Лекция 7.Поршневые насосы. Основные сведения. Подача поршневых насосов. Особенности эксплуатации.




Объемным называют насос, в котором жидкая среда перемещает­ся путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса. В объемных насосах, как отмечено ранее, преобразование энергии жидкости происходит за счет непосредственного изменения ее давления при силовом взаимодействии рабочего органа (вытеснителя) с потоком. Изменением кинетической энергии в насосе ввиду малых скоростей движения жид­кости при расчетах пренебрегают.

По характеру движения рабочих органов объемные насосы подразде­ляют на возвратно-поступательные, роторные и крыльчатые (последние не получили распространения на судах).

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ И ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Поршневые насосы обычно разделяются по следующим признакам:
по подаче - на насосы малой подачи (до 20 м3/ч), средней (20—60 м3/ч) и большой (более 60 м3/ч);
по развиваемому давлению (напору) —на насосы низкого давления (до 5 кгс/см2), среднего (5—50 кгс/ см2), высокого (более 50 кгс/ см2);
по роду (или типу) двигателя—на насосы с паровой машиной, электродвигателем, турбиной (паровой, гидравлической, воздушной) и ДВС;
по характеру соединения с двигателем—на насосы поршневые приводные (с мотылевым, эксцентриковым или балансирным механизмом), прямодействующие насосы, имеющие на одном штоке поршни парового и гидравлического цилиндров;
по частоте вращения приводного вала (или числу двойных ходов поршня) — на тихоходные (до 80 об/мин), нормальные (до 150 об/мин), быстроходные (до 350 об/мин) и особо тихоходные насосы с коротким ходом поршня (до 750 об/мин);
по роду перекачиваемой жидкости—на водяные, масляные, нефтяные и воздушные;
по характеру выполнения поршня—на насосы с проходным поршнем, дисковым и со скалкой (плунжером);
по числу гидравлических цилиндров в одном блоке — на одинарные, сдвоенные и строенные;
по расположению оси цилиндра—на вертикальные, горизонтальные и наклонные;
по способу действия—на насосы одинарного действия (простые поршневые, скальчатые и дифференциальные).

Конструкция дифференциальных насосов зависит от их назначения. На рис. 6 изображена схема дифференциального насоса, у которого подача жидкости происходит при движении поршня как вниз, так и вверх.

При движении поршня вверх в результате разрежения в цилиндре открывается клапан 3 и вода заполняет пространство цилиндра, равное по объему произведению площади поршня на пройденный им ход (от одного крайнего положения до другого), т.е. FS.

При движении поршня вниз под действием повышающегося давления жидкости под поршнем клапан 2 открывается и жидкость перетекает в верхнюю полость насоса. Так как объем верхней полости насоса наполовину занят объемом толстого штока, часть жидкости подается через клапан 1 в нагнетательный трубопровод в количестве V1 = fштS
где fшт — площадь поперечного сечения штока, м2;

S— ход поршня, м.

При последующем движении поршня вверх давление жидкости повышается, клапан 2 закрывается и жидкость, оставшаяся над поршнем, подается через клапан 1 в нагнетательный трубопровод; при этом объем жидкости

V2 = (F - = fшт) S;

где F — площадь поперечного сечения поршня насоса, м2.

Таким образом, общий объем жидкости, поданной дифференциальным насосом за два хода поршня, составит

V = V1 + V2 = fштS + (F - fшт) S = fштS + FS - fштS = FS (19)

Подача дифференциального насоса равна подаче насоса одинарного действия и может быть определена по формуле (18). Такой дифференциальный насос применяется обычно в нагнетательных трубопроводах значительной длины. Всасывание в насосе происходит только при движении поршня вверх. Имеются также дифференциальные насосы, которые можно назвать также насосами с непрерывным всасыванием, так как всасывание происходит как при движении поршня вниз, так и вверх. Применять эти насосы удобно при наличии длинного всасывающего трубопровода.

Рассмотрим действие одноцилиндрового поршневого насоса двойного действия (рис. 7, а). При движении поршня в одно направлении открывается всасывающий клапан 5 и в освободившуюся полость цилиндра засасывается из приемной трубы 6 жидкость, объем которой равен FS. При ходе поршня в обратном направлении клапан 5 закрывается, а через открытый нагнетательный клапан 4 жидкость вытесняется в отливную трубу 3. Одновременно в полость цилиндра через всасывающий клапан 1 засасывается жидкость объемом FS а если учитывать объем, занимаемый штоком поршня, проходящим через левую полость цилиндра, то объем жидкости равен (F - fшт) S. При повторном ходе поршня этот объем жидкости через нагнетательный клапан 2 попадает в отливную трубу 3.

Подача насоса двойного действия
Q = FS + S (F - fшт) = 2 FS - fштS

Если принять получим:

Q = 2 . 60 ηоFсрSn (20)

При ориентировочных подсчетах подачи насоса двойного действия величиной fшт пренебрегают. Насос двойного действия может состоять из двух насосов одинарного действия (рис. 7, б), при этом угол между мотылями 1 и 2 приводного коленчатого валаравен 180о.

Насосы тройного действия представляют собой комбинацию трех одноцилиндровых насосов одинарного действия (угол между мотылямиприводного вала равен 120°).

Подача этого насоса определяется по формуле

Q = 3 . 60 ηоFSn (21)

Насосы четверного действия состоят из двух одноцилиндровых насосов двойного действия или четырех одноцилиндровых насосов одинарного действия (мотыли приводного коленчатого вала расположены под углом 90°). Подача насосов, состоящих из двух насосов двойного действия,

Q = 2 . 120 ηоFсрSn (22)

а из четырех одноцилиндровых насосов —

Q = 4 . 60 ηоFSn (23)

Кратностьюдействия называется число рабочих объемов (произведение FS) подаваемой жидкости за один двойной ход или оборот вала.

Насосы многократного действия образуются путем соединения в один агрегат насосов простого или двойного действия. Подача насосов при кратности действия k

Q = k . 60 ηоFSn (24)

А с учетом площади поперечного сечения штока

(25)

Насосы тройного, четверного и многократного действия широко распространены на судах, так как обладают более равномерной подачей.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-02-10 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: