздуха для корней насосы

На степень сжатия негативно влияют два эффекта:

• обратным потоком в зазоры между поршнем и корпусом
• газом, который осаждается адсорбцией на поверхности поршень на стороне выпуска и повторно десорбируется после вращения в направлении сторона всасывания.

В случае выходных давлений от 10 ^-2 до 1 гПа, молекулярный в зазорах уплотнения преобладает поток, что приводит к уменьшению обратного потока из-за их низкая проводимость.Однако объем газа, который перекачивается обратно через адсорбцию, которая является относительно высокой по сравнению с объем перекачиваемого газа, снижает степень сжатия.

$ K_0 $ является самым высоким в диапазоне от 1 до 10 гПа, так как молекулярный поток все еще преобладает из-за низкого давления на входе в уплотняющие зазоры насоса, и поэтому обратный поток низкий. С газом транспорт через адсорбцию не является функцией давления, он меньше важно, чем поток газа, пропорциональный давлению, который транспортируется по скорости накачки.

При давлениях, превышающих 10 гПа, ламинарный поток возникает в разрывы и проводимости разрывов значительно увеличиваются, что приводит к снижению коэффициента сжатия. Этот эффект особенно заметно в насосах Roots с газовым охлаждением, которые достигают степени сжатия только приблизительно $ K_0 $ = 10.

Ширина зазора имеет большое влияние на степень сжатия. Из-за различного теплового расширения поршней и корпуса, однако они не должны опускаться ниже определенных минимальных значений, чтобы избегать контакта ротор-статор.

Внутренний и внешний шестеренчатый насос Руководство и дизайн

Как работает шестеренный насос?

Шестеренные насосы являются одним из наиболее распространенных типов поршневых насосов. Они работают при неизменном объеме жидкости, проходящей между зубьями двух зацепляющих шестерен и их кожухом с постоянной скоростью (не между самими шестернями). По мере того как зубчатые колеса вращаются и зубья зацепляются, образуется частичный вакуум, который заполняется жидкостью. Поскольку шестерни продолжают вращаться, они захватывают жидкость и перемещают ее вокруг корпуса от всасывания до точки нагнетания.

Существует два типа шестеренных насосов; внешние и внутренние шестеренные насосы. Ниже приводится простое сравнение:

Внешний шестеренный насос	Внутренний шестеренный насос
Два одинаковых зубчатых колеса расположены рядом друг с другом, вращаясь друг в друга. Одна передача приводится в движение двигателем, а , в свою очередь, приводит в движение другую передачу.	Работает по принципу «шестерня в шестерне», при которой одна шестерня (холостой ход) расположена внутри другой шестерни (ротор).
Работает при более высоких давлениях.	Работает на умеренное давление.
Компактная конструкция и менее дорогой дизайн.	Громоздкая конструкция, более дорогая конструкция.
Для средне / низкотемпературных жидкостей.	Может работать с высокотемпературными жидкостями. Часто поставляется с нагревательной рубашкой для поддержания температуры жидкости.
Большие размеры на выходе и высокая производительность.	Меньшие размеры розеток и большая производительность.
Двунаправленный, если выбраны цилиндрические зубчатые колеса.	Всегда двунаправленный поток.

Преимущества конструкции

Высокие давления — Жидкости с высокой вязкостью можно перекачивать на большие расстояния с помощью внешних шестеренных насосов благодаря их способности работать в условиях высокого давления.

Возможности самовсасывания — Шестеренные насосы выигрывают от превосходных возможностей самовсасывания благодаря вращающимся шестерням, которые откачивают воздух из линии всасывания и нагнетают жидкость во впускное отверстие насоса.Это делает шестеренные насосы подходящим решением для приложений с трудными условиями всасывания, где насос может находиться значительно выше жидкости.

