Кінематичні основи радіально-поршневого насоса

Класифікація радіально-поршневих машин

Роторні радіально-поршневі машини

Роторна радіально-поршнева гідромашина являє собою гідромашину (насос або гідромотор), у якої осі поршнів (або плунжерів) перпендикулярні осі обертання ротора або складають з нею кути більш 45°.

У радіально-поршневій гідромашині ротор здійснюючий обертальний рух, а поршні (або плунжери), що обертаються разом з ротором, роблять зворотно-поступальний рух у циліндрах машини.

У загальному випадку роторна машина (насос, гідромотор) визначається як об'ємна машина з обертальним або обертальним і зворотно-поступальним рухом робочих органів незалежно від характеру руху ведучої ланки.

Радіально-поршневі машини підрозділяються на:

1) однорядні і багаторядні;

2) однократної і багаторазової дії;

3) регульовані і нерегульовані;

4) с розподілом рідини за допомогою циліндричного золотника (цапфи), плоского золотника (торцевого розподільника), клапанного розподільника, примусового клапанного розподільника, золотникового розподільника, клапанно-щілинного розподільника;

5) ексцентрикові, кулачкові і з плоскою направляючою.

Кінематичною основою цього насоса є розглянутий раніше кривошипно-шатунний механізм, перетворений так, що нерухомою ланкою є кривошип 1 (мал. 1, а), циліндр 3 обертається (приводиться) з постійною кутовою швидкістю навколо осі О₂, а шатун 2 обертається з перемінною швидкістю навколо осі O₁. Відстань е між цими осями (відповідає розмірові г кривошипа вихідної схеми) називається ексцентриситетом.

Оскільки поршень (повзун) 4 цього кривошипно-шатунного механізма зв'язаний, як і в колишній схемі із шатуном 2, що обертається навколо осі О₁, він буде при обертанні циліндра 3 робити в ньому зворотно-поступальні переміщення з ходом h = 2е, при яких об’єми циліндрів будуть послідовно (через кожні 180° повороту) збільшуватися і зменшуватися. Рух поршня убік збільшення камери використовується для засмоктування рідини в циліндр, а убік зменшення камери — для витиснення її з циліндра.

Узявши не один, а трохи звездообразно розташованих циліндрів 3, осі яких перетинаються в загальному центрі обертання 0₂, а шатуни 2 поршнів 4 шарнірно-зв'язані з віссю О₁, одержимо кінематичну схему многопоршневого насоса з радіальним розташуванням циліндрів (мал. 1, б). Оскільки циліндри 3 у цій схемі обертаються навколо нерухомої осі О₂, представляється можливим використовувати її як розподільну цапфу (золотника), у якій для Мал. 1. Кінематичні схеми радіально-поршневих насосів

цього виконуються канали усмоктування а і нагнітання b (мал. 2). Циліндри 3 останні схеми посаджені своєю підставою на розподільну цапфу й отворами у своїх денцях з'єднуються з осьовими свердліннями а і в, через які приділяється і підводиться до циліндрів рідина. Кінематика механізму збережеться, якщо ведення поршнів тут здійснено за допомогою кільця 2, радіус якого дорівнює радіусові R шатуна колишньої схеми (див. також штрих пунктирну окружність на мал. 1, б). Для цього поршні зв'язуються тим або іншим способом (за допомогою пружин, тиску рідини насосів, що підкачують, і ін.) зі статорним кільцем 2, вісь якого зміщена щодо осі обертання циліндрового блоку 1.

Мал. 2. Принципова схема роторно-поршневого насоса радіального типу

З приведеного випливає, що радіально-поршневий насос, схема якого представлена на мал. 2, побудований на базі раніше розглянутого кривошипного механізму, відповідно до чим виведеного раніше кінематичного залежності будуть справедливі і для насоса даної схеми.

Подача насоса

Робочий об’єм радіально-поршневого насоса

де d,h і z – діаметр, хід поршня і число поршнів;

- площа поршня.

З огляду на, що хід h = 2e поршні дорівнює подвійному ексцентриситетові, одержимо

Відповідно до цим середня теоретична подачаа насоса в одиницю часу дорівнює

або

де ώ і n – кутова швидкість і частота обертання.

Дата добавления: 2014-01-07