Эксцентричная схема шиберного насоса способна перегонять плотные тягучие жидкости с довольно большой скоростью. Не зря их второе название – гидродинамическая машина. Шиберами служат подвижные углеграфитовые детали – лопатки. Мощное усилие пластин затягивает среду со скоростью от 45 до 500 литров в минуту. Применение пластинчатых насосов значительно повышает рентабельность производства.

Внутренние детали в разрезе
Внутренние детали в разрезе
https://vaterpass.ua

Виды и типы пластинчатых насосов

Промышленность выпускает два вида пластинчатых насосов.

Одноступенчатый – производит однократное действие за один цикл полного оборота. В течение цикла один раз происходит забор жидкости и один выпуск.

Двухступенчатый – за один оборот вала происходит двойной забор и такой же выброс среды.

Есть еще многоступенчатые, но они очень сложной конструкции и применяются в критических ситуациях.

Среди выпускаемых моделей отдельно стоит упомянуть о типе — пластинчатый вакуумный насос, который применяют для перегонки газов. Давление среды внутри не может превышать 15 бар.

Особая изолирующая рубашка поддерживает заданную температуру, чтобы сохранить вязкость продукта. В полости рубашки постоянно проходит поток теплоносителя, который и создает необходимые параметры.

Используются фторопластовые прокладки или синтетические волокнистые, дающие достаточную герметичность внутреннего пространства. Замена уплотнителей происходит без демонтажа гидромашины. Просто отвинчивают крышку, снимают старую прокладку и ставят новую.

Схема износа подвижных лопаток
Схема износа подвижных лопаток
https://tisys.ru

Устройство и принцип работы шиберного (пластинчатого) насоса

Конструктивно насос состоит из неподвижного корпуса статора. На валу закреплен вращающийся ротор с радиально расположенными пазами, в которые вставлены пластины. Ротор и статор эксцентрично смещены относительно друг друга. В процессе вращения центробежная сила заставляет пластины выдвигаться, а после цикла обратно входить в пазы.
Материал корпуса и основных элементов проточного канала – ковкий чугун или углеродистая сталь, в зависимости от назначения агрегата. Ротор и толкатель внутри устройства выполнен из углеграфита или другого нейтрального материала, не реагирующего на агрессивные и химические соединения. Графитовые пластины имеют длительный срок службы. Переносят кратковременные периоды сухого хода. С торцов располагаются перемычки, изолирующие всасывающую и нагнетающую камеры.
Работает по принципу вытеснения из пространства. Превышение давления регулируется специально предусмотренным байпасным клапаном, который открывается для снятия напряжения в магистрали. Во всех остальных случаях нет прямого контакта с жидкостями, которые надежно заключены в корпусе и магистрали.

Гидромашина для фасовки пищевых продуктов
Гидромашина для фасовки пищевых продуктов
https://www.hommak.com

Механизм оборудован так, что в любой момент можно изменить направление потока. Работает в обе стороны.

Принцип работы пластинчатого насоса одноступенчатого сводится к обкатыванию корпуса подвижными пластинами, приводимыми в движение эксцентрично расположенным валом. Пластины своими боковинами плотно соприкасаются с внутренними стенками корпуса. При движении пластин по корпусу на всасывающей стороне появляется разреженное пространство, втягивающее среду, которая перемещается к выходному отверстию. Размеры камеры уменьшаются, создавая давление, выталкивающее продукт к выходному патрубку и далее по трубопроводу.  В торце статора расположено входное отверстие, патрубком соединенное с магистралью, подающей среду. Другое отверстие выходит к гидролинии нагнетания. Каждая часть камеры герметично отделена от другой во избежание смешивания входящей и выходящей жидкости.

Насосы разливают бытовую химию
Насосы разливают бытовую химию
https://www.prostanki.com

В двухступенчатом поперечный разрез статора овальной формы. Каждый шибер двигается по стенкам корпуса и совершает два такта за один цикл. Пластины образуют временные рабочие камеры с минимальным просветом. Во первой четверти оборота, объем камер резко увеличивается, снижая давление и создавая разреженное пространство, куда устремляется транспортируемый продукт. Вторая четверть оборота заново сужает пространство выталкивая продукт на выход.

