Принцип работы шиберного насоса (пластинчатого): виды, особенности, устройство

Шиберный (пластинчатый) насос — это механизм, используемый для перекачивания жидкостей или газов, основанный на принципе перемещения жидкости с помощью пластинчатых элементов, называемых ротором и статором. Роторы обычно имеют форму криволинейных лепестков, расположенных на осях, которые соприкасаются с плоскими гранями статора, поэтому его еще могут называть лепестковый насос.

Шиберный насос обычно используется в таких областях, как медицинское оборудование, химическая промышленность, гидравлика, пневматика и другие промышленные процессы, где требуется точная дозировка или перемещение жидкости или газа.

Содержание

Устройство и принцип работы пластинчатого насоса

Шиберный (пластинчатый) насос состоит из двух пластин, вращающихся вокруг своих осей. Одна пластина неподвижно закреплена на корпусе, а другая пластина вращается относительно нее. Между пластинами создается узкий зазор, который перемещается вокруг своей оси, формируя камеру, в которой происходит перекачка жидкости или газа.

Пластины имеют форму криволинейных лепестков и расположены под углом друг к другу. При вращении ротора появляются воздушные камеры, которые перемещаются вдоль пластин. В этот момент жидкость заполняет камеры и захватывается в процессе перемещения камеры. При дальнейшем движении ротора жидкость принуждается двигаться в направлении выходного отверстия шиберного насоса.

Пластинчатые гидронасосы двойного действия

Шиберные насосы двойного действия, также известные как двухходовые, работают по принципу двух независимых гидронасосов, объединенных в одно устройство. Они имеют два ротора, которые работают одновременно в противоположных направлениях, и каждый ротор отвечает за отдельный ход насоса.

Каждый ротор включает в себя несколько пластин, расположенных параллельно друг другу, и между пластинами образуются камеры. Когда роторы вращаются, объем камер увеличивается и уменьшается, что позволяет перекачивать жидкость через вход и выход.

Шиберные насосы двойного действия широко используются в гидравлических системах, таких как системы подъема и перемещения грузов, системы управления и управления лопастями, системы сдвига и другие приложения.

Основное преимущество шиберных насосов двойного действия — это высокая производительность и эффективность работы. Они могут обеспечить стабильное давление и поток жидкости, даже при высокой нагрузке. Кроме того, они обычно имеют низкий уровень шума и вибрации, что делает их более привлекательными для использования в областях, где требуется высокая точность и чувствительность.

Однако у шиберных насосов двойного действия есть и некоторые недостатки. Например, они требуют более сложной конструкции, что делает их более дорогими и труднее в обслуживании. Кроме того, из-за сложной конструкции они могут быть более подвержены износу и поломкам, если не обслуживаются регулярно.

Насосы одинарного действия

Шиберные насосы одинарного действия, или одноходовые насосы, работают по принципу одного ротора, который вращается в камере. Эти шиберные насосы перекачивать жидкость только в одном направлении — от входа к выходу.

Основным преимуществом шиберного насоса одинарного действия является их простота и надежность. Они обычно имеют меньше деталей, чем двухходовые, что делает их более простыми в обслуживании и ремонте. Кроме того, они обычно имеют меньшую цену, что делает их более доступными для использования в различных отраслях.

Однако шиберных насосов одинарного действия есть и некоторые недостатки. Например, они могут иметь более низкую производительность и меньшую точность дозировки, чем двухходовые. Кроме того, они могут быть более подвержены износу и поломкам из-за более высокой скорости вращения ротора и более высоких давлений, что ограничивает их использование в некоторых приложениях.

