Одинарный пластинчатый насос

Когда говорят про одинарный пластинчатый насос, многие сразу представляют себе что-то архаичное, простенькое и маломощное. Типа, поставил и забыл. На деле же — это целый пласт нюансов, от понимания которых зависит, будет ли система работать стабильно или начнет ?плеваться? пульсацией и греться через полгода. Сам долгое время недооценивал влияние геометрии пластины и профиля статора на ресурс в условиях российских перепадов температур, пока не пришлось разбирать насос после выхода из строя на лесозаготовительной машине. Оказалось, не все так однозначно.

Где кроется подвох в простоте конструкции?

Основное заблуждение — считать, что раз у насоса всего одна пластина (или один комплект пластин в камере), то и проблем с балансировкой давления нет. На низких оборотах и стабильной вязкости масла — может, и так. Но попробуйте запустить его в мороз на СУГ, да еще с нагрузкой в момент старта. Вот тут и вылезает главная беда — ударная нагрузка на ту самую единственную пластину при переходе из зоны всасывания в зону нагнетания. Не каждый материал ротора и не всякая обработка паза это выдерживают. Видел случаи, когда пластина просто ?закусывала?, а неопытные механики грешили на загрязнение масла.

Кстати, о материале. Часто в бюджетных вариантах используют стандартные закаленные стали. Но для ударных нагрузок, особенно в мобильной гидравлике, этого мало. Некоторые производители, вроде тех, чьи линейки представлены на сайте ООО Викс Интеллектуальное Оборудование (Нинбо), давно это поняли. У них в сериях, например, V или VQ, которые относятся к пластинчатым насосам, применяются композитные материалы или особая поверхностная обработка. Это не реклама, а констатация — после перехода на такие узлы у наших клиентов с экскаваторами-погрузчиками количество обращений по поводу шума снизилось заметно.

И еще момент — уплотнения. В одинарном пластинчатом насосе боковые уплотнения пластины — это часто просто притертые поверхности. Если есть микропримеси в масле (а они есть почти всегда), возникает абразивный износ. Не критично, но постепенно падает объемный КПД. Проверял на стенде: после 2000 моточасов на масле с чистотой по ISO 18/16/13 падение производительности могло достигать 5-7%. Поэтому сейчас всегда советую ставить фильтры тонкой очистки на входе, даже если производитель этого не требует явно.

Опыт интеграции в реальные системы

Был у меня проект — гидравлика подачи на станке для резки труб. Заказчик хотел дешево и сердито, настаивал на самом простом пластинчатом насосе одинарного типа. Мы поставили, но система работала рывками. Стали разбираться. Оказалось, проблема в сочетании с четырехлинейным золотником — насос не успевал компенсировать резкие перепады расхода, возникали кавитационные подхваты. Решение было не в замене насоса на дорогой аксиально-плунжерный, а в добавлении небольшого гидроаккумулятора на линии всасывания и тонкой настройке дросселя. После этого работа пошла как по маслу. Вывод: такой насос очень чувствителен к гидравлическому сопротивлению на входе.

В другом случае, на прессе для брикетирования опилок, как раз сработала его простота. Там нужен был невысокий, но стабильный расход для подачи сырья в камеру. Переменная нагрузка, пыльная среда. Поставили одинарный пластинчатый насос из серии PV2R — он, к слову, тоже есть в ассортименте Викс. Прелесть в том, что там мало трущихся пар, и он терпим к небольшому загрязнению. Проработал уже три года без нареканий, только масло по регламенту меняем. Иногда лучшая технология — это надежная и ремонтопригодная простота.

А вот неудачный опыт был с попыткой использовать такой насос в контуре высокого давления (условно, от 14 МПа и выше) в паре с шестеренным насосом VG серии от того же производителя. Идея была в том, чтобы пластинчатый насос работал на вспомогательные операции, а шестеренник — на основной циклический процесс. Не срослось. Из-за разной природы пульсации двух типов насосов в общей магистрали возникали резонансные явления, которые выводили из строя датчики давления. Пришлось разделять гидравлику полностью. Это к вопросу о том, что нельзя слепо комбинировать аппараты, даже если они от одного поставщика и в теории должны быть совместимы.