Уточнить по наличию
Насос многоступенчатый вертикальный CR15-02 A-F-A-E-HQQE PN16 3х380-415В/50 Гц Grundfos Цена 102776 руб
Под заказ
-9%
Насос ин-лайн с сухим ротором DL 65/160-1,1/4 PN16 сдвоенный 3х400В/50 Гц Wilo Цена 164358 руб 150131 руб
Нет в наличии
Установка пожаротушения Hydro MX 2/1 CR 15-06 Grundfos Цена 2062742 руб
Уточнить по наличию
-14%
Насос многоступенчатый вертикальный HELIX V 1012-1/16/E/S/400-50 PN16 3х400В/50 Гц Wilo Цена 207141 руб 177226 руб
Под заказ
Насос ин-лайн с сухим ротором TP 200-160/4-A-F-B-BAQE PN16 3х380-415/660-690В/50 Гц Grundfos Цена 571416 руб
Под заказ

Расчет производительности

Показатели производительности для пластинчатого насоса однократного действия выполняют по формуле:

Формула расчета производительности двухтактного насоса
Формула расчета производительности двухтактного насоса
https://avatars.mds.yandex.net

Исходя из формулы, величина «е» указывает степень взаимного отклонения осей статора и ротора. Кольцо, смонтированное вокруг ротора, делает устройство регулируемым. Изменение пространственного положения статора в вертикальном положении производится с помощью регулировочного винта. Так изменяют динамические характеристики и шумовой фон. Регулирующий винт просто прижимает пружину, которая сопротивляется давлению внутри камер. Когда напор усиливается, пружина сжимается, а после выталкивания, распрямляется.

Аналогично для двухтактного насоса:

Формула расчета производительности двухтактного насоса
Формула расчета производительности двухтактного насоса
https://avatars.mds.yandex.net

Вывод на основании формулы – мощность повышается с усилением вращений ротора. Таким образом техника не регулируемая.

Преимущества и недостатки шиберного (пластинчатого) насоса

Агрегат обладает рядом плюсов:

  • Мощное всасывание продукта и очистка трубопровода от остатков. КПД выше шестеренных аналогов.
  • Углеродные пластины не соприкасаются с корпусом, поэтому не истираются и редко выходят из строя.
  • Самостоятельная настройка для поддержания постоянного давления, при высоте всасывания до 9 метров.
  • Экономия ресурсов из-за сниженного энергопотребления.
  • Износостойкая гильза увеличивает срок эксплуатации. Во время обслуживания не требуется демонтаж от трубопровода. Просто снимают боковую крышку, обеспечив доступ к механизму.

И несколькими минусами:

  • Не подойдет для создания высокого давления, да и вязкие компоненты не смогут двигаться с высокой скоростью, поэтому работает только при низком давлении.
  • Нельзя использовать для транспортировки продуктов с включением абразивных частиц, иначе углеродные лопатки быстро сотрутся и придут в негодность.
  • Довольно сложная конструкция, при поломках требует дорогостоящего ремонта, и замены уникальных частей. С этим может справиться только сертифицированный специалист.

Заполнение танкера нефтью с помощью гидромашины
Заполнение танкера нефтью с помощью гидромашины
https://s00.yaplakal.com

Пластинчатый насос. Сфера применения

Шиберные пластинчатые насосы – эксперты в критически важных случаях перекачки неагрессивных жидкостей. Справляется с продуктами, имеющими сильную вязкость, за счет низкого давления в камере. Технику широко применяют во всех сферах народного хозяйства и авиации.

Пищевая промышленность:

  • Закачка фреона в холодильное оборудование.
  • Транспортировка и перекачка сгущенного молока.
  • Патоки, глазури, мягкого крема.
  • Шоколадной массы и сиропа.

Нефтяная промышленность:

  • Транспортировка и перегрузка сырой нефти в портовых терминалах (загрузка в танкеры, цистерны).
  • Воска, креозота, битума, сжиженного газа.
  • Парафина, лизола, тосола и других продуктов переработки нефти.

Металлургия:

  • Используют в процессе формовочного литья.
  • Для транспортировки топлива и ГСМ.

Химическая промышленность:

  • Перекачка клеевых смесей,
  • Растворителей, лаков и смол.

Фармацевтика и косметология:

  • Транспортировка жидкого мыла.
  • Эмульгаторов, глицерина и пр.

Пластинчатый насос видео:

 

Коротко о главном

Без пластинчатых насосов нам не видать сгущенки либо мыла в дозаторах. А нефть бы черпали, ведрами, как в 19 веке.

Высокий КПД шиберного насоса, в сравнении с роторными, дает отличную производительность механизмов.

В быту обычно такое оборудование не используют.

Скажите пожалуйста, где вам приходилось встречать шиберный насос?