Что значит радиальный насос

Радиально поршневой насос: устройство, принцип работы

Радиально-поршневой насос получил достаточно обширное распространение в различных сферах хозяйства и производства. Стоит более подробно рассмотреть принципы его действия, а также внутреннее устройство.

Внутреннее устройство насоса и общий принцип его работы

Прежде всего, под радиально поршневыми насосами подразумевают такие насосные агрегаты, у которых ось вращения на ведущих звеньях располагается под прямым углом по отношению к осям рабочих органов, либо под углом, равным больше 45 градусов. Также эти насосы относятся к так называемому виду объемных гидромашин.

Их конструктив может различаться деталями, в зависимости от той или иной модели машины. Однако в общем виде он выглядит следующим образом:

На представленной схеме указаны основные рабочие элементы насоса:

• роторная часть, которая, соответственно, устанавливается в статорной части;
• статорная часть, оснащенная эксцентриситетом;
• рабочий поршень, которых в данной схеме пять, однако в реальности их может быть разное количество. Их прижимают к статорной части посредством естественной центробежной силы, а также специальных пружин. Во время вращения роторной части насоса поршень перемещается внутри своего отверстия, таким образом, совершая возвратные и поступательные движения, что приводит к увеличению и уменьшению объема в рабочей камере. При этом во время увеличения рабочего объема распределительным узлом осуществляется соединение полости, расположенной под поршнем, с так называемой линией всасывания;
• линия нагнетания – с ней осуществляется соединение вышеупомянутой полости во время уменьшения рабочего объема камеры;
• линия всасывания.

Цапфовый узел распределения располагается на центральной части роторной части. Потоки рабочей жидкости распределяются посредством окон на линиях нагнетания и всасывания. Полости, которые располагаются под поршневой частью, во время фазы всасывания соединяются с окном позиции 5, а на фазе нагнетания – с окном позиции 4 через соответствующие отверстия.

Почти всегда насосные машины такого типа изготавливаются с числом поршней, равным нечетному количеству (три, пять, семь и т.д.). Благодаря этому, удается значительно уменьшить уровень пульсации во время подачи. Как раз пульсированную подачу часто и относят к наиболее существенным минусам радиально поршневых насосов.

Разновидности радиально поршневых насосов

Данный тип насосов не является устоявшимся. Конструкторы постоянно работают над улучшением конструктива оборудования. Это приводит к тому, что на сегодняшний день существует несколько типов таких насосов.

В частности, по числу рабочих ходов поршней за одно вращение выделяют одноходовые и многоходовые варианты. Если же проводить классификацию по механизмам распределения, то это будет насос либо с распределением клапанного типа, либо с цапфовым.

Можно предложить классифицировать насосы по типам их конструкций – насосы с эксцентриковым валом, либо оборудованные эксцентриковым ротором. Каждый из этих видов имеет свои особенности и позволяет расширять возможности его владельца.

Более подробно о видах этих насосов можно узнать у специалистов «Центра технического обеспечения и сервиса», который занимается производством гидрооборудования и изготовлением печатных плат.

Как рассчитать подачу для такого насоса

Под подачей подразумевается показатель расхода жидкостей, проходящих через напорные патрубки, то есть через линию напора. Можно встретить самые разные методики расчета данного показателя. В то же время, существует достаточно простая формула, позволяющая точно рассчитать подачу в случае с радиально поршневым насосом: Q = Vzn = 2eSzn.

В приведенной формуле переменным присваиваются следующие значения:

• Q – подача для насоса;
• V – показатели рабочего объема каждой из его камер;
• n – показатель частоты оборотов вала привода;
• e – показатель эксцентриситеты;
• z – число поршней, которые установлены в насосе;

Подачу в этом случае определяют через показатель частоты обращения вала, диаметр и показатель хода, а также количество поршней, предусмотренных конструктивом. Показатель хода поршней здесь составляет 2 эксцентриситета, однако он может быть и другим.

Переменная S является в приведенном способе расчета показателем кратности работы. Данное насосное оборудование может быть как двух-, так и неоднократного действия. Это возможно путем создания на внутренних частях корпуса специализированного профиля, обеспечивающего за каждый оборот роторной части 2 и больше рабочих ходов.

Кроме того, можно заметить, что такая разновидность гидронасосов, как конструкции однократного действия, часто является регулируемой. В таких машинах показатели рабочих объемов изменяют через смещение роторной части относительно корпусной части.

Характеристики

В зависимости от конкретной модели и его разновидности, технические характеристики насоса могут различаться между собой. Однако в усредненном виде они выглядят примерно так:

1. Показатель максимального рабочего давления – 100 мегапаскалей – здесь все зависит от физических габаритов насоса.
2. Показатели рабочего объема составляют от 0.5 до 100 кубических см.
3. Скорость вращения обеспечивается от 1 000 до 3 000 оборотов в минуту.
4. Развиваемая мощность – до 3 мегаватт.

