Пластинчато -роторный насос — это тип насоса объемного действия , который состоит из лопастей, прикрепленных к ротору , который вращается внутри полости. В некоторых случаях эти лопатки могут иметь переменную длину и/или быть натянутыми для поддержания контакта со стенками при вращении насоса.
Этот тип насоса был изобретен Чарльзом К. Барнсом из Саквилля, Нью-Брансуик , который запатентовал его 16 июня 1874 года . 1909). [4]
Этот тип насоса считается менее подходящим, чем другие вакуумные насосы , для жидкостей высокой вязкости и высокого давления [ нужна ссылка ] и сложен в эксплуатации [ нужны разъяснения ] [ нужна ссылка ] . Они могут выдерживать короткие периоды работы всухую и считаются подходящими для жидкостей с низкой вязкостью. [ нужна цитата ]
Самый простой лопастной насос имеет круглый ротор, вращающийся внутри круглой полости большего размера. Центры этих двух кругов смещены, что приводит к эксцентриситету. Лопасти установлены в пазах, вырезанных в роторе. Лопастям разрешен определенный ограниченный диапазон перемещения внутри этих пазов, так что они могут поддерживать контакт со стенкой полости при вращении ротора. Лопасти могут поддерживать такой контакт с помощью пружин , гравитации или центробежной силы . Внутри механизма может присутствовать небольшое количество масла , которое помогает обеспечить лучшее уплотнение между кончиками лопастей и стенками полости. Контакт между лопастями и стенками полости делит полость на «лопастные камеры», которые выполняют насосную работу. На стороне всасывания насоса лопастные камеры увеличены в объеме и, таким образом, заполнены жидкостью, нагнетаемой входным вакуумным давлением, которое представляет собой давление перекачиваемой системы, иногда просто атмосферы. На напорной стороне насоса лопастные камеры уменьшаются в объеме, сжимая жидкость и вытесняя ее из выпускного отверстия. Лопасти протягивают один и тот же объем жидкости при каждом обороте.
Многоступенчатые пластинчато-роторные вакуумные насосы, которые пропускают жидкость через серию из двух или более механизмов пластинчато-роторных насосов для повышения давления, могут достигать вакуумного давления всего 10 -6 мбар (0,0001 Па ).
Лопастные насосы обычно используются в качестве гидравлических насосов высокого давления и в автомобилях, в том числе в насосах наддува , гидроусилителя рулевого управления , кондиционеров и автоматических трансмиссий . Насосы для среднего давления используются в таких устройствах, как карбонизаторы для фонтанных дозаторов безалкогольных напитков и кофемашины для приготовления эспрессо. Кроме того, лопастные насосы могут использоваться в газовых системах низкого давления, таких как впрыск вторичного воздуха для автоматического контроля выбросов выхлопных газов или в системах химического осаждения из паровой фазы низкого давления .
Пластинчато-роторные насосы также являются распространенным типом вакуумных насосов , причем двухступенчатые насосы способны достигать давления значительно ниже 10 -6 бар . Они встречаются в таких приложениях, как обеспечение помощи при торможении в больших грузовиках и легковых автомобилях с дизельными двигателями (двигатели которых не создают вакуум на впуске) с помощью усилителя торможения , в большинстве легких самолетов для приведения в действие гироскопических пилотажных приборов , при откачке трубопроводов хладагента во время установки кондиционеры , лабораторные сублимационные сушилки и вакуумные эксперименты по физике. В лопастном насосе перекачиваемый газ и масло смешиваются внутри насоса, поэтому их необходимо разделять снаружи. Поэтому вход и выход имеют большую камеру, возможно, с завихрением, куда капли масла выпадают из газа. Иногда на впуске имеются жалюзи , охлаждаемые комнатным воздухом (насос обычно на 40 К горячее), чтобы конденсировать растрескавшееся перекачиваемое масло и воду и позволить им упасть обратно во впускное отверстие. Когда эти насосы используются в системах с высоким вакуумом (где приток газа в насос становится очень низким), серьезной проблемой является загрязнение всей системы обратным потоком молекулярного масла.
Одним из основных преимуществ лопастного насоса является то, что его конструкция легко подходит для использования в качестве насоса переменной производительности, а не насоса постоянной производительности, такого как цилиндрический ( XX) или героторный насос (IX). Расстояние по осевой линии от ротора до эксцентрикового кольца используется для определения рабочего объема насоса. Позволяя эксцентриковому кольцу поворачиваться или перемещаться относительно ротора, можно изменять смещение. Лопастной насос даже может работать в обратном направлении, если эксцентриковое кольцо перемещается достаточно далеко. Однако производительность невозможно оптимизировать для перекачивания в обоих направлениях. Из этого может получиться очень интересный масляный насос с гидравлическим управлением.
Лопастной насос переменной производительности используется в качестве энергосберегающего устройства и уже более 30 лет используется во многих приложениях, включая автомобильные трансмиссии.
