Термин «несбалансированный» в лопастных насосах происходит от неравномерного распределения гидравлических сил вокруг ротора во время его работы. Однако, в отличие от большинства конструкций насосов, которые имеют симметричные и сбалансированные силы, лопастные насосы по своей сути содержат асимметрию сил из-за их конструкции и режима работы. Поэтому ниже приведены некоторые ключевые причины, по которым лопастные насосы часто называют несбалансированными.
Ротор со смещением: В лопастном насосе ротор центрирован относительно оси, но смещен относительно кулачкового кольца. Когда вращающийся ротор занимает это смещенное положение, на него может действовать различная гидравлическая сила из-за неравномерности размеров камер.
Асимметричное распределение давления: Поскольку объемы этих камер изменяются во время вращения, создаваемые гидравлические силы не будут распределяться равномерно. В результате на одной стороне ротора может быть более высокое давление, чем на другой, что приводит к дисбалансу сил.
Боковая нагрузка: Неравномерное распределение сил часто приводит к «боковой нагрузке», при которой ротор прижимается к одной из стенок корпуса. Это имеет два последствия: увеличивает потери на трение, тем самым снижая эффективность, а следовательно, увеличивая износ подшипников, уплотнений и других компонентов.
Механические напряжения: Несбалансированная конструкция приводит к увеличению механических напряжений в таких насосах. К сожалению, это может вызвать деформации, а также снизить их надежность, особенно при высоком давлении или после длительной эксплуатации.
Сокращение срока службы: Из-за несбалансированных гидравлических сил общий срок службы насосов сокращается, поскольку роторы, лопатки и другие детали подвергаются ускоренному износу.
Выделение тепла: В таких насосах, когда они не сбалансированы, выделяется больше тепла. Следовательно, это может привести к перегреву, требующему дополнительных мер контроля, что делает работу системы сложной.
Ограниченная способность работать при высоком давлении: Несбалансированные силы делают их менее подходящими для применения в условиях высокого давления. Увеличение боковой нагрузки, а также механических напряжений при высоком давлении ускоряет процесс износа, что приводит к быстрой деградации или даже к поломке.
Сложность герметизации: Вследствие этого требуются более сложные механизмы герметизации для предотвращения утечек, что еще больше усложняет процедуры эксплуатации и технического обслуживания насоса.
Пульсация потока: Этот дисбаланс гидравлических сил часто приводит к пульсации расхода, что может быть неприемлемо для применений, требующих плавного и равномерного потока.
Следовательно, лопастные насосы часто называют несбалансированными, и они используются в основном в системах с низким давлением, где влияние неуравновешенных сил можно контролировать. Требованиям высокого давления или высокой надежности также могут соответствовать более сбалансированные конструкции, такие как поршневые или шестеренные насосы.
