Вандылы поршеньді сорғының құрылысы мен жұмыс принципі
Rotary vane pump
Бұрылмалы қанатты сорғыштар: жұмыс принципі, артықшылықтары, қолданылуы. Төмен тұтқырлықты сұйықтықтарға арналған, қысқа мерзімге құрғақ жұмыс істей алады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Оң ығысулы насос, роторға бекітілген қанаттардан тұрады, ол қуыс ішінде айналады.
Positive displacement pump consisting of vanes mounted to a rotor that rotates inside a cavity
Роторлық қанатты насос – бұл қуыстың ішінде айналатын роторға бекітілген қанаттардан тұратын оң ығысулы насостың бір түрі. Кейбір жағдайларда бұл қанаттардың ұзындығы өзгеріп отыруы мүмкін және/немесе насос айналғанда қабырғалармен тікелей жанасуын қамтамасыз ету үшін серпімді болуы мүмкін. Бұл типтегі насостар жоғары тұтқырлықтағы және жоғары қысымды сұйықтықтар үшін басқа вакуумдық насостарға қарағанда нашаррақ саналады. Олар қысқа мерзімге құрғақ жұмыс істеуге төтеп бере алады және төмен тұтқырлықтағы сұйықтықтар үшін жақсы деп есептеледі.
A rotary vane pump is a type of positive displacement pump that consists of vanes mounted to a rotor that rotates inside a cavity. In some cases these vanes can have variable length and/or be tensioned to maintain contact with the walls as the pump rotates. This type of pump is considered less suitable than other vacuum pumps for high viscosity and high pressure fluids, and is They can endure short periods of dry operation, and are considered good for low viscosity fluids.
Түрлері
Ең қарапайым лопаткалы сорғыда үлкен дөңгелек қуыстың ішінде айналатын дөңгелек ротор болады. Бұл екі шеңбердің орталықтары ығыстырылып, эксцентриситет тудырады. Лопаткалар роторға ойылған ұяларға орнатылады. Бұл ұялар ішінде лопаткалардың белгілі бір шектегі қозғалысына мүмкіндік беріледі, осылайша ротор айналғанда олар қуыстың қабырғасымен жанасуын қамтамасыз етеді. Лопаткаларды серіппелер, гравитация немесе центробегтік күш арқылы мұндай жанасуды сақтауға итермелеуге болады. Механизмде лопаткалардың ұштары мен қуыстың қабырғасы арасында жақсы тығыздауға көмектесетін аз мөлшерде май болуы мүмкін. Лопаткалар мен қуыс қабырғасы арасындағы жанасу қуысты "лопаткалы камераларға" бөледі, олар сору жұмысын атқарады. Сорғының сору жағында лопаткалы камералардың көлемі ұлғаяды және осылайша кіреберіс вакуумдық қысымымен жүйеге талғанып кіретін сұйықтықпен толтырылады, бұл сорылатын жүйенің қысымы, кейде қарапайым атмосфера. Сорғының шығару жағында лопаткалы камералар көлемін азайтады, сұйықтықты қысып, оны шығысқа шығарады. Лопаткалардың әрекеті әр айналымда бірдей көлемдегі сұйықтықты тартады. Қысымды арттыру үшін сұйықтықты екі немесе одан көп лопаткалы сорғы механизмдерінің тізбегі арқылы өткізетін көп сатылы лопаткалы вакуумдық сорғылар 10−6 бар (0,1 Па) дейін төмен вакуумдық қысымға жете алады.
