81164 P1110719

2.9. POMPY I SILNIKI ŁOPATKOWE

Pompy łopatkowe są to pompy hydrauliczne budowane zarówno o stałej, jak i regulowanej wydajności, na ciśnienie do lOMPa (100 at), o wy-aajnościach od 6 do 100 1/min. Pompy łopatkowe o stałej wydajności stosowane są również jako silniki hydrauliczne.

Budowa pompy

Zasadniczymi elementami pompy łopatkowej, której budowę pokazano na rys. 9, są:

—    wał napędowy pompy, ułożyskowany w kadłubie,

—    wirnik wraz z łopatkami,

—    kadłub pompy z pokrywami bocznymi.

Rys.

9

Na wale pompy, napędzanym przez silnik, osadzony jest wirnik w postaci walca z naciętymi rowkami ułożonymi promieniowo, w których są prowadzone łopatki. Wirnik jest tak umieszczony w cylindrycznym otworze kadłuba, że jego oś obrotu jest przesunięta względem osi otworu w kadłubie o wielkość e, nazywaną mimośrodowością pompy. To przesunięcie powoduje, że łopatki w górnej części są maksymalnie wysunięte, a w dolnej maksymalnie wsunięte w wirnik. Wysuw łopatek jest wywoływany siłą odśrodkową, powstającą podczas obrotu wirnika oraz w niektórych rozwiązaniach sprężynkami. W czasie obrotu wirnika łopatki cały czas szczelnie przylegają do kadłuba pompy, tworząc między sobą komory o objętości zmieniającej się w miarę obrotu.

Zasada działania pompy

Przy wyjaśnianiu działania pompy przyjęto, że wirnik pompy obraca się w kierunku strzałki (patrz rys. 9). Komory zawarte między łopatkami, 28 znajdującymi się po lewej stronie wirnika, w miarę jego obrotu zwiększa-

jąc swoją objętość, zasysają ciecz hydrauliczną z kanału ssawnego przez szczelinę wlotową. Po przejściu górnego położenia, w którym te komory mają największą objętość, zmniejsza się objętość komór między łopatkami. W miarę obrotu wirnika łopatki są wpychane w wirnik i ciecz zostaje wtłoczona szczeliną wylotową do kanału tłocznego.

Regulacja wydajności

Wydajność w pompach łopatkowych reguluje się zmieniając mimośro-dowość pompy, np. przez przesuwanie kadłuba pompy względem ułożys-kowanego wirnika. Maksymalną wydajność uzyskuje się przy największej dla danej pompy mimośrodowości e.

Zmniejszenie mimośrodowości powoduje zmniejszenie różnicy wysunięcia łopatek z wirnika, tzn. że łopatka i jest mniej wysunięta, a łopatka J jest więcej wysunięta. W związku z tym maleje również różnica objętości komór i tym samym maleje wydajność pompy.

Gdy mimośrodowość osiąga wartość zero, tzn. kiedy oś wirnika znajduje się w osi otworu w kadłubie, wtedy wszystkie łopatki są jednakowo wysunięte z wirnika i objętość komór między łopatkami jest taka sama. Nie występuje wówczas zjawisko ssania ani tłoczenia, a ciecz zawarta między łopatkami obraca się tylko dokoła osi wraz z wirnikiem. Wydajność pompy jest wtedy równa zeru. W przypadku przesunięcia kadłuba w drugą stronę, jeżeli pozwoli na to konstrukcja, pompa zaczyna tłoczyć w kierunku przeciwnym, tzn. zmieniają się role, jakie spełniały kanały. Kanał ssawny staje się teraz kanałem tłocznym, a kanał tłoczny ssawnym.

Tak więc pompy łopatkowe przy odpowiedniej ich konstrukcji mogą mieć nie tylko regulowaną wydajność, ale również zmieniać kierunek tłoczenia.

Pompa jako silnik

Pompa łopatkowa może również pracować jako silnik hydrauliczny, gdy do kanału ssawnego będzie się doprowadzać ciecz hydrauliczną pod ciśnieniem. Ciecz ta, działając na łopatki wirnika, będzie powodowała jego obrót, a moment obrotowy może być odbierany z wału wirnika. Ciecz hydrauliczna po wykonaniu pracy, po przejściu na prawą stronę, będzie wypływać do zbiornika. Silniki łopatkowe budowane są zwykle o stałej mimośrodowości.

Parametrem określającym pompę jest, oprócz ciśnienia, jej wydajność, tj. ilość cieczy, jaką tłoczy pompa w jednostce czasu. Dla silnika hydraulicznego natomiast, który nie tłoczy oleju, a wprost przeciwnie — jest nim zasilany, wielkość ta nazywana jest chłonnością silnika. Chłonność silnika jest to ilość oleju dostarczana do silnika na jeden obrót.

29