Винтовые насосы гидравлических лифтов - часть 1

Из насосов с постоянным рабочим объемом широкое, если не исключительное применение, находят винтовые насосы. Это определяется многими факторами, к которым относятся: невысокие требования к чистоте рабочей жидкости, высокая равномерность подачи, практически без пульсаций; бесшумность работы, нечувствительность к динамическим нагрузкам; высокая надежность и продолжительный срок службы; хороший механический и объемный КПД.; малые радиальные габариты и высокая производительность.

Винтовой насос, который может считаться вариантом шестеренного насоса с винтовыми зубьями, состоит из корпуса и из двух или трех винтов, расположенных внутри корпуса.

В гидроагрегатах лифтов преимущественно применяются винтовые насосы с тремя винтами, расположенными с минимальными зазорами между их наружными поверхностями и корпусом (рис.4.9).

Центральный винт 5, имеющий жесткую кинематическую связь с валом двигателя, при своем вращении захватывает ведомые винты, играющие роль подвижного уплотнения.

Винты изготавливаются из стали; подвергаются поверхностной закалке с последующим шлифованием для повышения износостойкости.

Винты установлены в корпусе только на радиальных подшипниках, так как возникающие при работе насоса осевые усилия уравновешиваются гидравлическим способом за счет контрдавления рабочей жидкости. В связи с этим отпадает необходимость в опорных подшипниках. В значительно более редких случаях осевые усилия уравновешиваются за счет применения винтов с левой и правой нарезкой.

Для увеличения КПД и снижения уровня шума боковым винтам придается внешний диаметр, равный диаметру стержня центрального винта. С той же целью, профиль боковых сторон боковых винтов имеет форму удлиненного эпициклоида, а профиль боковых поверхностей центрального винта - форму укороченного эпициклоида. Благодаря этому при вращении винтов между их рабочими поверхностями обеспечиваются минимальные зазоры и при обильной смазке рабочей жидкостью гарантируется жидкостное трение. Все это обеспечивает высокое значение механического КПД и минимальный износ взаимодействующих деталей насоса,

О характере взаимодействия поверхности приводного центрального винта с боковыми ведомыми винтами можно судить по схеме поперечного сечения винтового насоса, представленной на рис.4.10.

При вращении винтов, в точках соприкосновения боковых поверхностей, образуются контактные линии или линии уплотнения, которые вместе с внутренней поверхностью цилиндрических расточек корпуса разграничивают рабочие камеры насоса, которые без вращения поступательно перемещаются вдоль оси насоса, вытесняя рабочую жидкость из зоны всасывания в напорную линию гидросистемы. Таким образом обеспечивается равномерная подача рабочей жидкости.

Винтовые насосы гидравлических лифтов

Рис. 4.9 Типовая конструкция винтового насоса: 1 - стальная сетка фильтра всасывающего патрубка; 2, 3
- наружная и внутренняя цилиндрическая поверхность центрирующего фланца; 4 - внешнее кольцо шарикового подшипника; 5 - приводной винт насоса; 6 - алюминиевый корпус; 7 -всасывающая часть насоса; 8 - ведомый винт

На рис. 4.10 площадь поперечного сечения потока S определяется величиной разности между площадью поперечного сечения отверстий корпуса и площадью заштрихованного поперечного сечения винтов.

Можно легко заметить, что для каждого угла поворота винтов площадь поперечного сечения потока остается постоянной.

Так как шаг и частота вращения винта являются величинами постоянными, величина теоретической производительность сохраняет постоянное значение без каких либо пульсаций.

Однако на практике, вследствие разности давления между зоной всасывания и нагнетания, через рабочие зазоры в линиях уплотнения происходит небольшой обратный ток жидкости. Поэтому реальная величина производительности винтового насоса будет меньше теоретической: