Что такое роторный (ротационный) насос его принцип работы, классификация и типы

Роторный насос – это устройство, которое используется для перекачки жидкостей или газов. Основан на принципе вращения ротора, который создает разрежение внутри корпуса и тем самым притягивает рабочую среду через входное отверстие, а затем перекачивает через выходное. Роторные насосы имеют высокую производительность, надежность и эффективность, поэтому популярны среди производителей и потребителей.

Общие свойства

Все роторные насосы характеризуется следующими общими свойствами:

• работают на основе принципа вращения ротора внутри корпуса, что создает разрежение и позволяет перекачивать жидкость или газ через входное и выходное отверстия;
• благодаря принципу работы имеют высокую производительность и могут обрабатывать большие объемы рабочей жидкости;
• имеют низкий уровень износа и требуют минимального обслуживания, что делает их очень надежными;
• широко используются в различных отраслях, включая промышленность, сельское хозяйство, нефтегазовую отрасль, медицину;
• благодаря своей конструкции имеют высокий уровень эффективности и экономичности, что является важным фактором для многих потребителей.

Принцип работы

Принцип работы роторного насоса основан на принципе вращения ротора внутри корпуса. В процессе использования ротор вращается вокруг оси, при этом его лопасти смещают жидкость от входа к выходу роторного насоса.

При вращении образуется камера с переменным объемом между ротором и стенками корпуса, что приводит к снижению давления внутри роторного насоса. Так, жидкость или газ, находящиеся вблизи входного отверстия, под воздействием атмосферного давления, втягиваются внутрь через входное отверстие. Затем рабочая среда перемещается вдоль лопастей и выталкивается через выходное отверстие в систему.

Классификация

Классификация роторных насосов осуществляется на основе различных критериев:

• тип ротора – бывает зубчатым, лопастным, винтовым, роторно-поршневым и т.д.;
• тип корпуса – бывает односторонним или двусторонним;
• назначение – они могут быть предназначены для перекачки жидкостей, газов или смесей;
• технические характеристики – мощность, давление, производительность и т.д.;
• область применения – могут использоваться в различных отраслях, таких как промышленность, нефтегазовая отрасль, сельское хозяйство, медицина;
• особенности конструкции – сюда относится возможность самовсасывания, устойчивость к износу и коррозии, наличие встроенных фильтров и т.д.

Конструктивные особенности

Конструкция роторного насоса может изменяться в зависимости от его типа и назначения. Но некоторые общие конструктивные особенности насосов роторного типа могут включать:

1. Ротор. Может изготавливаться из различных материалов, таких как сталь, чугун, бронза, нержавеющая сталь, полимеры и т.д. Имеет различную форму и количество лопастей, что влияет на производительность оборудования.
2. Корпус. Производится из различных материалов, таких как чугун, сталь, нержавеющая сталь, алюминий, титан и т.д. Бывает односторонним или двусторонним.
3. Уплотнения. Используются для предотвращения утечек жидкости или газа. Могут применяться разные типы уплотнений, такие как механические, жидкостные, сальниковые.
4. Подшипники. Используются для поддержания ротора внутри корпуса и обеспечения его свободного вращения. Применяются различные типы подшипников, такие как радиальные, упорные, конические.
5. Привод. Может быть представлен в виде электрического, гидравлического или пневматического двигателя. Обеспечивает вращение ротора и перекачивание рабочей среды.
6. Крепления и фланцы. Требуются для удобства установки и подключения к трубопроводу.

Различные конструктивные особенности могут быть использованы для повышения производительности, надежности и долговечности роторного насоса, а также для упрощения обслуживания и удобства эксплуатации.

