Шиберний насос: принцип роботи

Шиберний насос більше відомий як насос пластинчастий, так як його робочі органи мають вигляд плоских або фігурних пластин – шиберів. У 1899 році вчений з США Роберт Блекмер розробив конструкцію роторного насоса з шиберами. Саме це пристрій стало прототипом сучасних висувних шиберних насосів, що мають зміщений центр обертання. В СРСР такий насос був запатентований групою вчених Татарського ГНИИПИ Нафтової промисловості в 1974 році. А в травні 2016 року російський винахідник Борис Григор'єв оформив патент в 29 країнах світу на вдосконалену конструкцію внутрішнього елемента пластинчастого насоса. У новому пристрої російському інженерові вдалося підвищити об'ємний, гідравлічний і механічний ККД шиберного насоса.

Пристрій пластинчастого насоса

Основу простий і унікальної конструкції шиберного насоса становить ротор з пропиленними по колу через рівні проміжки пазами. Вставлені в них пластинки оснащуються висувний пружиною. Ротор встановлюється в статор (корпус, гільзу, склянку), що має два отвори: впускний і випускний. Деякі конструкції мають по два отвори, через які рідина подається в насос і виводиться з нього.

Принцип роботи шиберного насоса

Збільшений тиск на виході створюється «вихровим ефектом». То є зміщення осі обертання ротора щодо осі корпусу дозволяє пластин висуватися в місці більшого просвіту і притискатися до статора відцентровою силою. У момент запуску насоса у всмоктуючому отворі утворюється розрідження. Транспортується маса засмоктується в простір між пластинками і виштовхується через вихідний патрубок. Насоси зі змінною віссю зсуву використовуються для регулювання об'єму рідини.

Переваги

Щодо гвинтових або шестерних насосів ККД пластинчастих значно вище.

Максимально спрощена конструкція міцна і довговічна. Міцність механізму зводить ймовірність збоїв в роботі до мінімуму.

Шиберні насоси дозволяють перекачувати абразивні і кристалізуються рідини: з м'якими включеннями до 1 см, з твердими не більше 500 мікрон.

Проста заміна пластин при поломці. Для ремонту шиберного насоса не потрібне залучення професійних ремонтників, що значно економить кошти.

Корпус (гільза, склянку) насоса і пластини (лопатки) підбираються під перекачує речовина.

Для створення вакууму, можливий «сухий» запуск.

Деякі моделі передбачають реверсивний режим, що значно розширює область застосування шиберних насосів і дає можливість виробництву бути багатопрофільним.

Майже безшумна робота компактного устаткування не доставляє незручностей працівникам. Вібрація пластинчастих насосів щодо інших пристосувань нижче приблизно на 50%.

Економічне енергоспоживання скорочує матеріальні витрати на обслуговування приблизно на 20-30 %. Як наслідок знижується собівартість транспортованої продукції.

Можливе використання в якості дозатора.

Пристрій пластинчастих насосів допускає виготовлення робочих деталей з різних матеріалів для отримання певної стійкості до хімічних речовин, виключення іскроутворення, підвищення зносостійкості, застосування в харчовій промисловості і так далі.

Не рекомендується тривале використання шиберного насоса на сухому ходу. Підвищує продуктивність пристрою функція електрообігріву, спеціальна теплообмінна сорочка, ущільнювальні кільця з тефлону.

Застосування

Насоси шиберного типу активно застосовуються у великому і малому виробництві, передбачає транспортування продуктів з рідкої або в'язкої текстурою. Популярність цих засобів обумовлена можливістю повного збереження робочої маси: пластинчастий механізм виключає виникнення втрат. Використання насосів шиберного типу значно підвищує обсяги виробництва або переробки суспензій і в'язких мас, при цьому будучи максимально безпечним процесом для обслуговуючого персоналу.


Самовсмоктуючий ефект пластинчастих насосів знайшов широке застосування в хімічній, фармацевтичній та нафтопереробній галузях промисловості, косметології та харчовому виробництві.

Використання шиберних насосних систем

Шиберні насоси використовуються для перекачування різних продуктів:

Сирої нафти, бітуму, мазуту, парафіну, нафтошламу, консистентних мастил та олив.

