Что такое лопастной насос - работа, типы и области применения

А лопастной насос представляет собой поршневой насос, который подает постоянный поток ставка ниже различные условия давления. Это самовсасывающий насос. Он известен как «лопастной насос” потому что он оказывает давление на жидкость из-за удара лопастей. Чарльз С. Барнс Саквилл, Нью-Брансуик, изобрел первый лопастной насос и запатентовал его 16 июня 1874 года.

Этот насос имеет разное количество лопастей, установленных на роторе, который перемещается в полости. Иногда эти лопасти могут иметь переменную длину и натягиваться для поддержания контакта со стенкой при работе насоса. Насос также имеет предохранительный клапан, который останавливает повышение давления внутри насоса, что может привести к поломке насоса.

Новейшие лопастные насосы имеют поверхностный контакт между статором и ротором вместо линейного контакта.

Эти насосы наиболее широко используются в системах кондиционирования воздуха, гидроусилителях руля и автомобилях.

Этот поршневой насос прямого вытеснения используется для преобразования газа высокого давления в газ низкого давления. Лопастные насосы не подходят для высоковязких жидкостей. Пластинчатый насос может перекачивать жидкости со средней вязкостью и лучше всего подходит для перекачки жидкостей с низкой вязкостью, таких как спирты, растворители, аммиак и сжиженный газ.

Читайте также: Различные типы насосов

Работа лопастного насоса

Пластинчатый насос работает следующим образом:

• Прежде всего, мощность передается на вал через электродвигатель или двигатель.

• Вал соединен с ротором, который вращается в соответствии с вращением вала.

• Этот ротор имеет несколько лопастей, которые вращаются вместе с ротором.

• При вращении ротора внутри насоса создается вакуум; из-за этого он всасывает внешнюю воду в насос.

• Когда вода попадает в зону ротора, лопасти ротора перемещают воду наружу благодаря центробежной силе.

• Когда вода попадает на лопасти, эти лопасти преобразуют КЭ воды в скорость и направляют ее в сторону диффузора или области спирального корпуса.

• Спиральный корпус имеет редукционную площадь; благодаря этому он преобразует скорость воды в давление и увеличивает давление в соответствии с требованиями.

• После нагнетания воды вода сбрасывается и доставляется в нужное место.

Для лучшего понимания посмотрите следующее видео:

Компоненты лопастного насоса

Пластинчатый насос состоит из следующих основных компонентов:

• Корпус

• Входной порт

• Кулачковое кольцо

• Выходной порт

• Лопасти

• Ротор

• Вал

1) Корпус

Это внешняя часть пластинчато-роторного насоса. Он обеспечивает безопасность всех внутренних компонентов насоса. Он предотвращает любые повреждения внутренних частей, таких как ротор, вал, скользящие лопасти и т. д., из-за внешнего источника.  

2) Входной порт

Этот порт используется для всасывания жидкости в насос. Он работает как односторонний клапан.

3) Выходной порт

После нагнетания жидкости насос выпускает жидкость через выходное отверстие. Он также работает как односторонний клапан.

4) Вал

А вал насоса соединен с электродвигателем. Этот двигатель передает мощность на вал и вращает вал. Этот вал далее соединяется с ротором. 

5) Ротор

Это самая важная часть насоса, которая играет большую роль во всасывании и нагнетании жидкости. Он соединяется с валом. Ротор вращается в соответствии с вращением вала. Он имеет несколько лопастей.

Когда ротор вращается, внутри насоса создается вакуум, за счет которого насос всасывает жидкость.

6) Лопасти

Лопасти лопастного насоса установлены на роторе. Основной задачей лопастей является преобразование кинетической энергии жидкости в ее скорость. Эти лопасти имеют прямоугольную форму. Скользящие лопатки присутствуют в пазах ротора. Скользящие лопасти перемещаются внутри пазов

7) Кулачковое кольцо

Это кольцо установлено на внутренней стенке корпуса насоса. 

Читайте также: Работа центробежного насоса

Типы лопастных насосов

Пластинчатые насосы бывают следующих основных типов:

• Сбалансированный лопастной насос

• Несбалансированный лопастной насос

• Пластинчатый насос с переменным рабочим объемом

1) Несбалансированный лопастной насос

1. Этот насос является наиболее распространенным типом лопастных насосов.

2. Разность давлений между всасывающим и нагнетательным клапанами вызывает боковую нагрузку на вал насоса. Эта боковая нагрузка на вал сокращает срок службы подшипника. Этот тип лопастного насоса известен как неуравновешенный лопастной насос из-за разницы давлений между впускным и выпускным клапанами.

3. В то время как у сбалансированного лопастного насоса нет боковая нагрузка на вал ротора.

4. Дебалансный лопастной насос имеет цилиндрический ротор, установленный на смещении круглого корпуса. Это означает, что центр цилиндрического ротора не совпадает с центром корпуса. Между центром ротора и центром корпуса имеется определенное расстояние.