The simplest vane pump has a circular rotor rotating inside a larger circular cavity. The centres of these two circles are offset, causing eccentricity. Vanes are mounted in slots cut into the rotor. The vanes are allowed a certain limited range of movement within these slots such that they can maintain contact with the wall of the cavity as the rotor rotates. The vanes may be encouraged to maintain such contact through means such as springs, gravity, or centrifugal force. A small amount of oil may be present within the mechanism to help create a better seal between the tips of the vanes and the cavity's wall. The contact between the vanes and the cavity wall divides up the cavity into "vane chambers" that do the pumping work. On the suction side of the pump the vane chambers are increased in volume and are thus filled with fluid forced in by the inlet vacuum pressure, which is the pressure from the system being pumped, sometimes just the atmosphere. On the discharge side of the pump the vane chambers decrease in volume, compressing the fluid and thus forcing it out of the outlet. The action of the vanes pulls through the same volume of fluid with each rotation. Multi stage rotary vane vacuum pumps, which force the fluid through a series of two or more rotary vane pump mechanisms to enhance the pressure, can attain vacuum pressures as low as 10−6 bar (0.1 Pa).
Қолданылуы
Ванды насостар көбінесе жоғары қысымды гидравликалық насостар ретінде және автомобильдерде, соның ішінде турбонаддув, күшті руль, кондиционер және автоматты беріліс насостары ретінде қолданылады. Орташа қысымға арналған насостарға газдалған сусындар диспенсерлеріндегі карбонаторлар және эспрессо кофе машиналары жатады. Сонымен қатар, ванды насостарды төмен қысымды газ қолдануларында, мысалы, автокөліктердің газ шығарындыларын бақылау үшін қосымша ауа инъекциясында немесе төмен қысымды химиялық бу жинақтау жүйелерінде пайдалануға болады. Айналма ванды насостар – бұл екі сатылы насостардың 10−6 бардан төмен қысымға жете алатын вакуумдық насостардың кең таралған түрі. Олар үлкен жүк көліктері мен дизельдік қозғалтқыштармен жабдықталған жолаушылар автомобильдерінде (қозғалтқыштары сіңіру вакуумын жасамайды) тежегіш күшейткіш арқылы тежеуге көмектесуді қамтамасыз етуде, гироскопиялық ұшу құралдарын басқару үшін жеңіл ұшақтарда, кондиционерлерді орнату кезінде хладагенттік құбырларды эвакуациялауда, зертханалық лиофилизациялау құрылғыларында және физикадағы вакуумдық тәжірибелерде қолданылады. Ванды насоста сорғыланатын газ бен май насос ішінде араласады, сондықтан оларды сырттан бөлу қажет. Сондықтан кіреберіс және шығыста үлкен камера бар, мүмкін, айналма қозғалыспен, онда газбен араласқан май тамшылары түсіп қалады. Кейде кіреберісте бөлме ауасымен салқындатылған (насос әдетте 40 К-қа жоғары температурада болады) жалюзилер орналасқан, олар жарылған сору майы мен суды конденсациялап, қайтадан кіреберіске түсуіне мүмкіндік береді. Бұл насостар жоғары вакуум жүйелерінде (насосқа газ ағыны өте төмен болғанда) қолданылғанда, молекулалық майдың кері ағынынан туындаған жүйенің ластануы маңызды мәселе болып табылады.
Vane pumps are commonly used as high pressure hydraulic pumps and in automobiles, including supercharging, power steering, air conditioning, and automatic transmission pumps. Pumps for mid range pressures include applications such as carbonators for fountain soft drink dispensers and espresso coffee machines. Furthermore, vane pumps can be used in low pressure gas applications such as secondary air injection for auto exhaust emission control, or in low pressure chemical vapor deposition systems. Rotary vane pumps are also a common type of vacuum pump, with two stage pumps able to reach pressures well below 10−6 bar. These are found in such applications as providing braking assistance in large trucks and diesel powered passenger cars (whose engines do not generate intake vacuum) through a braking booster, in most light aircraft to drive gyroscopic flight instruments, in evacuating refrigerant lines during installation of air conditioners, in laboratory freeze dryers, and vacuum experiments in physics. In the vane pump, the pumped gas and the oil are mixed within the pump, and so they must be separated externally. Therefore, the inlet and the outlet have a large chamber, perhaps with swirl, where the oil drops fall out of the gas. Sometimes the inlet has louvers cooled by the room air (the pump is usually 40 K hotter) to condense cracked pumping oil and water, and let it drop back into the inlet. When these pumps are used in high vacuum systems (where the inflow of gas into the pump becomes very low), a significant concern is contamination of the entire system by molecular oil backstreaming.