Стандарты изготовления

Существует несколько стандартов, которые регулируют изготовление роторных насосов и обеспечивают их соответствие требованиям качества и безопасности. Основные:

1. API 676. Стандарт Американского института нефти (API), определяющий требования к производству роторных насосов для нефтегазовой промышленности, включая конструкцию, испытания, допуски и маркировку.
2. ISO 5199. Стандарт Международной организации по стандартизации (ISO), определяющий требования к конструкции, испытаниям, допускам и маркировке роторных насосов, используемых в промышленности.
3. ANSI/HI 3.1-3.5. Стандарт Американского национального института (ANSI), определяющий требования к конструкции, испытаниям, допускам и маркировке роторных насосов, используемых в промышленной сфере.
4. EN 733. Стандарт Европейского союза, определяющий требования к конструкции, испытаниям, допускам и маркировке роторных насосов, используемых в промышленности.
5. NACE MR0175/ISO 15156. Стандарт, определяющий требования к материалам и конструкции роторных насосов, используемых в условиях высокой коррозионной среды, например, в нефтегазовой промышленности.

Эти стандарты помогают обеспечить качество, безопасность и надежность оборудования в различных отраслях. При выборе роторного насоса важно убедиться, что он соответствует соответствующим нормам и рекомендациям производителя.

Сферы применения

Роторные насосы широко используются в различных отраслях для перекачивания:

• нефти, газа, воды и других жидкостей на нефтеперерабатывающих заводах, нефтяных скважинах, газоперерабатывающих установках и трубопроводах;
• различных химических реагентов, в том числе кислот, щелочей и других агрессивных жидкостей;
• продуктов питания, таких как молоко, соки, сиропы и другие жидкости;
• медицинских препаратов, используемых в производстве лекарств;
• воды и других жидкостей в системах водоочистки и водоснабжения;
• рабочих сред в энергетических установках, в том числе на гидроэлектростанциях и ядерных электростанциях;
• цемента, бетона и других строительных материалов.

Это только некоторые примеры сфер применения. Благодаря своей эффективности, надежности и универсальности, роторные насосы находят широкое использование в различных отраслях промышленности и обеспечивают перекачивание жидкостей в условиях высоких нагрузок и агрессивных сред.

Технические характеристики

Основные технические характеристики указаны на примере корпусного роторного насоса с вращающимся диском

Плюсы и минусы

Плюсы роторных насосов:

• обеспечивают высокую производительность благодаря конструкции;
• могут перекачивать широкий диапазон жидкостей, включая агрессивные среды и продукты с высокой вязкостью;
• имеют надежную конструкцию и требуют минимального обслуживания, что позволяет сократить затраты на эксплуатацию;
• тихо работают, что позволяет их использовать в условиях, где требуется минимизировать шумовые эмиссии;
• имеют компактные размеры и могут устанавливаться в ограниченных пространствах.

Минусы роторных насосов:

• могут быстро изнашиваться, если их эксплуатация не соответствует требованиям производителя;
• требуют точной настройки для обеспечения оптимальной производительности, что может быть сложно для непрофессионалов;
• стоят дороже, чем другие типы роторных насосов, что может быть препятствием для их использования в некоторых отраслях промышленности;
• в некоторых случаях могут иметь ограниченную пропускную способность, что является проблемой при перекачивании больших объемов жидкости.

Ротационные насосы с полым вращающимся диском

Ротационный насос — это тип роторных насосов, который использует вращающийся диск с полостью внутри для перекачивания жидкости. Принцип работы оборудования основан на создании разности давлений между полостью внутри диска и входом/выходом. При вращении диска жидкость засасывается в полость и перемещается к выходу. При этом благодаря центробежной силе она выталкивается из полости в выходной отверстие.

Насосы с полым вращающимся диском могут использоваться для перекачивания жидкостей различной вязкости и агрессивных сред.

Одним из их главных преимуществ является высокая производительность, что позволяет использовать приборы в крупных системах. Но они более чувствительны к износу, чем их аналоги, и требуют более частого технического обслуживания.

Типы роторных насосов

Существует множество типов роторных насосов, основные из них включают зубчатые, лопастные, винтовые и центробежные приборы. Также существуют их разновидности и модификации.

