Глава 06.3 Насосы со стальными пластинами

Насосы со стальными пластинами, как правило, выполняют с разгрузочными кольцами. Выход пластин из пазов вращающе­гося ротора ограничен разгрузочными кольцами 5 и 6, вставлен­ными свободно в корпус. Внутренний диаметр разгрузочных колец меньше диаметра расточки корпуса. Поэтому между рабо­чей кромкой пластин и образующей цилиндра имеется гаранти­рованный радиальный зазор (Д~0,08 мм). Кольца свободно вращаются, увлекаемые силой трения движущихся пластин, вследствие чего путь скольжения пластин по кольцам меньше, чем по корпусу. При этом снижается мощность, затрачиваемая на преодоление трения пластин по корпусу, и уменьшается из­нос трущихся деталей, но возрастают внутренние перетекания газа через радиальный зазор. Во время работы насоса пластины не должны соприкасаться с поверхностью цилиндра.

Для выравнивания давлений снаружи и внутри разгрузочных колец в них выполнены радиальные отверстия Г малого диаметра. Толщину рза грзочных колец Ь_к и их высоту /,. выбирают из конструктивных соображений обычно Ь_к = (0,070 ... 0,075)R и 1_К = (0,15 ... 0,20) L.

В насосах с неметаллическими пластинами, имеющими зна­чительно меньшую плотность, чем стальные, силы инерции сни­жаются в 3,5 ... 5 раз. Применение разгрузочных колец в этом случае нецелесообразно, так как уменьшение потерь на трение сопровождается увеличением внутренних перетеканий газа.

Рабочая полость ПРВН без перепуска газа (рис. 22) не герме­тична. Рабочий процесс насоса в значительной степени зависит

от внутренних перетеканий газа и внешних натеканий воздуха, теплообмена, гидравлических потерь и перевального объема. Внутренние перетекания газа во всасывающую полость так же, как и внешние натекания из атмосферы через сальник и неплот­ности между корпусом и крышками в цилиндр насоса, снижают его быстроту действия. В начальный момент сжатия газа, когда давление в рабочей ячейке низкое, количество газа, перетекающего из других ячеек с более высоким давлением, превышает количе­ство газа, вытекающего из ячейки. Поэтому давление газа в ра­бочей ячейке будет возрастать быстрее, чем в теоретическом случае при отсутствии перетеканий. При дальнейшем процессе сжатия уменьшается приток газа в ячейку, но растет количество вытекающего газа. Следовательно, масса газа в рабочей ячейке в процессе сжатия не остается постоянной.

Всасывание газа сопровождается повышением его темпера­туры, так как он соприкасается с более нагретыми деталями насоса (ротором, пластинами). Температура нагнетаемого газа, определяемая политропическим процессом сжатия, выше, чем температура ротора и пластин. Таким образом, количество под­водимой и отводимой теплоты в процессе сжатия газа непрерывно изменяется. Теплообмен газа с рабочими органами ПРВН вы­зывает повышение потребляемой мощности.

Давление газа в ячейке ПРВН при всасывании и нагнетании не совпадает с давлением газа в патрубках вследствие гидравли­ческих потерь. Это приводит к снижению быстроты действия и повышению мощности на сжатие газа, а перевальный объем снижает эффективность работы насоса.

Этот насос относится к машинам с нерегулируемым отноше­нием давлений, которое в значительной мере определяется расположением кромок всасывающего и нагнетательного окон. Поэтому при изменении расчетного давления всасывания и нагне­тания в момент открытия окон наблюдается несовпадение давлений в ячейке и патрубке. Это приводит к перетеканию газа и возник­новению дополнительного шума при работе.