Объёмные насосы — типы, схемы, классификация и свойства.

В объемных насосах взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в замкнутых объемах (рабочих камерах), которые попеременно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания. При работе насоса такая камера сначала заполняется жидкостью из полости всасывания, затем она отсоединяется от полости всасывания и соединяется с полостью нагнетания. Когда рабочая камера соединена с полостью нагнетания, происходит вытеснение жидкости. Далее она вновь соединяется с полостью всасывания. Этот процесс повторяется многократно. Рабочий орган, обеспечивающий заполнение камеры жидкостью, а потом ее вытеснение, называют вытеснителем.

   У объемного насоса может быть одна или несколько рабочих камер объемом Wk. Общее число рабочих камер ( Z ) определяет рабочий объем насоса ( Wo ). Под рабочим объемом Wo понимают максимальное количество жидкости, которое насос может подать за один цикл работы. Циклом работы для большинства объемных насосов является один оборот его вала. Следует иметь в виду, что у некоторых насосов каждая рабочая камера за один оборот вала может совершить две или более подачи жидкости. Число таких подач называется кратностью работы насоса ( k ). Таким образом, для большинства объемных насосов рабочий объем может быть определен по формуле

Wo = k*Z*Wk

    Рабочий объем Wo является важнейшим параметром насоса. Он во многом определяет его габариты и эксплуатационные показатели: подачу жидкости, полезную и потребляемую мощности. Необходимо отметить что на практике применяются также насосы с переменными рабочими объемами. Такие насосы принято называть регулируемыми, а изменения рабочего объема насоса в процессе его работы — регулированием насоса.

   Как было отмечено выше, рабочая камера соединяется с полостями всасывания и нагнетания попеременно. Это обусловливает свойства, характерные для объемных насосов и отличающие их от динамических насосов.

   Первым из этих свойств является герметичность. Так как практически у всех объемных насосов рабочая камера в любой момент времени соединена или с полостью всасывания, или с полостью нагнетания, то эти полости всегда изолированы друг от друга. Поэтому всасывающий и напорный трубопроводы также разделены.

   Герметичность позволяет обеспечить значительное разрежение во всасывающей полости насоса. Это приводит к подъему жидкости во всасывающем трубопроводе перед началом нагнетания. Отмеченное свойство называют самовсасыванием.

   Объемные насосы отличаются также жесткостью характеристики, т. е. увеличение давления насоса, вызванное сопротивлением в напорном трубопроводе, приводит к весьма небольшому уменьшению его подачи. Следует также отметить, что эти насосы не требуют высоких скоростей для получения больших давлений и могут перекачивать жидкости существенно большей вязкости, чем динамические насосы.

   Кроме указанных свойств, отличающих объемные насосы от динамических, необходимо отметить также их существенный недостаток — неравномерность подачи. Эти насосы нагнетают жидкость отдельными объемами (порциями). Число таких порций за один оборот вала зависит от конструкции насоса — числа рабочих камер и кратности их работы, но всегда подача объемного насоса носит в той или иной степени пульсирующий характер. По характеру движения рабочего органа все объемные насосы разделяются на две группы: возвратно-поступательные (поршневые) и роторные.

    Возвратно-поступательные насосы имеют два отличия, которые во многом определяют их свойства и параметры. Первым из них является неподвижность рабочей камеры относительно корпуса насоса. Второе отличие — наличие впускного и выпускного клапанов, которые служат для соединения рабочей камеры с полостями всасывания и нагнетания.

   Роторные насосы имеют подвижные рабочие камеры, и у них отсутствуют клапаны. Соединение этих камер с полостями всасывания и нагнетания обеспечивается за счет их переноса от одной полости к другой и обратно.