Роторные насосы тип M

Относятся к классу зубчатых насосов, в которых используются два зубчатых ротора, перемещающих жидкость от входа к выходу. Могут быть изготовлены из различных материалов, включая сталь, алюминий, бронзу, нейлон и другие полимеры.

Они используются для перекачивания жидкостей средней вязкости и могут работать с давлениями до нескольких сотен бар.

Специальное исполнение

Роторные насосы могут иметь специальное исполнение, адаптированное к конкретным требованиям и условиям эксплуатации. Например, в зависимости от перекачиваемой жидкости, они могут быть изготовлены из различных материалов, таких как нержавеющая сталь, титан, бронза, пластмассы и другие.

Кроме того, могут иметь различные конструктивные особенности, например, с разными типами уплотнений и шайбами, для обеспечения герметичности и уменьшения износа деталей.

Также могут находиться изменения геометрии ротора и статора для повышения производительности, увеличение или уменьшение размеров оборудования.

Объемные модификации

Также известные как роторные насосы дискового типа. Используются для перекачивания жидкостей с низкой или высокой вязкостью и характеризуются вращающимся диском внутри корпуса, который создает зоны повышенного и пониженного давления, перемещая рабочую среду от входа к выходу.

Существуют различные модификации, включая роторные насосы с полым диском, в которых он имеет вогнутую форму и находится внутри корпуса, и устройства с ротором, который имеет форму звездочки. Кроме того, могут быть использованы различные типы уплотнений и шайб для обеспечения герметичности и уменьшения износа деталей.

Роторные насосы объемного типа обеспечивают высокую производительность и надежность, а также могут быть легко адаптированы к различным условиям эксплуатации благодаря разным конструктивным и материальным модификациям.

Роторный насос серии D

Относится к типу винтовых роторных насосов и предназначен для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью и содержащих абразивные частицы, таких как нефть, гудрон, битум, жидкий уголь, вязкие смолы. Характеризуется наличием двух винтовых роторов, которые вращаются в противоположных направлениях и создают зоны высокого и низкого давления, перемещая жидкость от входа к выходу.

Имеет компактную конструкцию и высокую производительность, а также обеспечивает плавное и безопасное перекачивание жидкостей с минимальным износом деталей.

Серия D может быть адаптирована к различным условиям эксплуатации благодаря наличию различных конструктивных вариантов, включая разные материалы корпуса и роторов, уплотнения и другие дополнительные опции.

Модели вакуумного типа

Относятся к вакуумным роторным насосам, используются для создания вакуума в различных промышленных и научных приложениях, таких как вакуумная дистилляция, обработка материалов, микроскопия, фармацевтическая промышленность.

Основаны на принципе вращающихся роторов, которые создают зоны низкого давления внутри его и выпускают газы или пары через выходной порт. Роторы могут быть смещенными или непосредственно связанными друг с другом и иметь различные профили для оптимизации работы оборудования.

Модели вакуумного типа могут быть разных размеров и производительностей в зависимости от конкретных потребностей приложения. Имеют ряд преимуществ, включая высокую эффективность, низкий уровень шума, надежность и долговечность. Однако требуют регулярного технического обслуживания, в частности замену масла и фильтров, чтобы поддерживать оптимальную работу и продолжительность службы.

Роторный насос серии N

Это высокопроизводительные роторные насосы с внутренним зубчатым профилем, которые используются в различных промышленных приложениях. Основаны на принципе вращающихся роторов с внутренним зубчатым профилем, которые создают зоны низкого давления внутри роторного насоса и перемещают жидкости или газы через насосный корпус.

Роторы могут быть изготовлены из различных материалов в зависимости от конкретных потребностей приложения, и иметь разные размеры и производительности. Роторные насосы серии N имеют ряд преимуществ, включая высокую производительность, надежность, долговечность и малый уровень шума.

