Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 9.2.2010
Последнее обновление:

 

 Роторно-лопастной насос

ГНП-9

 

Аннотация:   Рассмотрено схемотехническое решение пластинчато-роторного насоса, обеспечивающее ему повышенное число оборотов ротора.

 

      На рисунке 1 показана традиционная схема насоса, в котором рабочая среда всасывается, сжимается и выталкивается при помощи раздвижных внутренних пластин. Чаще всего подобные насосы используются в качестве вакуумных. Но могут работать и как гидромашины.

      Дело в том, что для гидромашин надёжное уплотнение пластины со стенками камеры не является обязательным условием, что ощутимо снижает трение и позволяет, благодаря этому, повысить число оборотов ротора и, следовательно, производительность насоса. А для вакуумного насоса – хорошее уплотнение является обязательным.

 

 

Рис. 2

 

      Производительность насоса увеличивается вместе с увеличением числа оборотов его ротора.

      Однако этот способ увеличения производительности для подобных насосов имеет обидное ограничение. А именно, нельзя увлекаться повышением числа оборотов ротора, так как одновременно с этим увеличивается скорость скольжения пластин по стенке рабочей камеры. Величина максимально допустимой скорости скольжения зависит, конечно, от материалов, из которых изготовлены детали насоса. Но ограничение при этом всё равно имеет место быть.

      Наивысшая скорость создаётся в секторе максимального вылета пластин.

 

      Так вот к рассмотрению предлагается идея некоторого повышения допустимого числа оборотов ротора за счёт того, что сама камера, по внутренним стенкам которой трутся пластины, выполняется вращающейся.

      Скорость такого вращения подбирается так, чтобы в секторе своего максимального вылета пластины обгоняли стенку с максимально допустимой скоростью скольжения, а в секторе минимального вылета – пластины должны наоборот догонять эту стенку. И стенка должна «убегать» от пластин тоже с максимально допустимой скоростью скольжения.

 

      Состояние пластин и камеры при таком двойном вращении поясняется рисунком 2.

     

 

Рис. 2

 

      Предполагается, что будет выигрыш по производительности насоса.

      Критерии для оценки могут быть разные.

      Попробуем, для начала, «прямолинейно-лобовой». А именно, как изменится производительность насоса, если не изменять размеры его рабочей полости? При этом считаем, что диаметр ротора  в обоих случаях составляет 70% от диаметра камеры.

 

Обозначения для проведения оценки:

 

W       -   максимально допустимая скорость скольжения

Wпп  -   линейная скорость пластины на её максимальном вылете при подвижной камере

Wпс  -   линейная скорость пластины на её максимальном вылете при статичной камере

Wк    -   линейная скорость стенки подвижной камеры

Nрс   -    число оборотов ротора при статичной камере

Nрп   -    число оборотов ротора при подвижной камере

N       -    число оборотов подвижной камеры

Rвс   -   радиус максимального вылета пластины в статичной камере

Rс      -   радиус статичной рабочей камеры

Rп     -   радиус подвижной рабочей камеры

Vкс   -   объём статичной рабочей камеры

Vкп  -   объём подвижной рабочей камеры

Vрс   -   объём ротора в статичной рабочей камере

Vрп   -   объём ротора в подвижной рабочей камере

Vс     -   производительный объём статичной рабочей камеры

Vп     -   производительный объём подвижной рабочей камеры

Lс      -   длина статичной рабочей камеры

Lп   -   длина подвижной рабочей камеры

ес       -   эксцентриситет в статичном насосе

rc       -   радиус ротора в статичном насосе

kN      -   коэффициент увеличения скорости вращения ротора

k         -   коэффициент увеличения производительности насоса

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Если считать, что угловая скорость ротора при статичной камере обеспечивает максимально допустимую скорость скольжения верхней пластины, то с применением вращающейся камеры угловую скорость ротора можно увеличить в 1.327 раз.

      Но из этого ещё не следует, что и производительность насоса возрастёт тогда тоже в 1.327 раз. Ведь помимо уменьшения диаметра камеры на 2% уменьшится и её длина.

      Следовательно, суммарный выигрыш будет равен:

 

 

      Такое увеличение производительности – это, конечно, замечательно. Вот только хорошо было бы оценить, а какой, собственно, ценой это достигается.

 

      На рисунке 3 я показываю мою попытку создания конструктивной схемы обсуждаемого насоса.

      Результат – явно НЕ утешительный. Уменьшение как диаметра камеры, так и её длины – на много больше, чем 2%. А это означает сомнительность в получаемом выигрыше.

 

Рис. 3


Просмотров: 3760

Комментарии к статье:

№ 548   Фёдор   2011-16-05 11:49:28
Есть еще насос дисковый. Иногда его называют "Тэсла".
№ 549   Владимир Максимович   2011-16-05 12:52:31
На №548. Фёдор, а ещё существует МНОЖЕСТВО других (!) схем насосов.

Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]