Роторные насосы – где применяются, принцип работы, модели

Роторные насосы – это техника объемного типа, которая отличается от динамической напорной аппаратуры (центробежной, вихревой и т.д.) способом перемещения жидкостей. Для аппаратов этой категории техники характерны два варианта движения: вращательное или вращательное с возвратно-поступательным действием. Всевозможные конструктивные варианты исполнения регулируются ГОСТом 17398—72.

Классификация и принцип действия роторных насосов

Итак, роторные насосы делятся на две основные большие группы:

• роторно-вращательные;
• роторно-поступательные.

В свою очередь роторно-вращательные могут быть:

• зубчатые (с внутренним или внешним зацеплением шестерней);
• винтовые (шестеренные: одновинтовые с внешним зацеплением винтов).

А роторно-поступательные делятся на:

• шиберные (так называемые ротационные или пластинчато-роторные вакуумные насосы);
• роторно-поршневые или плунжерные устройства (аксиальные и радиальные).

Кроме того, по принципу строения самого ротора насоса эта напорная техника объемного типа классифицируется как:

• насос с мокрым ротором;
• насос с сухим ротором.

Принципы работы роторного насоса

Главной отличительной особенностью  роторной техники стало то, что в его конструкции напрочь отсутствуют клапана. Роторно-лопастные насосы работают по принципу взаимодействия жидкости с рабочим органом в подвижных камерах, которые попеременно соединяются с всасывающими и нагнетательными полостями.

Роторный насос работает потому, что постоянно меняется объем рабочей камеры. Сначала жидкость заполняет камеру, а потом выталкивается из нее в нагнетательную область через патрубок. При этом сама рабочая камера выглядит как временно создаваемый замкнутый объем, который ограничивается деталями самого аппарата внутри корпуса.

Изменение объема рабочей камеры в зубчатой аппаратуре происходит за счет вращения шестеренок, в винтовой установке при помощи вращения винта вокруг своей оси. В пластинчато-роторных насосах за счет того, что ротор центробежного насоса с продольными прорезями, куда вставлены пластинки (шиберы) вращаются по оси, которая не совпадает с осью корпуса.

Причем в зависимости от строения ротора и количества шиберов пластинчатый насос по принципу действия может быть однократным, двухкратным, трехкратным и т.д. А чтобы камера вакуумно-пластинчатого роторного насоса замыкалась, должно обеспечиваться достаточно плотное прилегание пластин к корпусу.

Роторный насос плунжерного (поршневого типа) за счет отсутствия клапанов, и, как следствие, возможности совершать обратные поступательные движения, может использоваться в качестве гидромоторов.

Достоинства и недостатки

Среди недостатков аппаратов этого типа можно выделить всего два основных:

• повышенное требование к перекачиваемым жидкостям. Они должны быть не абразивными и неагрессивными;
• сложность конструктивного исполнения может приводить к понижению надежности и увеличению расходов на производство и обслуживание.

Зато среди достоинств можно без сомнения выделять такие характеристики как обеспечение процесса самовсасывания без использования вспомогательных приспособлений и скорость вращения на низких оборотах, способность обратного протока жидкостей и адаптационные возможности дисков, большие уровни КПД и высоты всасывания, низкие уровни шума и вибраций, постоянный средний уровень производительности и простота исполнения механизмов.

Кроме того, насос роторный в состоянии работать с жидкостями различного показателя вязкости и температур, а также с различными включениями газа или воздуха, могут некоторое время работать в сухом режиме и обладают способностью самостоятельного дозирования.

Различные модификации напорной аппаратуры роторного типа могут выдерживать давление от 8 до 12 бар. А некоторые виды до 20 бар. И, среди всего прочего техника компактна по дизайну и габаритам, удобна в установке и обслуживании.

Серии и технические характеристики

Роторные аппараты производятся в трех модификациях, которые представлены разными серийными типами моделей: M, D, N, T.

Серия типа М – это модели с одним полым рабочим дисковым колесом, которое может работать с жидкостями средней и высокой вязкости. Эта техника не боится также наличия твердых частиц и примесей в составе перекачиваемого материала.

Аппаратура может выдерживать напор под давлением от 8 до 20 бар, со скоростью до 100 кубических метров в час, пр скорости вращения до 500 оборотов в минуту. Работает в температурном диапазоне от -20 до +280 °C.

Типы используемых фланцевых соединений: UNI PN10, ANSI 150, DIN PN 16. Кроме того, у этого типа аппаратов масса всевозможных видов уплотнения: набивное и картриджное, механическое и радиальное.

Серия типа D благодаря наличию двух импеллеров подходит для работы в трубопроводах, клапанах и фитингах. Здесь два рабочих дисковых колеса и высокая скорость потока. Поскольку оба колеса работают по очереди, создается постоянный поток жидкости и минимизируется уровень вибраций.

Серия N комплектуется одним или двумя импеллерами и опорами выносного типа. Применяются для работы с жидкостями высоких степеней вязкости и отлично справляются с перекачкой субстанций с небольшим количеством инородных примесей. При этом могут обеспечить скорость потока до 90 кубометров в час и крайне низкую пороговую пульсацию.

Серия Т может работать с напором до 4 бар при скорости потока до 3 кубических метров в час на скорости вращения в 950 оборотов в минуту. Температура жидкости может быть от 0 до +100 °C. При этом у нее большая, чем у предыдущей серии пульсация, но серия Т хорошо справляется с перекачкой агрессивных жидкостей и обладает хорошей возможностью дозирования субстанций, которые поступают в аппарат.

Роторные насосы – области применения

В нефтехимической промышленности насос вакуумный используют для перекачки легких и тяжелых углеводородов, смазочных масел, битумов и гудронов, бензола и толуола, бензина и фенола, дизельного и нефтяного топлива, сырой нефти, технологических жидкостей и нефтехимических продуктов, а также для любых видов масел.

В химической промышленности этот напорный аппарат может работать с кислотами и растворителями, смазочными маслами и аддитивами, воском, глицерином, латексом и мыльными растворами, щелочными жидкостями и каучуком, жидкой серой и каустичекой содой, крахмалами, пластификаторами и буровыми растворами, волокнистыми полимерами и смолами.

В морской промышленности и кораблестроении их применяют для перекачки танкерных и трюмных жидкостей, нефтяного и дизельного топлива, отработанных масел и сточных вод.

В целлюлозно-бумажной промышленности они качают кислые и каустические воды, изоцианаты и буровые растворы, целлюлозу и крахмалы, волокнистые и клеящие суспензии, краски и чернил, эмалей, пигментов и извести.

В пищевой и фармацевтической промышленности они используются для растительных и животных масел, фруктовых соков, паст и джемов, сиропов и мелассы, животных жиров, лецитина и крема, алкоголя, шоколада, карамели и фаджа, соусов и теста, молочных продуктов и загустителей.

В коммунальном хозяйстве широко применяются циркуляционные насосы с мокрым и сухим ротором. При этом насосы с мокрым ротором поддерживают в отопительных системах нужное давление и не нуждаются в смазке и охлаждении. Такой насос для воды самостоятельно смазывается и охлаждается за счет циркулирующей в системе жидкости.

Насосы с сухим ротором приспособлены для работы без непосредственного контакта с жидкостью. Они гораздо более шумные, по сравнению с мокрыми роторными аппаратами, и плохо работают с жидкостями, в которых присутствуют различные примеси.

Подробнее узнать о том, что такое ручной роторный и безмаслянный вакуумный насос, чем отличается насос ручной для бочек и насос вакуумный бочковой можно в других статьях нашего сайта.