Шестерённые насосы. 
Гидравлика и гидравлические машины

Шестерённые роторные насосы, так же как и поршневые, относятся к насосам объёмного действия, работающие по принципу вытеснения жидкости. Они применяются когда при сравнительно небольшой подаче необходимо получить высокие давления. В современной технике их успешно используют в гидропередачах, в автоматических устройствах и системах регулирования, в топливных системах газотурбинных и ракетных двигателей, в гидравлических прессах и в смазочных системах двигателей для перекачки вязких жидкостей.

Рис. 7.3.а. Шестерённый насос Рис. 7.3.б. Коловратный насос

1 — корпус; 2 — патрубок всасывающий; 3 — патрубок нагнетательный 4 шестерни (ведущая и ведомая);

Шестерённый насос (рис. 7.3.а) состоит из пары одинаковых шестерён 4, находящихся в зацеплении и помещённых в корпус 1 с малыми торцевыми и радиальными зазорами. Для подсоединения к внешним трубопроводам корпус насоса имеет всасывающий 2 и нагнетательный 3 патрубки.

Принцип работы. Ведущая шестерня приводится во вращение электродвигателем. При вращении шестерён, находящихся в зацеплении, жидкость, находящаяся во впадинах между зубьями, перемещается из всасывающей полости 2 в нагнетательную 3. При работе насоса возникает большая разность давлений на входе и выходе, что сопровождается действием на шестерни больших по величине радиальных сил и может вызвать заклинивание ротора. Для ограничения максимального перепада давлений в корпусе насоса имеются разгрузочные каналы, соединяющие между собой всасывающую и нагнетательную полости насоса.

Подача шестерённого насоса определяется исходя из условия зацепления зубьев ведущей и ведомой шестерён. Каждый зуб вытесняет из впадины объём жидкости равный bS, где b — длина стороны зуба; S — площадь рабочей части зуба. За один оборот обе шестерни подают в область нагнетания объём жидкости V = 2bSz, где z — число зубьев шестерни. Тогда теоретическая подача QТ шестерённого насоса с двумя шестернями будет определяться по формуле (7.7):

м3/с (7.7).

где n — частота вращения ведущей шестерни, 1/с.

Напор насоса определяется по уравнению Бернулли в разностном виде (7.4). Конструктивно кратное повышение напора достигается типовым способом, т. е. использованием многоступенчатой насосной установки, а для увеличения подачи используют насосы с тремя и более шестернями, расположенными вокруг центральной ведущей шестерни.

Шестерённые насосы реверсивны и обладают свойством обратимости, т. е. при подаче к ним жидкости под давлением они могут работать в качестве гидродвигателей. Простота конструкции и многофункциональность определяют их широкое использование в современной технике.

Для перекачки особо вязких жидкостей, таких как смолы, битумы и др., на производстве используются коловратные насосы, являющиеся одной из разновидностей шестерённых насосов (рис. 7.3.б). В коловратном насосе роторы не могут передавать крутящий момент внутри статора, поэтому они кинематически соединены между собой шестерённой парой, расположенной вне корпуса.