Кулачковый насос , или роторный кулачковый насос , является типом насоса объемного вытеснения . Он похож на шестеренчатый насос, за исключением того, что кулачки сконструированы так, чтобы почти встречаться, а не касаться и поворачиваться друг к другу. Ранним примером кулачкового насоса является нагнетатель Рутса, запатентованный в 1860 году [1] для подачи воздуха для горения при плавлении чугуна в доменных печах, но в настоящее время чаще используемый в качестве нагнетателя двигателя .
Кулачковые насосы используются в различных отраслях промышленности, включая целлюлозно-бумажную , химическую , пищевую , производство напитков , фармацевтическую и биотехнологическую . Они популярны в этих разнообразных отраслях, поскольку обладают превосходными санитарными качествами, высокой эффективностью, надежностью, коррозионной стойкостью и хорошими характеристиками очистки на месте и стерилизации на месте (CIP/SIP).
Роторные насосы могут работать с твердыми веществами (например, вишней и оливками ), шламами, пастами и различными жидкостями . При смачивании они обеспечивают самовсасывающую производительность. Мягкое перекачивающее действие сводит к минимуму ухудшение качества продукта. Они также обеспечивают непрерывные и прерывистые реверсивные потоки и могут работать всухую в течение коротких периодов времени. Поток также относительно независим от изменений давления процесса, поэтому выход относительно постоянен и непрерывен.
Кулачковые насосы похожи на внешние шестеренные насосы в работе, в которых жидкость течет вокруг внутренней части корпуса. Однако, в отличие от внешних шестеренных насосов, кулачки не контактируют. Контакт кулачков предотвращается внешними зубчатыми передачами, расположенными в коробке передач . Опорные подшипники вала насоса расположены в коробке передач, и поскольку подшипники находятся вне перекачиваемой жидкости, давление ограничивается расположением подшипника и прогибом вала, что снижает уровень шума этого насоса. Кулачковый насос является одним из насосов объемного вытеснения роторного типа.
1. Когда лопасти выходят из сетки, они создают расширяющийся объем на входной стороне насоса. Перекачиваемый материал (жидкость или газ, возможно, содержащий мелкие твердые частицы) поступает в эту полость. Вращение лопастей мимо входного отверстия создает замкнутые объемы материала между роторами и корпусом насоса.
2. Материал перемещается внутри корпуса в этих замкнутых объемах между кулачками ротора и корпусом — он не проходит между кулачками.
3. Наконец, зацепление кулачков на стороне нагнетания насоса предотвращает возврат перекачиваемого материала на сторону всасывания. Продолжение нагнетания вытесняет перекачиваемый материал через выпускное отверстие. Если выпускное отверстие ограничено — например, при выпуске большого объема воздуха во впускной коллектор двигателя — то в выпускном пространстве создается давление. Сам по себе кулачковый насос не сжимает перекачиваемый материал.
Кулачковые насосы часто используются в пищевой промышленности, поскольку они перекачивают твердые частицы, не повреждая продукт. Размер перекачиваемых частиц в кулачковых насосах может быть намного больше, чем в других типах объемного вытеснения. Поскольку кулачки не соприкасаются, а зазоры не такие близкие, как в других объемных насосах, эта конструкция перекачивает жидкости с низкой вязкостью с пониженной производительностью. Нагрузочные характеристики не так хороши, как у других конструкций, а всасывающая способность низкая. Для жидкостей с высокой вязкостью требуются пониженные скорости для достижения удовлетворительной производительности. Снижение номинальной скорости на 25% и ниже является обычным для жидкостей с высокой вязкостью.