Принцип действия шиберного насоса одинарного типа

Основные виды и типы

Существует множество различных типов шиберных насосов, включая с одним и двумя роторами, шиберные насосы с регулируемой производительностью и ручные. Некоторые из наиболее распространенных видов включают:

Шиберные насосы с одним ротором — наиболее распространенный тип, используемый во многих промышленных приложениях. Они имеют один ротор, который вращается внутри статора, и могут работать как насос или гидравлический мотор.
Шиберные насосы с двумя роторами — также известные как насосы двойного действия, они имеют два ротора, которые вращаются в противоположных направлениях и могут работать как насос и гидравлический мотор одновременно.
Шиберные насосы с регулируемой производительностью — это аппараты, которые могут регулировать свою производительность в зависимости от потребностей приложения. Они могут использоваться для точной дозировки жидкостей и газов.
Ручные шиберные насосы — это механизмы, которые не требуют электричества или других источников энергии для работы. Они работают на основе механической силы, применяемой пользователем, и используются часто в медицинском оборудовании и других приложениях, где точность дозировки критична.

Материалы, используемые в производстве

Материалы, используемые в производстве шиберных насосов, зависят от условий эксплуатации и требований процесса, в котором они используются. Однако обычно шиберные насосы изготавливают из таких материалов, как:

Нержавеющая сталь — это материал с высокой коррозионной стойкостью, который может использоваться для шиберных насосов, работающих с агрессивными жидкостями и высокими температурами.
Чугун — это материал с высокой прочностью и износостойкостью, который может использоваться для шиберных насосов, работающих с абразивными жидкостями и в условиях высоких нагрузок.
Бронза — это материал с высокой коррозионной стойкостью и механической прочностью, который может использоваться для шиберных насосов, работающих с жидкостями, содержащими соли и кислоты.
Титан — это материал с высокой прочностью и коррозионной стойкостью, который может использоваться для шиберных насосов, работающих в условиях высокой температуры, давления и агрессивных жидкостей.
Полимеры — это материалы с высокой химической стойкостью, которые могут использоваться для шиберных насосов, работающих в условиях сильной коррозии и агрессивных жидкостей.

Выбор материала для изготовления шиберного насоса зависит от многих факторов, таких как тип жидкости, давление, температура, конструкция и требования процесса. Важно выбрать подходящий материал для конкретного приложения, чтобы обеспечить надежную и долговечную работу шиберного насоса.

Основные сферы применения

Шиберные пластинчатые насосы широко используются в различных отраслях, включая:

Медицинское оборудование — для точной дозировки медицинских препаратов и жидкостей.
Химическая промышленность — для перекачки агрессивных и коррозионно-активных жидкостей.
Гидравлика и пневматика — для перемещения жидкостей и газов в системах гидравлических и пневматических устройств.
Производство пищевых продуктов — для точной дозировки ингредиентов и перекачки продуктов.
Автомобильная промышленность — для перекачки топлива и других жидкостей в автомобильных двигателях.
Нефтегазовая промышленность — для перекачки нефти и газа в процессах добычи и транспортировки.

Преимущества и недостатки

Преимущества шиберных насосов:

Высокая точность дозировки.
Низкий уровень шума и вибрации.
Малые размеры и компактность.
Возможность работы в широком диапазоне давлений и температур.
Низкие затраты на эксплуатацию и обслуживание.

Недостатки шиберных насосов:

Ограниченная производительность по сравнению с другими типами насосов.
Высокая стоимость при большом объеме производства.
Чувствительность к вязкости и температуре перекачиваемой жидкости.
Необходимость регулярного обслуживания и замены деталей.

Основные части шиберного насоса

Расчет производительности

Производительность шиберного насоса зависит от его типа, конструкции и других факторов, таких как давление, температура и вязкость перекачиваемой жидкости. Расчет производительности может быть выполнен с использованием формулы:

Q = V/t,

где Q — производительность, V — объем перекачиваемой жидкости, t — время перекачивания.

Производительность шиберного насоса однократного действия

Производительность шиберного насоса однократного действия определяется формулой:

Q = 0,25 * π * D^2 * L * n * η,

где D — диаметр ротора, L — длина ротора, n — скорость вращения ротора, η — коэффициент полезного действия.