Тарих
Көптеген қарапайым механизмдер сияқты, ротациялық лопаткалы сорғының қашан ойлап табылғаны белгісіз. 1588 жылы Агостино Рамеллидің "Le diverse et artificiose machine del capitano Agostino Ramelli" ("Капитан Агостино Рамеллидің әртүрлі және тапқыр машиналары") кітабында ротациялық лопаткалы сорғының сипаттамасы және гравюрасы, сондай-ақ басқа да ротациялық сорғылардың түрлері келтірілген, бұл осы кезде дизайн белгілі болғандығын көрсетеді. Жақында, 19 ғасыр патенттік тізілімдерінде де лопаткалы сорғылар кездеседі. 1858 жылы W. Pierce-ке "ротациялық сорғылардың жаңа және пайдалы жетілдірілуі" үшін АҚШ патенті берілді, онда бұрыннан қолданылған "экцентрикалық ішкі бетпен байланысты қолданылатын" жылғыша жапырақтар мойындалды. 1874 жылы Канада патенті Нью-Брансуик провинциясының Саквилл қаласынан Чарльз С. Барнсқа берілді. Содан бері әртүрлі жақсартулар жасалды, оның ішінде газдарға арналған өзгермелі лопаткалы сорғы (1909).
Like many simple mechanisms, it is unclear when the rotary vane pump was invented. Agostino Ramelli's 1588 book Le diverse et artificiose machine del capitano Agostino Ramelli ("The Various and Ingenious Machines of Captain Agostino Ramelli") contains a description and an engraving of a rotary vane pump along with other types of rotary pumps, which suggests that the design was known at the time. In more recent times, vane pumps also show up in 19th century patent records. In 1858, a US patent was granted to one W. Pierce for "a new and
useful Improvement in Rotary Pumps", which acknowledged as prior art sliding blades "used in connection with an eccentric inner surface". In 1874, a Canadian patent was granted to Charles C. Barnes of Sackville, New Brunswick. There have been various improvements since, including a variable vane pump for gases (1909).
Өзгермелі орын ауыстырумен шарбақты сорғы
Лопаткалы сорғының басты артықшылықтарының бірі – оның конструкциясы тұрақты орын ауыстыру сорғысы, мысалы, тісті сорғысы (X X) немесе героторлық сорғысы (I X) орнына, айнымалы орын ауыстыру сорғысына оңай бейімделуі. Ротордан эксцентрикалық сақинаға дейінгі арақашықтық сорғының орын ауыстыруын анықтау үшін қолданылады. Эксцентрикалық сақинаның роторға қатысты бұрылуына немесе жылжуына рұқсат беру арқылы орын ауыстыруды өзгертуге болады. Егер эксцентрикалық сақина жеткілікті түрде жылса, тіпті лопаткалы сорғы кері жұмыс істеуі мүмкін. Дегенмен, екі бағытта да сорғылау үшін өнімділікті оңтайландыруға болмайды. Бұл өте қызықты гидравликалық басқару майы сорғысын жасауға мүмкіндік береді. Айырмалы орын ауыстырушы лопаткалы сорғы энергияны үнемдеу құрылғысы ретінде қолданылады және 30 жылдан бері автомобильдік берілістерді қоса алғанда, көптеген қолдануларда пайдаланылып келеді.
One of the major advantages of the vane pump is that the design readily lends itself to become a variable displacement pump, rather than a fixed displacement pump such as a spur gear (X X) or a gerotor (I X) pump. The centerline distance from the rotor to the eccentric ring is used to determine the pump's displacement. By allowing the eccentric ring to pivot or translate relative to the rotor, the displacement can be varied. It is even possible for a vane pump to pump in reverse if the eccentric ring moves far enough. However, performance cannot be optimized to pump in both directions. This can make for a very interesting hydraulic control oil pump. A variable displacement vane pump is used as an energy saving device and has been used in many applications, including automotive transmissions, for over 30 years.