Пластинчатый (шиберный) насос: виды, особенности, принцип работы

Шиберный насос больше известен как насос пластинчатый, так как его рабочие органы имеют вид плоских или фигурных пластин – шиберов. В 1899 году учёный из США Роберт Блэкмер разработал конструкцию роторного насоса с шиберами. Именно это устройство явилось прототипом современных выдвижных шиберных насосов, имеющих смещённый центр вращения.

В СССР такой насос был запатентован группой учёных Татарского ГНИИПИ Нефтяной промышленности в 1974 году. А в мае 2016 года российский изобретатель Борис Григорьев оформил патент в 29 странах мира на усовершенствованную конструкцию внутреннего элемента пластинчатого насоса. В новом устройстве российскому инженеру удалось повысить объёмный, гидравлический и механический КПД шиберного насоса.

Принцип работы шиберного насоса

Увеличенное давление на выходе создаётся «вихревым эффектом». То есть смещение оси вращения ротора относительно оси корпуса позволяет пластинам выдвигаться в месте большего просвета и прижиматься к статору центробежной силой.

В момент запуска насоса во всасывающем отверстии образуется разряжение. Транспортируемая масса засасывается в пространство между пластинками и выталкивается через выходной патрубок.

Насосы с изменяющейся осью смещения используются для регулировки объёма перекачиваемой жидкости.

Безмасляные пластинчато-роторные насосы

Безмасляные вакуумные пластинчато-роторные насосы относятся к экологически безопасной технике. Отсутствие смазывающего материала внутри установки обеспечивает чистоту выхлопов. Необходимое уплотнение внутри безмасляного пластинчато-роторного насоса производится благодаря применению специального материала, из которого изготовлены заслонки.

Этот тип насоса широко используется в следующих областях:

• упаковка продуктов;
• медицина;
• полиграфическая промышленность;
• научные эксперименты и исследования;
• деревообработка;
• машиностроение;
• пищевая промышленность.

Стоимость оборудования зависит от размера рабочей камеры и технических характеристик.

Преимущества

• Относительно винтовых или шестерёнчатых насосов КПД пластинчатых значительно выше.
• Максимально упрощённая конструкция прочна и долговечна. Прочность механизма сводит вероятность сбоев в работе к минимуму.
• Шиберные насосы позволяют перекачивать абразивные и кристаллизующиеся жидкости: с мягкими включениями до 1 см, с твёрдыми не более 500 микрон.
• Простая замена пластин при поломке. Для ремонта шиберного насоса не требуется привлечение профессиональных ремонтников, что значительно экономит средства.
• Корпус (гильза, стакан) насоса и пластины (лопатки) подбираются под перекачиваемое вещество.
• Для создания вакуума, возможен «сухой» запуск.
• Некоторые модели предусматривают реверсивный режим, что значительно расширяет область применения шиберных насосов и даёт возможность производству быть многопрофильным.
• Почти бесшумная работа компактного оборудования не доставляет неудобств работникам. Вибрация пластинчатых насосов относительно других приспособлений ниже примерно на 50%.
• Экономичное энергопотребление сокращает материальные затраты на обслуживание примерно на 20-30 %. Как следствие снижается себестоимость транспортируемой продукции.
• Возможно использование в качестве дозатора.
• Устройство пластинчатых насосов допускает изготовление рабочих деталей из разных материалов для получения определённой устойчивости к химическим веществам, исключения искрообразования, повышения износостойкости, применения в пищевой промышленности и так далее.

Не рекомендуется длительное использование шиберного насоса на сухом ходу. Повышает производительность устройства функция электрообогрева, специальная теплообменная рубашка, уплотнительные кольца из тефлона.

Пластинчатые гидромашины двойного или двукратного действия

Основная особенность шиберного насоса двукратного действия состоит в том, что его статор в поперечном разрезе имеет овальную форму. Двигаясь по внутренней поверхности такого статора, каждый шибер ротора совершает два такта за один оборот вала. Работает пластинчатый насос двукратного действия по следующему алгоритму.