Двунаправленный — Внутренние шестеренные насосы имеют цилиндрические зубчатые колеса, которые обеспечивают поток в любом направлении. Это делает их идеальными для наполнения и опорожнения контейнеров или в тех случаях, когда необходимо возвращать избыточную жидкость, чтобы она не попала в трубопровод. Внешние шестеренные насосы обычно доступны с цилиндрическими зубчатыми колесами, что делает их слишком двунаправленными, или с елочными передачами, которые предназначены для особенно вязких жидкостей, но не допускают обратимого потока.

Постоянный и безимпульсный поток — Оба типа, но в особенности внутренние шестеренные насосы, обеспечивают плавный постоянный поток, поскольку их шестерни вращаются в одном направлении, не прерывая поток жидкости. Тесные внутренние зазоры между зубьями шестерни и корпусом насоса позволяют очень точным объемам жидкости проходить при каждом обороте шестерни. Это обеспечивает надежную и стабильную подачу жидкости, которая требуется для точного измерения.

Типичные области применения шестеренного насоса

Шестеренные насосы — один из наиболее распространенных типов насосов для обработки чистого масла и других самосмазывающихся жидкостей с высокой вязкостью, таких как краски и мыло, в установках с относительно высоким давлением.Благодаря своим узким внутренним зазорам и работе с принудительным смещением, насосы с внешними шестернями, в частности, выигрывают от более надежного измерения количества прошедшей жидкости, что делает их идеальными для дозирования. Внутренние шестеренчатые насосы могут работать с высокотемпературными жидкостями, такими как термомасло, и могут поставляться с внешней рубашкой для поддержания уровня температуры.

Области применения, в которых обычно используются шестеренчатые насосы:

• Автомобильные, смазочные и топливные масла
• Гидравлические применения
• Краска и чернила
• Смолы, клеи и полимеры
• Целлюлоза, известь и щелок
• Малый Масштаб циркуляции горячего масла
• Жидкое мыло

Хотя они подходят для относительно густых масел, они, как правило, подходят только для чистых неабразивных жидкостей, не содержащих твердых частиц благодаря зубчатым зацеплениям.Попадание твердых частиц в узкие зазоры между зубчатыми колесами может привести к немедленному износу и сокращению срока службы насоса.

Также следует избегать использования жидкостей с низкой вязкостью, особенно с внутренними шестеренными насосами, поскольку они могут вызвать утечку жидкости назад или «проскальзывать» через узкие пространства со стороны нагнетания высокого давления обратно на сторону всасывания более низкого давления. Это может привести к снижению потока и эффективности.

Руководство по эксплуатации

Не работать всухую — Если шестеренчатый насос работает всухую, зубчатые колеса без смазки будут тереться вместе, вызывая трение.Нагревание, вызванное этим трением, приведет к расширению зубчатых колес и износу корпуса насоса, что приведет к повреждению внутренних органов. Это также может привести к потере жестких допусков, если зубья зубчатого колеса будут эффективно пережевываться, что приведет к обратному потоку и снижению эффективности.

Работа на максимальной скорости — Шестеренные насосы изо всех сил пытаются поддерживать производительность на низких скоростях и расходах из-за их низкой объемной эффективности. Поэтому, чтобы получить максимальную отдачу от их мощности, они должны работать как можно ближе к их максимальным номинальным скоростям.

Осмотреть подшипники — каждая шестерня опирается на вал с подшипниками на каждой стороне шестерни; и внешний шестеренный насос имеет четыре подшипника, а внутренний шестеренный насос имеет два. Их необходимо регулярно проверять на предмет износа, так как именно они поддерживают баланс зубчатых колес.

Проверка зазора зубчатого колеса — Работа зубчатого насоса основана на узких зазорах между зубьями и камерой. Обычный тест, чтобы видеть, носил ли это износ, состоит в том, чтобы попытаться поместить лист бумаги между промежутками; если он легко проходит, есть доказательства подозрения на износ.

ПРИНЦИП РАБОТЫ НАСОСА

. , ПРИНЦИП РАБОТЫ НАСОСА ШЕСТЕРНИ

Принцип работы рабочего насоса., ПРИНЦИП РАБОТЫ С НАСОСОМ -:

.