Кулачковые устройства

Кулачковые устройства используются в насосах для создания вращательного движения ротора. Состоят из кулачка, вращающегося внутри корпуса с выступами, которые соприкасаются с кулачком и ведущей осью вращения, соединяющейся с ротором.

Устройства позволяют им генерировать высокую скорость вращения ротора, что обеспечивает повышенную производительность роторного насоса. Также обеспечивают равномерное вращение ротора, что уменьшает износ и продлевает срок службы оборудования.

Но кулачковые устройства чувствительны к износу и требуют регулярного обслуживания, включая замену изношенных деталей и смазку механизма, чтобы обеспечить оптимальную работу и долговечность.

Роторный насос серии T

Это высокопроизводительные роторные насосы, которые используются для перекачивания различных жидкостей и газов в широком диапазоне промышленных и научных приложений. Оснащены двойным ротором, обеспечивающим высокую производительность и надежность оборудования.

Насосы серии T имеют компактный размер, низкий уровень шума, высокую степень вакуума и могут обеспечивать постоянный поток жидкости или газа без пульсации. Устройства изготавливаются из различных материалов, включая нержавеющую сталь, алюминий и титан, что позволяет им работать с агрессивными жидкостями и газами.

Одним из главных преимуществ роторных насосов серии T является их высокая производительность при относительно низких оборотах, что уменьшает износ и продлевает срок его службы.

Модификации серии Intertool HT 0067

Они предназначены для работы в экстремальных условиях, включая высокие температуры и агрессивные среды. Могут быть использованы для перекачивания различных жидкостей, включая кислоты, щелочи, масла и топлива.

Одной из особенностей модификаций серии Intertool HT 0067 является наличие керамических деталей в механизме. Это обеспечивает высокую степень коррозионной стойкости и износостойкости.

Кроме того, они могут быть оснащены различными опциями, такими как системы охлаждения и обогрева, контроля и регулирования давления, а также различными материалами для изготовления оборудования, такие как нержавеющая сталь и титан.

Однако, из-за сложности конструкции и использования высокотехнологичных материалов, модификации Intertool HT 0067 намного дороже, чем обычные роторные насосы.

Параметры моделей серии SLR

Роторные насосы серии SLR обладают следующими параметрами:

• производительность: от 1 до 500 м3/час;
• давление: до 48 бар;
• вязкость перекачиваемой жидкости: от 0,5 до 10 000 cSt;
• температура перекачиваемой жидкости: от -40 до +350 градусов по Цельсию;
• материал корпуса: чугун, нержавеющая сталь, латунь, титан;
• материал ротора: нержавеющая сталь, чугун, титан;
• тип уплотнения: механический, сальниковый, манжетный уплотнитель;
• направление движения жидкости: вертикальное или горизонтальное.

Эти параметры могут изменяться в зависимости от конкретной модели насоса и его спецификаций.

Особенности насосов серии КО-505

Роторные насосы серии КО-505 производства ОАО «Насосэнергомаш» предназначены для перекачивания нефтепродуктов, бензина, керосина, мазута и других неагрессивных жидкостей с вязкостью до 1500 сСт и содержанием механических примесей до 0,1% по объему.

Особенности серии КО-505:

• высокий КПД и производительность;
• конструктивно компактный и простой в обслуживании;
• возможность перекачки жидкостей с высокой вязкостью;
• рабочее колесо со специальными вырезами, снижающее возможность застревания твердых частиц;
• универсальность использования в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности;
• встроенный механический уплотнитель с ремонтопригодной конструкцией.

Роторные насосы серии КО-505 обеспечивают надежную работу в тяжелых условиях и являются одними из наиболее распространенных в нефтегазовой промышленности.

Особенности насосов серии «НВР 220 мото»

Роторный насос серии «НВР 220 мото» предназначен для перекачивания нефтепродуктов, дизельного топлива, масел, жидкостей на водной основе и других неагрессивных рабочих сред. Относится к классу самовсасывающих насосов и может использоваться для перекачивания жидкостей из резервуаров, цистерн, бочек и других емкостей.