• Временные рабочие камеры (транспортируемая среда закачивается в них и затем вытесняется в нагнетательную магистраль) формируются такими элементами, как внешняя поверхность ротора, овальная внутренняя поверхность статора, две рядом расположенные пластины и боковые диски. При этом временные рабочие камеры наименьшего объема создаются в том месте внутренней полости шиберного насоса, где зазор между ротором и неподвижной частью двигателя минимальный.
• Высокая герметичность временных рабочих камер обеспечивается за счет того, что пластины, скользя своей торцевой частью по внутренней поверхности статора, плотно прижимаются к ней.
• После прохождения пластинами участка с минимальным зазором между ротором и статором объем временной рабочей камеры увеличивается. Это приводит к тому, что в ней резко снижается давление, а значит, создается область разрежения воздуха. При прохождении участка внутренней поверхности статора, где расположен боковой диск, прорези в котором соединены со всасывающей магистралью, происходит наполнение временной камеры перекачиваемой средой.
• Когда временная рабочая камера, уже наполненная перекачиваемой жидкостью, проходит следующий участок с минимальным зазором между ротором и статором, в ней увеличивается давление рабочей среды, что и способствует вытеснению последней в прорезь второго бокового диска, соединенную с нагнетательной магистралью.
• Таким образом, за счет овальной формы поперечного сечения статора весь вышеописанный процесс за один оборот вала ротора происходит два раза.

Принцип работы пластинчатого насоса двухкратного действия

На силу прижатия торцевой части рабочих пластин к внутренней поверхности статора при их скольжении по ней влияет давление перекачиваемой жидкости, оказываемое на заднюю поверхность таких элементов. Рассчитать усилие, с которым пластины в процессе скольжения прижимаются к внутренней поверхности статора, можно, если умножить давление жидкости, воздействующей на заднюю поверхность таких элементов, на площадь их торцевой части. При перекачивании под определенным давлением жидкостей, характеризующихся плохими смазывающими свойствами, могут возникать ситуации, когда между торцевой поверхностью пластин и внутренними стенками статора не будет формироваться тонкая пленка рабочей среды. Эксплуатация насоса пластинчатого типа в таких условиях способствует интенсивному износу его рабочих элементов.

Если пластинчатый насос планируется использовать для перекачивания жидкости, которая поступает к всасывающему патрубку под давлением, превышающим 150 бар, то для решения таких задач выбирают модели насосных устройств, конструкция которых укомплектована двойными пластинами. Перекачиваемая жидкость в таких случаях подается через отверстие в задней торцевой части шиберного насоса и поступает в пространство между спаренными пластинами, что и позволяет компенсировать слишком большое давление жидкости, оказываемое на рабочие лопатки.

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

Это интересно: Мембранные (диафрагменные) насосы: принцип работы, разновидности, применение

Применение

Насосы шиберного типа активно применяются в большом и малом производстве, предполагающем транспортировку продуктов с жидкой или вязкой текстурой. Популярность этих приспособлений обусловлена возможностью полного сохранения рабочей массы: пластинчатый механизм исключает возникновение потерь. Использование насосов шиберного типа значительно повышает объёмы производства или переработки суспензий и вязких масс, при этом являясь максимально безопасным процессом для обслуживающего персонала.

Самовсасывающий эффект пластинчатых насосов нашёл широкое применение в химической, фармацевтической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, в косметологии и пищевом производстве.

Материалы, используемые в производстве насосного оборудования

Корпус шиберного насоса, а также основные элементы его проточной части изготавливаются из серого или ковкого чугуна, а также стальных сплавов углеродистого или нержавеющего типа. Толкатель и ротор в пластинчатом насосе может быть произведен из:

• полиэфирэфиркетона;
• углеграфита;
• NBR;
• EPDM.

Модель оборудования подбирается с учетом требований к его температурной, абразивной и коррозионной стойкости. Уплотнение вала насосного оборудование может иметь картриджное или торцевое исполнение. Возможно также оснащение вала магнитной муфтой.

Использование шиберных насосных систем

Шиберные насосы используются для перекачивания различных продуктов:

• Сырой нефти, битума, мазута, парафина, нефтешлама, консистентных смазок и минеральных масел.
• Клея, лаков, шпаклёвок, красок, латексных эмульсий, эпоксидных смол и мастик.
• Кислот, растворителей, чёрного щёлока, жидкого стекла, креозота, каустика, едкого натра.
• Жира, глицерина, эмульгаторов, жидкого мыла, чернил.
• Мёда, майонеза, патоки, шоколада, сгущённого молока, растительного масла, кетчупа, сиропов.