Клею, лаків, шпаклівок, фарб, латексних емульсій, епоксидних смол та мастик.

Кислот, розчинників, чорного щелока, рідкого скла, креозоту, каустику, їдкого натру.

Жиру, гліцерину, емульгаторів, рідкого мила, чорнила.

Меду, майонезу, патоки, шоколаду, згущеного молока, олії, кетчупу, сиропів.

І багатьох інших рідких і тягучих мас. В автомобілебудуванні ці насоси використовуються для підсилювача керма, наддуву, в системі подачі повітря при допалювання вихлопних газів, в підсилювачі гальмівної системи великих вантажівок і в автоматичній коробці передач. У дизельних легкових автомобілів впускний вакуум двигунів створюється шиберним насосом. В побутової техніки подібний пристрій насичує газовану воду вуглекислим газом і використовується в кавоварках. У більшості легких літаків привід гіроскопічних приладів здійснюється цим видом насоса.

Пристрій пожежного шиберного насоса

Щоб підвищити технічні та експлуатаційні характеристики відцентрових насосів, в вакуумних системах пожежних машин встановлюють шиберні насоси. Їх автономна робота не втручається в конструкцію вихлопної системи автомобіля і може мати як ручний, так і електричний привід. Більш надійно працюють апарати, виготовлені зі стійких до корозії матеріалів. Так як в робочому процесі не виключається попадання води в порожнину, шибери можуть заїдати через скупчення іржі в роторних пазах. Також необхідно ретельно стежити за масляної змащенням тертьових елементів, так як використовується масло в процесі роботи поступово викидається назовні, змішуючись з водою.
Вакуумний пластинчастий агрегат створює необхідне при заповненні водою розрідження у всмоктувальних рукавах і порожнини пожежного насоса, створюючи натиск 16-18 мПа.

Ручний насос

Ручні шиберні насоси використовуються для перекачування невеликих об'ємів рідини з однієї ємності в іншу. Найчастіше ручні пристосування використовуються для забезпечення питною або технічною водою в заміських будинках. Ручний насос допомагає перекачувати воду з колодязя чи водоймища за допомогою механічної сили з різних причин:

При відсутності електропроводки до місця забору води, а, отже, немає можливості користуватися електричним насосом.

Необхідно невелику кількість води і непостійно.

До переваг ручних насосів відноситься їх великий термін використання, невисока вартість, незалежність від наявності електрики, простий монтаж і обслуговування, можливість застосування в будь-якому місці. Однак їх використання не забезпечує постійною подачею води і вимагає фізичних зусиль.

Пристрій і застосування ручних насосів

Пластинчасті ручні насоси є малопотужною конструкцією, що складається з довгої труби з встановленим на ній роторно-шиберним насосом. Вода або інша рідина всмоктується з джерела (бочки, баки або колодязя) шляхом обертання ручки насоса і передається споживачеві через кран. Мобільний шиберний насос легко встановлюється і переноситься на нове місце. Для його використання потрібно тільки шланг. Ручний шиберний насос може також застосовуватися для перекачування з бочок різних рідин, наприклад, моторних і трансмісійних масел, дизельного палива й інших, щоб заправляти техніку або розливати олії з каністр.

Як вибрати ручний насос?

Вибираючи ручний насос, слід розуміти, що таке пристосування здатне накачати за хвилину близько 30-40 літрів рідини. Він незамінний у віддалених місцях за відсутності можливості користуватися автоматичними насосами. Шиберний насос нагоді для періодичного поливу овочевих грядок на дачі. Але не підходить для тривалого застосування, наприклад, при підйомі великої кількості води з глибокого колодязя. Купуючи ручний насос, слід звертати увагу на його зовнішній вигляд: на корпусі не повинно бути тріщин, відколів, неякісних швів. Довше прослужить більше дорогий насос з перевіреного часом чавуну. Користуються популярністю моделі з нержавіючої сталі і пластика. Швидше зітруться клапани з гуми. А латунні або бронзові прослужать довше в рази. Поршневі кільця також можуть бути чавунними або з шкіри і гуми, що впливає на термін використання насоса і його ціну. Таким чином, вибір ручного насоса ґрунтується, насамперед, на передбачуваному обсязі споживання води або рідини та доцільність його використання. А також на інших його характеристиках.