Особенности «НВР 220 мото»:

• компактный размер и малый вес, что обеспечивает легкость и удобство при транспортировке и установке;
• удобная транспортировка благодаря наличию колес и ручки для переноски;
• возможность перекачивания жидкостей с высокой вязкостью;
• высокая производительность;
• встроенный механический уплотнитель, который обеспечивает надежную герметизацию и продолжительный срок службы;
• низкий уровень шума и вибрации благодаря применению современных технологий и материалов;
• простота в эксплуатации и обслуживании.

Роторные насосы серии «НВР 220 мото» широко применяются в строительстве, сельском хозяйстве, промышленности и других областях, где требуется перекачивание жидкостей на небольшие расстояния и в условиях, когда необходимо быстро перемещать оборудование с места на место.

Параметры моделей серии GY1A040F

Роторные насосы серии GY1A040F производятся компанией YONJOU и применяются для перекачивания различных жидкостей, включая воду, масло и химические растворы. Относятся к классу циркуляционных насосов и имеют следующие параметры:

• производительность – до 3,6 м3/час;
• напор – до 24 м;
• мощность – 0,25 кВт;
• скорость вращения – 2900 об/мин;
• диаметр входного и выходного патрубков – 1 дюйм;
• диаметр ротора – 70 мм;
• рабочая температура – от -10 до +100 градусов Цельсия;
• максимальное рабочее давление – 10 бар.

Роторные насосы серии GY1A040F изготавливаются из высококачественных материалов, что обеспечивает надежную и долговечную работу. Имеют компактный размер, это облегчает установку и транспортировку, а также простоту в эксплуатации и обслуживании.

Модификации серии GY1A035F

Модификации роторных насосов серии GY1A035F могут различаться по ряду характеристик, таких как производительность, мощность, напор и т.д. Некоторые из популярных модификаций этой серии, производимых компанией YONJOU, включают в себя:

• GY1A035F-1: производительность – 1,5 м3/час, напор – 12 м, мощность – 0,12 кВт;
• GY1A035F-2: производительность – 2,2 м3/час, напор – 13 м, мощность – 0,18 кВт;
• GY1A035F-3: производительность – 2,8 м3/час, напор – 16 м, мощность – 0,25 кВт.

Кроме того, существуют и другие модификации, которые могут иметь некоторые дополнительные функции, такие как защита от перегрузки или автоматическое отключение в случае неисправности.

Роторный насос является одним из наиболее эффективных и надежных типов оборудования, применяющийся в различных отраслях промышленности. Благодаря конструктивным особенностям, устройство обладает высокой производительностью, надежностью, долговечностью и минимальными затратами на эксплуатацию.

Чертежи уплотнений

Чертежи уплотнений для роторных насосов могут различаться в зависимости от их типа и используемого уплотнения. Однако, общие принципы уплотнений могут быть применены к большинству роторных насосов.

Основной компонент уплотнения — это уплотнительное кольцо, которое находится на валу ротора и прижимается к лицу корпуса роторного насоса. Для того чтобы уменьшить трение и износ уплотнительного кольца, между ним и корпусом роторного насоса применяются различные виды уплотнительных материалов, такие как углерод, керамика, тефлон и другие.

Тип уплотнения может также включать в себя механические уплотнения, которые используются для обеспечения более надежной защиты от проникновения жидкости или газа внутрь роторного насоса.

Чертежи уплотнений для роторных насосов должны содержать подробную информацию о размерах, материалах и конструкции уплотнения. Они могут быть представлены в различных форматах, таких как 2D или 3D чертежи, в зависимости от потребностей производителя роторного насоса.

При разработке уплотнений для роторных насосов важно учитывать особенности работы, а также особенности рабочей среды. Например, если он используется для перекачивания агрессивных или взрывоопасных жидкостей, то уплотнение должно быть разработано соответствующим образом, чтобы обеспечить безопасность и надежность работы роторного насоса.