И многих других жидких и тягучих масс.

В автомобилестроении эти насосы используются для усилителя руля, наддува, в системе подачи воздуха при дожигании выхлопных газов, в усилителе тормозной системы больших грузовиков и в автоматической коробке передач. У дизельных легковых автомобилей впускной вакуум двигателей создаётся шиберным насосом.

В бытовой технике подобное устройство насыщает газировку углекислым газом и используется в кофемашинах.

У большинства лёгких самолётов привод гироскопических приборов осуществляется этим видом насоса.

Насос пластинчато-роторный 2НВР 5ДМ

Насос пластинчато-роторный 2НВР 5ДМ применяется для откачки из рабочего объема воздуха и газов, которые не агрессивны к материалу корпуса и частей установки. Обязательным условием для бесперебойной работы вакуумного пластинчато-роторного насоса НВР является удаление из откачиваемых паров, газов и смесей загрязнений механического характера и капельной влаги. Также рекомендуется произвести снижение давления до минимального остаточного.

Насос вакуумный пластинчато-роторный 2НВР 5ДМ применяется в различных областях промышленности:

• химической;
• электронной;
• радиотехнической.

С его помощью разрежают воздух в высоковакуумных установках, получают вакуум с низким и средним уровнем показателей. Цену на насос вакуумный пластинчато-роторный 2НВР 5ДМ можно узнать у поставщиков вакуумного оборудования, сотрудничающих с производителями.

Устройство пожарного шиберного насоса

Чтобы повысить технические и эксплуатационные характеристики центробежных насосов, в вакуумных системах пожарных машин устанавливают шиберные насосы. Их автономная работа не вмешивается в конструкцию выхлопной системы автомобиля и может иметь как ручной, так и электрический привод. Более надёжно работают аппараты, изготовленные из устойчивых к коррозии материалов. Так как в рабочем процессе не исключается попадание воды в полость, шиберы могут заедать из-за скопления ржавчины в роторных пазах. Также необходимо тщательно следить за масляной смазкой трущихся элементов, так как используемое масло в процессе работы постепенно выбрасывается наружу, смешиваясь с водой.

Вакуумный пластинчатый агрегат создаёт необходимое при заполнении водой разрежение во всасывающих рукавах и полости пожарного насоса, создавая напор 16-18 мПа.

Особенности конструкции пластинчатых насосов

Благодаря особенностям своей конструкции, пластинчатые вакуумные насосы отлично подходят для работы со следующими средами:

1. Кашеобразных;
2. С содержанием абразивных частиц;
3. Различных смол и клеевых смесей;
4. Любых нерастворимых примесей.

Если вакуумные насосы другого типа быстро выходят из строя при работе с такими веществами, то шиберные насосы без проблем перекачивают подобные типы сред. Насосы имеют высокую мощность всасывания, и способны работать в разных направлениях с одинаковой мощностью. Стандартный шиберный насос состоит из следующих элементов:

1. Стального или чугунного корпуса, с всасывающим и нагнетательным патрубком;
2. Двигателя;
3. Ротора с пластинками, который находится внутри корпуса.

Все пластинчатые насосы можно разделить на две большие категории, одинарного и двойного действия. Главным отличием этих двух моделей является форма статора, из-за чего они работают по-разному.

Ручной насос

Ручные шиберные насосы используются для перекачивания небольших объёмов жидкости из одной ёмкости в другую. Чаще всего ручные приспособления используются для обеспечения питьевой или технической водой в загородных домах. Ручной насос помогает перекачивать воду из колодца или водоёма при помощи механической силы по разным причинам:

• При отсутствии электропроводки до места забора воды, а, следовательно, нет возможности пользоваться электрическим насосом.
• Необходимо небольшое количество воды и непостоянно.

К преимуществам ручных насосов относится их большой срок использования, невысокая стоимость, независимость от наличия электричества, простой монтаж и обслуживание, возможность применения в любом месте. Однако их использование не обеспечивает постоянной подачей воды и требует физических усилий.

Особенности ремонта и замены элементов

Ни для кого не секрет, что любая техника рано или поздно начинает давать сбои. При этом поломка не всегда является какой-то крупной неисправностью, и ремонт может быть выполнен своими руками. В любом случае для ремонта лепесткового насоса необходимо иметь хотя бы небольшие познания в механике и ремонтных работах.