Что же касается уровня шумности, то можно охарактеризовать его как средний – даже при достаточно высоких рабочих нагрузках.

Преимущества и недостатки радиально поршневого насоса

Данный вид насосного оборудования является надежным. Конструкторы постарались, чтобы каждый составной элемент исправно выполнял свою функцию. Таким образом, насосы радиально поршневого типа позволяют длительное время работать в условиях повышенного давления. Там, где ни один другой вид насосов долго не выдержит, на помощь может прийти как раз радиально поршневой.

Кроме того, такой насос отличается продолжительным сроком бесперебойной эксплуатации. Изготовители дают гарантию 40 000 часов работы на отказ, а то и больше. Зафиксированы случаи, когда такие насосы функционировали на протяжении 15 лет без ремонтных работ.

Наконец, можно гибко регулировать рабочие объемы насоса – это также немаловажное преимущество перед остальными типами насосов – как в конструктивном плане, так и в экономическом.

Есть, впрочем, и недостатки. Прежде всего, потребители отмечают пульсированный характер подачи. В некоторых случаях данный момент действительно является критически важным. Отсюда вытекает и еще один минус – пульсированное давление. Можно также отметить повышенные инерционные показатели поворотных элементов.

Радиально поршневое насосное оборудование нельзя назвать малогабаритным. В особенности, в радиальном направлении. Да и вес его для каждой предлагаемой единицы развиваемой мощности несколько больше, нежели в случае с остальными видами гидронасосов.

Сфера применения

Выше уже было отмечено, что данный вид насосов активно используется там, где требуется работа под высоким давлением – причем, в течение весьма продолжительного времени. Не каждый вид насосов справится с этим, поэтому надежда остается именно на насосы радиально поршневого вида.

Это различные гидравлические прессы, станковое оборудование, прокатные станы, а также многие другие системы, функционирующие под достаточно высоким давлением – от 400 бар и выше. Как правило, это машиностроительная сфера. Часто зажимные устройства и прессы требуют давления не ниже 700 бар, а то и больше.

В любом случае, данный тип насосного оборудования используют значительно реже, нежели, к примеру, насосы аксиально-поршневого типа, оборудованные качающим узлом. Главным их отличием от прочих насосов роторного типа является то, что производят их с большим рабочим объемом.

Для частного применения данные насосы практически не подходят в силу их сравнительно высокой конструктивной сложности. Да и мощности, как правило, с избытком для повседневного частного использования.

Если у Вас остались вопросы, заполните форму:

Источник

Радиально поршневой насос

Радиально поршневой насос – это объемный насос, в конструкции которого, ось ведущего вала перпендикулярна осям движения рабочих поршней или угол между ними составляет величину не меньше 45°. Механизмы, угол которых меньше 45° относят к аксиальному типу.

Радиально поршневой насос часто называют радиально-плунжерным.

Такие насосы применяю в гидравлических системах с большим давлением. Наиболее часто они применяются в установках с давлением до 32 МПа, бывают и агрегат работающие на большем давлении и достигают значений в 100 МПа. Агрегаты радиально поршневого типа ограничены в частоте вращения вала до 1500 об/мин. Это обусловлено большой инерционностью вращающихся частей.

Устройство

Можно выделить два вида конструкции, таких гидравлических систем:

• Гидронасос с эксцентричным ротором. На схеме под буквой А
• Гидронасос с эксцентричным валом. На схеме под буквой Б

Устройство с эксцентричным ротором

Главной частью является ротор со встроенными в него поршнями. Поршней может быть много и располагаться они могут в несколько рядов. Ротор вращается в корпусе(Статоре). Ось ротора установлена со смещением центра относительно оси статора на величину «е» как показано на рисунке. Системы забора и нагнетания расположены в центре и отделяются друг от друга специальной перемычкой.

Устройство с эксцентричным валом

В данном устройстве гидравлической системы, поршни располагаются в статоре насоса. Ось статора и вала совпадают, но на вале есть специального рода кулачек, смещенный по отношению к статору на расстояние «е». Такие гидравлические установки имеют клапанное распределение. При сжимании рабочей камеры клапан всасывания закрывается и открывается клапан нагнетания. При расширении рабочей камеры происходит обратная ситуация.

