Термин «роторный» означает, что технический агрегат оснащен ротором – вращающейся частью с органами, которые отдают энергию рабочему телу или получают от него энергию. Роторные насосы также называют ротационными. С латыни это слово переводится как «круговращательный».
Содержание
Принцип работы роторных насосов
Общий принцип действия следующий: при вращении ротора рабочие органы (полый диск, пластины или лопасти) перемещают перекачиваемую среду от входного патрубка к выходному. Разница в давлении или центробежные силы обеспечивают необходимый напор.
Согласно общепринятой классификации, все роторные насосные агрегаты относятся к насосам объемного типа, поскольку в конструкцию входит рабочая камера, через которую перемещается перекачиваемая среда. Рассмотрим особенности устройства наиболее популярных насосов роторного типа.
Ротационные насосы с полым вращающимся диском
Работают за счет разности давлений между входной частью, выходной частью и полостью диска. При вращении диска происходит засасывание жидкости, после чего она перемещается к выходу и выталкивается в выходной патрубок под воздействием центробежной силы.
Дисковые модели характеризуются:
- низкой рабочей скоростью – благодаря малому числу оборотов агрегаты надежны и долговечны (низкую скорость обеспечивает коробка передач между насосом и двигателем);
- способностью адаптироваться к любым видам жидкости, от самых текучих до самых вязких;
- стабильной производительностью даже при изменении степени вязкости перекачиваемой среды и уровня давления на входе;
- возможностью перекачивать жидкости с достаточно крупными включениями, слабоабразивные и среднеабразивные продукты, агрессивные жидкости;
- устойчивостью к поломкам при попадании твердых предметов – в этом случае подпружиненный диск приподнимается вверх и выталкивает предмет в подающую камеру.
Агрегаты такого типа используются в пищевой, морской, лакокрасочной, бумажной, химической и нефтехимической промышленности.
Роторно-пластинчатые насосы
В категорию входят насосные агрегаты, у которых на вращающемся валу расположены пластины. Принцип работы следующий:
- Вал с пластинами расположен не по центру рабочей камеры, а ближе к стенке. Благодаря этому остается свободное пространство в форме полумесяца, края которого расположены в зонах входного и нагнетательного патрубков.
- При вращении вала внутрь рабочей камеры всасывается перекачиваемая среда. Центробежная сила заставляет пластины перемещаться от центра к стенкам корпуса. При этом образуются две полости, внутри которых находится рабочая среда.
- Полости герметично отделены друг от друга. В процессе вращения вала объем полостей меняется — у одной увеличивается (туда происходит всасывание), у другой уменьшается (создается давление, за счет чего рабочая среда выбрасывается в нагнетательный патрубок).
Пластинчатые вакуумные насосы
Пластинчато-роторные вакуумные насосы применяются для откачки воздуха, парогазовых смесей, газов, используются для создания предварительного разрежения в вакуумных установках.
Через входное отверстие газ попадает в рабочую камеру. В ней вращается вал с пластинами (лопатками), которые герметично прилегают к внутренней поверхности цилиндра. Пластины постепенно перемещают газ в узкую часть серповидного пространства, за счет чего он сжимается. Сжатый газ удаляется через выпускное отверстие. Схема представлена на рисунке.
Шиберный насос и его устройство
Агрегаты входят в группу пластинчатых насосов. Характеризуются повышенной мощностью всасывания, обеспечивают перекачку рабочих сред кашицеобразной консистенции с нерастворимыми примесями, в том числе с абразивными частицами клеевых смесей, смол.
Перекачиваемая среда попадает в рабочую камеру через всасывающий патрубок. Там по эксцентриковой траектории вращается вал с несколькими пластинами шиберами. Они способны перемещаться в пазах в радиальном направлении, выдвигаясь под воздействием центробежной силы. Их торцы скользят по внутренней поверхности статора. Пластины перемещают перекачиваемую среду к выходному патрубку.