Детали для насоса следует покупать только в проверенных магазинах

Виды ремонтных работ:

• Поломка ротора. В случае когда ротор изнашивается по тем или иным причинам, специалистами рекомендуется произвести его ремонт, а не замену. Заменить один ротор другим намного сложнее и дороже, чем отремонтировать. В качестве ремонта необходимо провести восстановление пазов так, чтобы их стенки снова стали параллельными, шейки и торцы должны быть отшлифованы.
• Лопатки также могут изнашиваться от интенсивной работы на протяжении длительного промежутка времени. В этом случае их просто заменяют на другие. При этом новые лопатки могут быть изготовлены уже из другого более прочного материала.
• Шейки. В случае изношенности шеек ротора их ремонт совершается путем хромирования либо шлифования.

Как правило, шейки роторного насоса ремонтируются вместе с торцами, которые также должны быть качественно отшлифованы. Ремонтные работы по наладке оборудования шиберного типа являются довольно трудоемкими и требуют большого количества времени и хотя бы минимальных знаний в этой области. И все же несмотря на это, небольшие дефекты и поломки лучше всего исправлять при помощи ремонта. К примеру, сменить изношенные подшипники или усилить сальниковое уплотнение.

В некоторых случаях лучше всего обращаться за помощью к специалистам, а при крупных поломках — заменить детали насоса на новые более устойчивые или же приобрести новый аппарат.

Устройство и применение ручных насосов

Пластинчатые ручные насосы являются маломощной конструкцией, состоящей из длинной трубы с установленным на ней роторно-шиберным насосом. Вода или другая жидкость всасывается из источника (бочки, бака или колодца) путём вращения ручки насоса и передаётся потребителю через кран. Мобильный шиберный насос легко устанавливается и переносится на новое место. Для его использования требуется только шланг.

Ручной шиберный насос может также применяться для перекачивания из бочек различных жидкостей, например, моторных и трансмиссионных масел, дизельного топлива и прочих, чтобы заправлять технику или разливать масла по канистрам.

Устройства одинарного действия

Поперечное сечение ротора шиберных насосов, работающих по принципу одинарного действия, имеет цилиндрическую форму. Изменение объема временной рабочей камеры (это необходимое условие эффективной работы насосного оборудования пластинчатого типа) обеспечивается за счет того, что ротор относительно неподвижной части двигателя совершает вращательные движения по эксцентриковой траектории.

Принцип работы шиберных насосов одинарного и двойного действия, несмотря на различия в их конструкции, один и тот же.

Принцип действия шиберного насоса одинарного типа

Как выбрать ручной насос?

Выбирая ручной насос, следует понимать, что такое приспособление способно накачать за минуту около 30-40 литров жидкости. Он незаменим в отдалённых местах при отсутствии возможности пользоваться автоматическими насосами. Шиберный насос пригодится для периодического полива овощных грядок на даче. Но не подходит для долгосрочного применения, например, при подъёме большого количества воды из глубокого колодца. Приобретая ручной насос, следует обращать внимание на его внешний вид: на корпусе не должно быть трещин сколов, некачественных швов. Дольше прослужит более дорогой насос из проверенного временем чугуна. Пользуются популярностью модели из нержавеющей стали и пластика. Быстрее сотрутся клапаны из резины. А латунные или бронзовые прослужат дольше в разы. Поршневые кольца также могут быть чугунными или из кожи и резины, что влияет на срок использования насоса и его цену.

Таким образом, выбор ручного насоса основывается, прежде всего, на предполагаемом объёме потребления воды или перекачиваемой жидкости и целесообразности его использования. А также на прочих его характеристиках.

Пластинчато-роторный вакуумный насос купить

Купить вакуумные пластинчато-роторные насосы можно у официальных представителей, сотрудничающих с производителями:

1. Evacuum. Магазин вакуумного оборудования, специализирующийся на интернет – продажах.
2. Мегатехника. Производит соединение вакуумных пластинчато-роторных насосов с системой на собственной территории, также гарантирует качество работы насоса после проведения испытаний.
3. Бриз. Специализируется на промышленном вакуумном оборудовании.

Цены на вакуумные пластинчато-роторные насосы зависят от надежности производителя, а также от их технических показателей.