Производительность шиберного насоса двукратного действия

Производительность шиберного насоса двукратного действия зависит от объема перекачиваемой жидкости и скорости вращения ротора. Производительность может быть рассчитана по формуле:

Q = π * D^2 * L * n * η,

где D — диаметр ротора, L — длина ротора, n — скорость вращения ротора, η — коэффициент полезного действия.

Принцип работы пластинчатого насоса двухкратного действия

Насосы регулируемого типа

Шиберные насосы регулируемого типа — это такие, которые позволяют регулировать поток жидкости в зависимости от потребностей процесса. Это достигается путем изменения объема его камеры, что в свою очередь изменяет количество жидкости, которое перекачивается за каждый оборот ротора.

Устройство регулируемого шиберного насоса

Существует несколько типов шиберных насосов регулируемого типа, которые отличаются конструкцией и методом регулировки. Некоторые из основных видов шиберных насосов регулируемого типа включают в себя:

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия. Они имеют два ротора, которые вращаются в противоположных направлениях, что позволяет регулировать поток жидкости путем изменения скорости вращения роторов.
Насосы с регулируемым шибером. Они имеют шибер, который можно регулировать для изменения объема камеры и, следовательно, объема перекачиваемой жидкости.
Гидравлически регулируемые насосы. Они используют гидравлический привод для регулировки объема камеры.

Регулируемые шиберные насосы широко используются в различных отраслях,принцип раб где требуется точная регулировка потока жидкости. Они могут использоваться в промышленности для перекачивания различных жидкостей, в технике и транспорте, для регулировки давления топлива и других жидкостей, а также в системах отопления и охлаждения для регулировки потока теплоносителя.

Схемы управления регулируемых шиберных насосов

При выборе регулируемого шиберного насоса необходимо учитывать такие параметры, как требуемая производительность, максимальное давление, тип жидкости и условия эксплуатации. Он также должен соответствовать стандартам безопасности и надежности.

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия — это такие, которые используют два ротора для регулировки потока жидкости. Они часто используются в промышленности для перекачивания различных жидкостей и газов, включая нефть, воду, газ и другие.

Его устройство включает в себя:

Два ротора. Роторы находятся внутри корпуса и вращаются в противоположных направлениях.
Камеры. Камеры создаются между роторами и корпусом и изменяются при вращении роторов.
Клапаны. Клапаны используются для регулирования потока жидкости в камерах.

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия могут обеспечивать более точную регулировку потока жидкости, чем нерегулируемые насосы. Они могут также обеспечивать более высокую производительность и меньшее потребление энергии, поскольку они могут регулировать поток жидкости в соответствии с потребностями процесса.

При выборе регулируемого пластинчатого насоса непрямого действия необходимо учитывать такие параметры, как требуемая производительность, максимальное давление, тип жидкости и условия эксплуатации. Он также должен соответствовать стандартам безопасности и надежности.

Регулируемые пластинчатые насосы непрямого действия могут быть использованы в различных отраслях, таких как нефтяная и газовая промышленность, химическая промышленность, транспорт, промышленная автоматизация и другие. Они могут использоваться для перекачивания жидкостей и газов на большие расстояния, для поддержания постоянного давления в системе и для регулировки потока жидкости в зависимости от потребностей процесса.

Нерегулируемые

Нерегулируемые шиберные насосы — это такие, которые не имеют возможности регулировки потока жидкости. Они работают по принципу постоянного объема, что означает, что они перекачивают одинаковый объем жидкости за каждый оборот ротора.

Они обычно имеют простую конструкцию и могут использоваться в различных приложениях, таких как перекачивание воды или масла, наполнение емкостей и другие. Они обычно имеют меньшую стоимость и более низкий уровень сложности, чем регулируемые.

Однако, нерегулируемые шиберные насосы не могут регулировать поток жидкости в зависимости от потребностей процесса, что может привести к неэффективному использованию энергии и избыточной перекачке жидкости. Кроме того, они могут быть менее точными в дозировке жидкости, чем регулируемые насосы, что делает их менее подходящими для применения в более точных приложениях.