Роторно-лопастной насос
В конструкцию таких роторных насосов входят два параллельных вала с лопастями, которые синхронно вращаются во встречном направлении. На первом этапе вращение лепестков создает вакуум, за счет чего в рабочую камеру втягивается газ или жидкость. За счет разницы давлений среда поднимается к выходному патрубку и выталкивается из камеры. Многое значит скорость вращения валов – от нее зависит количество перекачиваемой среды. Конструкция представлена на схеме.
Роторный масляный насос
В корпусе объединены два ротора – ведущий и ведомый. Масло всасывается через патрубок, захватывается лопастями на валах и нагнетается в систему. Редукционный клапан обеспечивает защиту от повышения давления. Агрегаты такого типа относятся к нерегулируемым.
Ручной роторный насос для масла
Принцип действия: вращение рукоятки приводит в движение вал с лопастями, жидкость всасывается в рабочую камеру, лопасти сгоняют ее на внутренние стенки камеры. При вращении лопастей образуется давление, которое выталкивает жидкость в выходной патрубок.
Насос роторный для воды
Рабочая часть состоит из статора и вращающихся валов с лопастями, которые перемещают жидкость внутри камеры из зоны низкого давления в зону высокого давления, а затем в выходной патрубок.
Водяные агрегаты востребованы в коммунальном хозяйстве, в промышленной и аграрной сфере, в строительстве, в области науки и медицины.
Насосы роторно поршневые
В эту категорию входят насосные агрегаты, оснащенные рабочими органами в виде поршней (плунжеров). В зависимости от типа насоса, возвратно-поступательное движение поршней осуществляется:
- параллельно оси вращения вала (аксиально-плунжерные);
- в радиальном направлении (радиально-плунжерные).
Список достоинств агрегатов данного типа включает:
- Высокую производительность (несколько тысяч литров в минуту), благодаря чему агрегаты подходят для перекачки больших объемов рабочей среды.
- Способность обеспечивать высокое давление – могут успешно работать в системах с повышенными требованиями к уровню давления, в том числе для перекачки транспортируемой среды на большие расстояния и значительные высоты.
- Минимальный уровень шума и вибрации, что снижает нагрузки на оборудование и сооружения.
- Высокую надежность и долгий срок службы, в том числе при эксплуатации в сложных условиях. Это значит, что агрегаты рассчитаны на повышенные нагрузки, что делает их оптимальным выбором в отраслях, где имеет особое значение надежность оборудования.
Сфера использования – нефтегазовая, химическая, пищевая промышленность, фармацевтика, водоочистка и водоснабжение.
Применение роторных насосов
В основном агрегаты задействуют для перемещения жидких сред, продуктов с высокими показателями вязкости. В зависимости от конструктивных особенностей моделей, их используют для перекачки:
- нефти и нефтепродуктов;
- лакокрасочной продукции;
- клеевых составов и смол;
- пищевой продукции;
- фармацевтической и косметологической продукции;
- физико-технических жидкостей;
- промышленно-химических веществ.
С помощью вакуумных насосов выполняют дегазацию или насыщение газами, откачку воздушных масс, вакуумирование замкнутого пространства для проведения технологических операций, включая формовку, литье, сушку, нанесение покрытий.
Преимущества и недостатки роторных насосов
К достоинствам относят:
- высокую производительность и КПД;
- способность перекачивать различные среды (в зависимости от вида агрегата) – газы, жидкости различной плотности, продукты с высокими показателями вязкости;
- равномерную подачу перекачиваемой среды;
- компактность;
- низкий уровень шума – подходят для использования в условиях с высокими требованиями к шумовой эмиссии.
Список недостатков включает:
- чувствительность к гидроударам и избыточному заполнению;
- требовательность к техобслуживанию;
- высокую стоимость.
Заключение
Разнообразие роторных насосов позволяет выбрать оптимальный вариант для использования практически в любой сфере деятельности, связанной с перекачкой сред. Устройства зарекомендовали себя с лучшей стороны и пользуются заслуженной популярностью.
