В силу своих преимуществ аксиально-поршневые нагнетатели получили очень широкое применение в технике: в станках, различных видах строительной, дорожной и прочей техники, авиастроении и прочих областях.
6. Радиально-поршневые нагнетатели
Радиально-поршневые машины чаще используются в качестве гидродвигателей. В качестве нагнетателей применяются радиально-поршневые машины с расположением поршней внутри ротора.
Рис. 8. Схема радиально-поршневого нагнетателя
Внутри ротора 1 находится осевой канал, разделённый перегородкой 5 на полость всасывания 6 и полость нагнетания 7. При вращении ротора за счёт его эксцентриситета поршни 3 двигаются радиально, выходя из своего цилиндра и образуя объём 2, в который происходит всасывание. Проходя перегородку, поршни начинают движение к центру ротора, вытесняя жидкость в полость нагнетания. Движение поршней обусловлено центробежной силой, либо действием пружин.
В нагнетателях с эксцентрично расположенным ротором существует возможность регулирования подачи путём изменения эксцентриситета.
По аналогии с пластинчатыми нагнетателями, существуют радиально-поршневые нагнетатели двукратного и многократного действия, в которых не предусмотрена возможность регулирования объёма.
Радиально-поршневые нагнетатели обратимы и реверсивны. Объёмный коэффициент такого типа нагнетателей в среднем составляет 0,97. Давления, создаваемые ими, достигают 100 МПа, подачи - 8000 л/мин, скорости вращения ротора - 1500 об/мин.
К преимуществам радиально-поршневых машин следует отнести высокие рабочие давления, несложность конструкции, надёжность и небольшие размеры. Недостатками их являются невозможность регулирования подачи в нагнетателях многократного действия, неравномерность нагрузки на вал в машинах однократного действия.
Радиально-поршневые нагнетатели применяются, в основном, при необходимости получения высокого давления жидкости: в приводах гидропрессов, для зажима деталей в станках, в горнодобывающее оборудование и пр.
Заключение
Обобщая данные о разных типах роторных нагнетателей, можно говорить о следующем.
Большинство подобных машин характеризуется некоторой неравномерностью подачи, обусловленной особенностями конструкции и принципа работы. Поэтому применяют их там, где не имеет особого значения равномерность подачи и давления. Кроме того, конструктивно стараются снизить эту неравномерность путём увеличения количества зубьев, пластин, поршней и прочими способами.
К. П. Д. роторных нагнетателей напрямую зависит от величины перетекания жидкости из полости нагнетания в полость всасывания, то есть, объёмного коэффициента, и коэффициента механических потерь.
Объёмный коэффициент, в свою очередь, зависит от величины зазоров между деталями нагнетателя. Поэтому в большинстве случаев для изготовления роторных машин требуется высокая точность изготовления и применение специальных материалов, в меньшей степени подверженных износу.
Помимо величины зазоров на объём перетекания существенное влияние оказывает вязкость жидкости. Поскольку с повышением температуры вязкость жидкости уменьшается, величина перетекания возрастает. В условиях уменьшения вязкости среды ускоряется также и износ деталей ввиду повышения интенсивности трения. Поэтому вводятся ограничения по температуре перемещаемой жидкости.
Коэффициент механических потерь зависит, главным образом, от сил трения между деталями насосов. Основной фактор, влияющий на силы трения - создаваемое давление. При повышении давления коэффициент механических потерь возрастает ввиду того, что полезная мощность нагнетателя растёт быстрее сил трения. Однако при превышении определённого значения давления оно начинает уменьшаться вследствие выдавливания жидкости с трущихся поверхностей. Вместе с этим резко возрастает и износ.
Наглядно влияние величины давления на работу нагнетателя показано на рис. 9, на котором представлены характеристики шестерённого нагнетателя вида Q=f(p); N=F(p); =(p).
Рис. 9. Характеристики шестерённого насоса
роторный нагнетатель насос двигатель
Из графиков видно, что превышение давления сверх предельного значения ведёт к резкому снижению К. П. Д., увеличению мощности и снижению подачи за счёт выдавливания жидкости в полость всасывания.
Эти факты обусловливают необходимость контроля создаваемого давления, например, путём установки предохранительных клапанов.
Основными достоинствами большинства роторных нагнетателей являются следующие их особенности:
1) возможность непосредственного соединения их с двигателем и, как следствие, компактные размеры агрегата;
2) возможность регулирования подачи, обусловленная конструктивными особенностями;
3) работа в условиях высоких давлений;
4) возможность самовсасывания;
5) реверсивность и обратимость.
К основным недостаткам следует причислить:
1) сложность и обеспечение высокой точности при изготовлении, повышающее стоимость;
2) применение специальных материалов, также сказывающееся на стоимости;
3) ограниченность частоты вращения и некоторая неравномерность подачи (кроме винтовых насосов).
Перечисленные качества роторных нагнетателей обусловливают широчайшее их применение во многих областях техники.
Список использованной литературы
1) Поляков В. В., Скворцов Л. С. Насосы и вентиляторы: Учеб. для вузов.-- М.: Стройиздат, 1990.-- 336 с.
2) Черкасский В. М. Насосы, вентиляторы, компрессоры: Учебник для теплоэнергетических специальностей вузов. -- 2-е изд., перераб. и доп.-- М.: Энергоатомиздат, 1984. --416 с.
3) Википедия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/