Несмотря на некоторые недостатки, они все еще широко используются в различных отраслях, благодаря своей простоте, доступности и надежности. В зависимости от конкретных потребностей процесса, они могут быть подходящим выбором для некоторых приложений, где точность и регулировка потока не являются критически важными.

Устройство пожарного шиберного насоса

Пожарный шиберный насос — это тот, который используется для пожаротушения и спасательных операций. Он имеет более сложную конструкцию, чем обычные ручные шиберные насосы, и включает в себя такие компоненты, как двигатель, насосный блок, манометр и пожарный шланг.

Его устройство включает в себя:

Двигатель. Это может быть бензиновый или дизельный двигатель, который приводит в движение насосный блок.
Насосный блок. Этот блок состоит из ротора и статора, которые создают разрежение внутри и перекачивают воду через шланги.
Манометр. Манометр используется для измерения давления воды, поступающей наружу.
Пожарный шланг. Это гибкий шланг, который используется для направления воды на место пожара.
Рукоятки и колеса. Рукоятки используются для его переноски, а колеса облегчают его перемещение.

Пожарный шиберный насос обычно имеет высокую производительность и способен перекачивать большие объемы воды на большие расстояния. Они могут использоваться для пожаротушения, промывки улиц и газонов, а также для наполнения бассейнов и других больших емкостей водой.

При эксплуатации пожарного шиберного насоса необходимо соблюдать определенные меры предосторожности, такие как правильное хранение и обслуживание, использование защитных средств и обучение пользователям правильному использованию насоса в экстренных ситуациях.

Ручной насос

Ручные шиберные насосы не требуют электричества или других источников энергии для работы. Они работают на основе механической силы, применяемой пользователем. Они могут использоваться для точной дозировки жидкостей и газов, и они широко используются в медицинском оборудовании, лабораториях и других приложениях, где точность дозировки критична.

Устройство и применение

Устройство ручных шиберных насосов очень похоже на устройство других ручных насосов. Они состоят из ручки, корпуса и клапана, но имеют дополнительные элементы, такие как шиберный механизм.

Шиберный механизм в ручных шиберных насосах состоит из двух пластин, которые пересекаются под углом и смещаются внутри в ответ на движение ручки. Когда пластины смещаются, они создают камеру с уменьшающимся объемом, что приводит к перекачке жидкости из входа на выход.

Ручные шиберные насосы обычно используются для перекачивания жидкостей в небольших объемах, таких как перекачивание воды из колодца или транспортировка масла из контейнера в автомобиль.

Особенности ремонта и замены элементов

Если ручной шиберный насос требует ремонта, то необходимо выполнить ряд операций. Наиболее распространенными проблемами, которые могут возникнуть при эксплуатации насоса, являются износ уплотнительных элементов, повреждения корпуса и поломка ручки.

Чтобы заменить уплотнительные элементы, необходимо разобрать насос, удалить старые уплотнители и установить новые. Для замены поврежденного корпуса или поломанной ручки, может потребоваться полная его замена или его частей.

При замене элементов ручного шиберного насоса необходимо использовать оригинальные запчасти, чтобы обеспечить надежную и безопасную работу. Ремонт и замена элементов ручных шиберных насосов должен проводиться только специалистами или опытными пользователем, которые имеют достаточный уровень знаний и навыков в данной области.

Особенности ремонта и замены элементов

Ремонт и замена элементов шиберных насосов должны производиться квалифицированным персоналом с опытом работы с этим типом оборудования. В случае повреждения элементов, таких как роторы, статоры, клапаны и уплотнения, они должны быть заменены на новые. Регулярное его обслуживание, такое как замена масла и фильтров, поможет продлить срок службы шиберного насоса и обеспечить его эффективную работу.

В заключение, шиберный насос является эффективным и надежным оборудование, который широко используется в различных отраслях. Его преимущества включают высокую точность дозировки, низкий уровень шума и вибрации, компактность и возможность работы в широком диапазоне давлений и температур.