5. Ротор имеет радиальную канавку, которая проточена в приводном валу. Ротор движется в кулачковом кольце. Каждая радиальная канавка имеет лопасть, которая может свободно входить и выходить из канавки под действием центробежной силы. Лопасти сконструированы таким образом, что они контактируют с поверхностью кулачкового кольца при вращении ротора.

6. Утечек между корпусом и наконечником лопасти нет.

2) Сбалансированный лопастной насос

• Сбалансированный пластинчато-роторный насос имеет эллиптический корпус. Эллиптический корпус и ротор имеют один и тот же центр. Смещения нет.

• Эти лопастные насосы имеют универсальную конструкцию и наиболее широко используются в мобильных и промышленных приложениях.

• Разность давлений между входом и выходом не создается, потому что этот насос имеет два входа и один выход.

• Два впускных отверстия находятся на противоположных сторонах друг друга. Точно так же выходные порты также находятся на противоположных сторонах.

• Эта сборка впускного и выпускного отверстий уравновешивает равные и противоположные силы тяги, так что вал ротора не сталкивается с какими-либо боковыми силами тяги.

• Этот уравнительный насос обеспечивает лучшую производительность и длительный срок службы.

• Этот тип насоса имеет отличный срок службы во многих областях применения. Срок службы пластинчато-поршневых насосов в промышленности составляет более 24 000 часов.

• Размер полости между двумя лопатками уменьшается от входной стороны к выходной.

• Насос всасывает жидкость из впускного отверстия, а нагнетает через выпускное отверстие.

• Давление, действующее на ротор в области выхода, высокое; силы в двух выходных областях равны, но противоположны. Следовательно, на подшипники вала нет чистой нагрузки.

3) Пластинчатый насос с переменным рабочим объемом

• Пластинчатый насос переменной производительности позволяет изменять размер кармана.

• Из-за разных размеров кармана насоса скорость подачи также различается.

• У этого насоса лопасти не соприкасаются напрямую с корпусом насоса.

• Этот пластинчато-роторный насос имеет кольцо между лопастью и корпусом. Это кольцо называется реакционным кольцом.

• Один конец этого кольца соединяется с пружиной, а другой конец соединяется с регулировочным винтом.

• Размер помпового кармана изменяется с помощью регулировочных винтов.

• Когда регулировочный винт начинает вращаться, реактивное кольцо также перемещается вверх и вниз.

• Когда опорное кольцо перемещается вверх и вниз, смещение между центром ротора и центром опорного кольца изменяется.

• Из-за изменения смещения размер кармана также изменяется, что, в свою очередь, изменяет скорость подачи от насоса.

Читайте также: Работа поршневого насоса

Преимущества и недостатки лопастного насоса приведены ниже:

Преимущества лопастного насоса

1. Насосы имеют самовсасывающую способность.

2. Они имеют прочную конструкцию.

3. Они обеспечивают постоянную подачу жидкости с заданной скоростью.

4. Пластинчатый насос обеспечивает непрерывную подачу с незначительной пульсацией.

5. Им не нужны обратные клапаны

6. Эти насосы имеют легкий вес.

7. Они имеют прочную и компактную конструкцию.

8. Они имеют высокий объемный КПД и общий КПД.

9. Этот поршневой насос может перекачивать жидкости, содержащие газы и пары.

10. Имеют низкий уровень вибрации и шума.

11. У них простое обслуживание.

12. Они обеспечивают пульсирующий свободный поток.

13. Они лучше всего подходят для широкого спектра применений.

Недостатки лопастного насоса

1. Для предотвращения внезапной остановки подачи насоса требуется предохранительный клапан.

2. Эти типы насосов не подходят для абразивных жидкостей.

3. Пластинчато-роторный насос требует хорошего уплотнения.

4. Эти насосы нуждаются в высококачественной системе фильтрации, поскольку посторонние частицы могут привести к отказу насоса.

5. Они имеют сложную конструкцию корпуса и многих других компонентов.

6. Эти насосы не являются лучшими для приложений с высокой вязкостью или высоким давлением.

Применение лопастных насосов

• Лопастные насосы используются в машинах для производства напитков.

• Эти насосы используются в нефтяной и газовой промышленности.

• Лопастные насосы также используются для приложений со средним давлением, таких как дозаторы (эспрессо, кофе и безалкогольные напитки).

• Они используются в аэрозолях и пропеллентах

• Эти насосы наиболее широко используются для приложений высокого давления, таких как гидроусилитель руля, кондиционеры и нагнетатели.

• Эти насосы используются для наполнения баллонов сжиженным газом.

• Они используются для авиационных услуг, таких как перекачка топлива и защита от обледенения.

• Они используются для массовой передачи NH3 и СНГ

Разница между центробежным насосом и лопастным насосом

Разница между центробежным насосом и лопастным насосом приведена ниже: