Регулирование подачи роторных насосов (при неизменной частоте вращения вала насоса) осуществляется двумя способами

1. Установка переливного клапана (рис. 2.4, а) параллельно насосу, так что часть подачи может через клапан 2 возвращаться во всасывающий трубопровод.

Клапан закрыт, пока давление насоса

pн < pв = Fпр.о /Sкл, (2.14)

где Fпр.о– сила пружины при закрытом клапане;

Sкл – площадь отверстия, перекрываемого клапаном.

Рис. 2.4. Схема включения переливного клапана

и характеристики роторного насоса с переливным

клапаном

Когда давление pн достигает значенияpв(в точкеВ), клапан начинает открываться и степень его открытия увеличивается с увеличениемpн. При этом все большая часть подачи насоса возвращается через клапан во всасывающую линию, следовательно

Q = Qи – Qкл - qy, (2.15)

где Q – расход жидкости через клапан.

На рис. 2.4, бпоказаны характеристики роторного насоса с переливным клапаном. На участкеАВ клапан закрыт, точкаВ– открытие (или закрытие) клапана; на участкеВС, который приближенно можно считать прямым, часть подачи переливается через клапан, а в точкеС- вся подача насоса возвращается обратно.

Очевидно, что этот способ регулирования подачи неэкономичен, так как часть мощности, развиваемой насосом (а в точке С вся мощность), теряется в клапане. Он применяется на шестеренных, винтовых и других насосах с неизменным рабочим объемом и небольшой мощностью.

2. Изменение рабочего объема насоса является более экономичным способом регулирования подачи с точки зрения расхода энергии, но он требует более сложных и, следовательно, дорогостоящих насосов. Изменение рабочего объема возможно в пластинчатых, аксиально- и радиально-поршневых роторных насосах однократного действия. Простейшая схема автоматического регулирования рабочего объема аксиального роторно-поршневого насоса показана на рис. 3.30. Когда давление насоса достигает значения, достаточного для преодоления силы пружины, люлька 1начинает поворачиваться в сторону уменьшения угла наклона. Рабочий объем, а также подача насоса при этом уменьшаются.

Характеристика насоса при этом видоизменяется примерно так же, как и в предыдущем случае, т.е. приобретает вид ломаной прямой ABC. На участкеAB рабочий объём насоса максимален. ТочкаBопределяется силой пружины и площадью поршня механизма поворота диска. В точкеCрабочий объём насоса имеет минимальное значение, необходимое для компенсации утечек, а подача насосаQ = 0.

КПД роторных насосов равен произведению объемного КПД h0 на механическийhм. Гидравлический КПД часто принимают за единицу, так как гидравлические потери в насосах, развивающих высокие давления, обычно малы по сравнению с двумя другими видами потерь. При особо высоких частотах вращенияhгнеобходимо учитывать. В роторных насосах обычно велики поверхности трения между ротором, статором и вытеснителями, поэтому рабочий процесс этих насосов и их КПД в основном определяются процессами, происходящими в зазорах между этими элементами насоса. КПД роторного насоса зависит от давления насосаpнугловой скоростиwвала и вязкости жидкостиm..

Экспериментальные характеристики роторных насосов обычно получают в виде зависимостей Q = f (pн) для нескольких постоянных значений частоты вращенияn. При испытаниях регулируемых насосов для каждого значенияn = constснимают еще характеристики, соответствующие нескольким значениям рабочего объема насосаV0. При уменьшении рабочего объема насоса его КПД существенно уменьшается. Так как КПД при этом зависит еще и от давления, то на графикеQ = f (pн)точки с постоянным значением КПД соединяют плавными кривыми и получают так называемую топографическую характеристику насоса.

Кавитационные характеристики роторных насосов снимают так же, как и поршневых, либо при pн = const.