Принцип работы

Ротор вращается в статоре (корпусе) вместе с поршнями, поршни скользят по корпусу, плотно прижимаясь к нему за счет пружин. В результате вращения ротора, поршни совершают возвратно-поступательные движения. Поршни двигаясь по кругу переключаются между двумя фазами:

• Фаза всасывания. Поршень совершает выдвижение, рабочая камера увеличивается,клапан нагнетания закрывается и открывается клапан всасывания, он соединён с отверстием забора жидкости. Поршень движется по кругу до максимальной точки его выдвижения.
• Фаза нагнетания. Поршень переключается на отверстие нагнетания, и начинает вдвигаться, клапан всасывания закрывается и открывается клапан нагнетания, рабочая камера уменьшается в результате чего создается давление и жидкость вытесняется из насоса. Поршень находится в данной фазе до максимальной точки сжатия рабочей камеры, а затем переключается на фазу всасывания.

Радиально поршневой насос может быть двух и более кратного действия. Это означает что один плунжер совершает несколько рабочих ходов за одно вращение ротора. Такой эффект достигается за счет специального изменения поверхности статора.

Вычисление производительности

Q = hSna = 2eSna

Q – производительность насоса;

e – эксцентриситет, смещение относительно оси вращения вала на рисунках выше также обозначался как «е»;

L – ход плунжера в цилиндре, в стандартной ситуации L=2*e;

S – площадь плунжера;

a – число плунжеров в блоке;

n – частота вращения блока;

Производительность в регулируемых насосах, регулируется изменение величины отклонения оси «e».

Достоинства и недостатки радиально поршневых насосов

1. Производят высокое давление в гидравлической системе;
2. Есть модели с опцией регулирования рабочего объема подачи;
3. КПД находится на достаточно высоком уровне при большом давлении;
4. Высокая энергоемкость на единицу массы;

1. Сложное устройство, небольшая надежность;
2. Необходимость специфичной обработки деталей, а также сложное строение самого насоса приводит к высокой цене на данные агрегаты;
3. Нужна тонкая фильтрация рабочей жидкости;
4. Высокая пульсация подачи и расхода;
5. Занимают много места;
6. Низкий вращающий момент основного вала;

Видео радиально поршневого насоса с клапанным распределением

Источник

Как работает радиально-поршневой насос

Конструкция

Радиально-поршневой насос – это роторно-поршневой насос, у которого ось вращения ротора перпендикулярна осям рабочих органов или составляет с ними угол более 45 °.

Вытеснителями в радиально-поршневых насосах являются поршни или плунжеры, линейное перемещение которых, обеспечивается, засечёт эксцентриситета между поверхностями ротора и корпуса, или вала и корпуса.

Если в радиальном насосе установлены плунжеры, то его называют радиально-плунжерным. Если поршни – радиально-поршневым.

Плунжеры или поршни могут быть установлены во вращающемся роторе или находиться вне ротора.

Принцип работы радиально-плунжерного насоса

Плунжеры размещены в отверстиях, выполненных в роторе. Зазоры между поверхностями плунжеров и ротора минимальны. При этом плунжеры могут легко перемещаться внутри отверстий.

Ротор с плунжерами установлен в корпусе насоса с эксцентриситетом.

При вращении вала, за счёт центробежной силы, плунжеры прижимаются к внутренней поверхности корпуса.

За счёт эксцентриситета, плунжеры совершают линейное перемещение внутри ротора.

В момент увеличения объёма рабочей камеры, полость под плунжером заполняет рабочей жидкостью. При уменьшении объёма рабочей камеры, жидкость вытесняется плунжером в напорную магистраль.

Полости всасывания и нагнетания, в представленном примере, разделены пластиной.

Принцип работы радиально-поршневого насоса

Рассмотрим принцип работы реального радиально-поршневого насоса с тремя поршнями.

В корпусе насоса установлен вал, имеющий шейку, выполненную с эксцентриситетом.

На эту шейку опираются полые поршни, которые могут линейно перемещаться во втулках, установленных на сферических опорах.

1. Прижим поршней поверхности вала обеспечивается пружиной.
2. Внутри поршней установлен всасывающий обратный клапан.
3. Внутри сферической опоры – нагнетательный обратный клапан.
4. При вращении вала, поршни совершают линейное перемещение внутри втулок, изменяя объём рабочей камеры.
5. В момент увеличения объёма рабочей камеры, за счёт создающегося разряжения, всасывающий клапан открывается, а напорный клапан прижимается к седлу.
6. В момент уменьшения объема рабочей камеры напорный клапан, за счёт возрастания давления в камере, открывается.

Рабочая жидкость вытесняется в линию нагнетания. Всасывающий клапан на этом этапе закрыт.

Радиально-поршневые насосы позволяют создать и длительно работать на высоком давлении до 700 атмосфер. Их используют в гидравлических системах металлургических прессов, прокатных станов, установок по обработке полимеров, зажимных устройствах станков.

Источник