Неравномерность подачи поршневых насосов

ВОЗДУШНЫЕ КОЛПАКИ.

Скорость движения поршня в цилиндрах насосов неодинакова и колеблется от "0" до "max". Изменение скорости влечёт за собой неравномерную подачу в виде пульсирующего потока, которая препятствует плавной посадке клапанов и приводит к появлению инерционных толчков в трубопроводах.

При этом может возникать деформация труб, их разрывы, опасность гидравлических ударов, поломка КИПов. Эти явления можно уменьшить установкой воздушных колпаков - гидроаккумуляторов, которые воспринимают на себя избыток жидкости. Эти колпаки представляют собой полый сосуд, установленный на всасывании или нагнетании насоса.

Если колпак стоит на нагнетании, то воздушная подушка, после прекращения подачи порции жидкости, выдавливает её в магистраль сплошным потоком т.к. объём воздушного колпака больше объёма гидроцилиндра насоса.

Если колпак установлен на всасывании - он имеет немного другую конструкцию. После прекращения периода всасывания воздушная подушка продолжает выдавливать жидкость во всасывающий трубопровод и поднимает её в приёмную полость насоса.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ.

При изготовлении каждый образец поршневого насоса подвергают гидравлическим испытаниям, по результатам которых строят характеристики, а по ним определяют особенности работы.

Напор жидкости в цилиндре порш­невого насоса создаётся статический, непосредственным давлением, поршня на жидкость.

1 особенность. Поршневые насосы обладают свойством сухого всасывания.

2 особенность. Наличие жёсткой характеристики. Анализ графика показывает, что производительность насоса при постоянной частоте вращения приводного вала (n=const) не зависит от напора. Это даёт возможность насосу перекачивать жидкость любой плотности и вязкости. Некоторое снижение производительности при больших напорах говорит о том, что в реальных насосах имеют место потери жидкости в количестве 2-5%.

3 особенность. Из графика видно, что при средних значениях напора до 50 м.вод.ст. растёт КПД насоса, причём мощность растёт незначительно. При значениях более 50 м.вод.ст. КПД насоса падает, а мощность продолжает расти. Таким образом до 50 м.вод.ст. насос работает в экономически выгодных, средних режимах эксплуатации.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ.

1. мощность ,

где ρ - плотность жидкости;

Q - производительность насоса;

H - напор, зависящий от высоты всасывания и нагнетания;

η_н - общий КПД насоса (0,6-0,9), зависящий от объёмных протечек, потерь на трение, и трения жидкости внутри трубопроводов.

РОТАЦИОННЫЕ НАСОСЫ.

Ротационные насосы используются для перекачки вязких жидкостей, а также в качестве продувочных в 2-х тактных ДВС.

Ротационные насосы подразделяются на:

1) роторно-лопастные;

2) насосы с фигурными роторами;

3) зубчато-колёсные (шестерённые);

4) винтовые.

Достоинства - сравнительно малая масса и габариты, равномерность подачи жидкости, возможность привода с большой частотой вращения.

Недостатки - малая всасывающая способность, необходимость подгонки частей т.к. с увеличением зазоров резко сокращается подача и давление.

РОТОРНЫЕ НАСОСЫ

Подача роторных насосов равномерная, им не требуются клапаны для обеспечения всасывания и нагнетания. Используют роторные на­сосы главным образом для перекачивания вязких жидкостей (масло, топливо).

Водокольцевой насосотносится к лопастным роторным насосам. Состоит из цилиндрического корпуса 5 и ротора 4 с несколь­кими плоскими или криволинейными лопастями 3. Ось ротора распо­ложена эксцентрично относительно оси корпуса. При вращении рото­ра жидкость отбрасывается к периферии цилиндрического корпуса и образуется жидкостное кольцо 2. Приемное 6и отливное 1 отверстия имеют серповидную форму. При прохождении приемного отверстия за лопастью образуется разрежение, и воздух, а затем жидкость поступа­ют в корпус насоса. Вращающееся жидкостное кольцо не дает расте­каться поступившему воздуху (жидкости) и он перемещается к отливному отверстию. Такое устройство позволяет использовать водоколь­цевой насос в качестве вакуумного (например, в центробежном насо­се для создания разрежения во всасывающем трубопроводе).

Если за один оборот каждая лопасть совершает одно всасывание и одно нагнетание (один рабочий цикл), такой насос является насосом простого действия.

Насос двойного действия имеет эллипти­ческий корпус 6 с полуосями r₁и r₂. Цилиндрический ротор 5 распо­ложен с корпусом соосно. В пазах ротора свободно установлены под­вижные лопасти 2. При вращении центробежной силой лопасти будут прижиматься к внутренней поверхности корпуса. При прохождении окон 3 и 7 объем между двумя соседними лопастями будет увеличи­ваться — жидкость всасывается, при прохождении окон 1 и 4 этот объем будет уменьшаться — происходит нагнетание. Такие насосы имеют высокую равномерность подачи, их применяют в системах гидропри­водов. Объемный КПД такого насоса η_п = 0,7÷0,85. Рис.13. Конструкция насоса двойного действия

Конструкция насоса двойного действия показана на рис.13. Насос состоит из корпуса 1, в котором расположен статор 5. В нем вращается ротор 4, с пазами, в них вставлены лопасти 3. Насосная полость образована дисками 6, плотно приле­гающими к торцевым поверхностям статора. Ротор и лопасти плотно пришлифованы к торцевым поверх­ностям дисков, а наружные кромки лопастей также и к стенкам ста­тора.

Приводной вал 2 насоса вра­щается в шарикоподшипниках. Окна 7 и 8 в торцевых дисках сое­динены с всасывающей полостью, 9 к 10 — с нагнетательной. Такие насосы создают давление до 7 МПа.