Сервис и долговечность: на что смотреть в первую очередь?

Ресурс сильно зависит от двух вещей: качества всасывания и температуры рабочей жидкости. Если на линии всасывания есть даже минимальное подсасывание воздуха, пластина и статор изнашиваются в разы быстрее. Проверял вибродиагностикой — появление характерных гармоник на частоте, кратной числу пластин (в данном случае одной), это первый звонок. Лучше сразу проверить все соединения и, возможно, заменить уплотнительные кольца.

Температура. Оптимально — в районе 40-50°C. Если постоянно работает на 70+ (такое бывает при плохо подобранном теплообменнике или постоянной работе на пределе давления), начинает ?плыть? материал статора, меняется его эллиптический профиль. Насос теряет производительность. Один раз видел, как после перегрева зазор между пластиной и статором увеличился настолько, что насос вообще перестал создавать давление. Пришлось менять весь роторный блок.

Что касается ремонтопригодности. Многие современные пластинчатые насосы, особенно в моноблочном исполнении, ремонту не подлежат — это одноразовые узлы. Но если говорить о классических конструкциях, например, из серии T6 или M3B, то там можно заменить пластину, пружины, уплотнения. Важно только найти оригинальный ремкомплект или качественный аналог. Копии с неподходящей твердостью пластины убивают статор за сотню часов работы. Дорогая экономия.

Почему он до сих пор живёт в эпоху сервоприводов?

Сейчас все увлечены сервопластинчатыми насосами, как те же инновационные ABT серии, или высококлассными аксиально-плунжерными A4VSO. Это правильно для задач, где нужна точность и энергоэффективность. Но одинарный пластинчатый насос не сдает позиций по одной простой причине — стоимость владения. Для тысяч применений, где не нужна ни высокая динамика, ни переменная производительность, а нужна дешевизна, надежность и возможность ?починить в поле?, он идеален.

Возьмите сельхозтехнику, простые прессы, конвейеры, некоторые станки. Там установка сложного насоса с электронным управлением — это лишние затраты и усложнение сервиса. А тут — минимум деталей, понятная логика работы. Да, его КПД ниже, чем у продвинутых собратьев. Но если система работает в одну смену и не под постоянной пиковой нагрузкой, эта разница в экономии энергии окупится не скоро. Для многих предпринимателей это решающий аргумент.

К тому же, есть психологический момент. Механики на производствах часто боятся сложной гидравлики. А этот насос они видят насквозь, могут его диагностировать стетоскопом и манометром, починить своими силами. Это снижает простои. Я знаю цеха, где сознательно не меняют старые добрые пластинчатые насосы на новые модели, потому что персонал к ним привык и есть запас запчастей на десять лет вперед. И это тоже рационально.

Заключительные штрихи: выбор и тенденции

Выбирая такой насос сегодня, уже нельзя просто брать ?что подешевле?. Нужно смотреть на конкретные параметры применения: диапазон вязкости рабочей жидкости, наличие в ней агрессивных примесей, характер цикла нагрузки. Например, для пищевого производства важны материалы, допущенные к контакту, а для мобильной техники — ударная вибростойкость корпуса.

Наблюдаю тенденцию, что даже в этом сегменте производители, включая компанию Викс, предлагают решения с улучшенными характеристиками. Те же серии V10 или V20 — это уже далеко не примитивные аппараты. Там и шумность снижена, и допустимая частота вращения выше, и ресурс заявлен приличный. То есть, эволюция идет, но суть — принцип работы с одной или двумя пластинами — остается.

В итоге, одинарный пластинчатый насос — это не атавизм, а вполне живой и нужный инструмент в арсенале гидравлика. Его место — не в высокодинамичных системах, а там, где важны надежность, ремонтопригодность и низкая начальная стоимость. Главное — понимать его слабые места (всасывание, чувствительность к чистоте и температуре) и правильно встраивать в систему. Тогда он отработает свое сполна без лишних хлопот. А гоняться за самым современным и дорогим решением там, где оно не нужно, — это просто неграмотное распоряжение ресурсами.