Возвратно-поступательные насосы.




При общности принципа действия и основных свойств возвратно-поступательные насосы весьма разнообразны по устройству.

Рис. 3. Схемы гидравлической части возвратно-поступательных насосов

 

По расположению в пространстве они, как и другие насосы, делятся на горизонтальные и вертикальные.

По выполнению рабочего органа насосы бывают:

поршневые; уплотнение связано с поршнем и плотно прилегает к обработанной поверхности цилиндра (рис. 4, а);

плунжерные; плунжер полированный, уплотнительный узел связан с гидравлической коробкой (рис. 4, б, в) или имеется щелевое уплотнение Щ большой протяженности (рис. 4, г);

диафрагменные; упругая диафрагма Д приводится в движение механически (рис. 4, д) или гидравлически (рис. 4, е). В последнем случае она служит перегородкой, разделяющей перекачиваемую жидкость, содержащую абразивные частицы, от чистой, омывающей

трущиеся детали в насосной камере.

Существует предел уменьшения диаметра поршня для штока данного диаметра из-за невозможности разместить узел уплотнения в узком кольцевом пространстве между стенкой цилиндра и штоком. В плунжерном насосе эта задача решается проще, так как в неподвижное плунжерное уплотнение легко подавать смазку и его

можно периодически подтягивать, компенсируя изнашивание.

По числу поршней или плунжеров различают насосы: одно-, двух-, трех- и многопоршневой (плунжерный), а по числу плоскостей, в которых расположены оси рабочих органов – одно-, двух- и многорядный.

Чем меньше поршней (плунжеров), тем проще схема насоса и тем меньше сменных деталей, что очень важно в условиях интенсивного их износа. С другой стороны, с увеличением рядов достигается повышение подачи и равномерности движения жидкости в трубопроводах.

По числу тактов нагнетания и всасывания за двойной ход рабочего органа:

- в насосе одностороннего действия (см. рис. 4, а, б) рабочий орган выполняет одно всасывание и одно выталкивание;

- в насосе двухстороннего действия (рис. 4, ж, и) жидкость всасывается и нагнетается два раза;

- в дифференциальном насосе (рис. 4, з, г) жидкость всасывается один раз, a нагнетается – двумя порциями.

Насосы двухстороннего действия применяют чаще при невысоких давлениях, в остальных случаях – насосы одностороннего действия, поскольку минимальное число клапанов и сальников диктуется их быстрым износом.

В дифференциальном насосе (см. рис. 4,з) движение жидкости в отводящей трубе более равномерное, однако вследствие наличия сальника, а также мест потенциального отложения осадков широкого распространения он не получил.

 

Роторные насосы

 

Эти насосы используются главным образом как источники питания различных гидроприводов. Их широко применяют для смазки машин, а также для перекачивания различных жидкостей при небольших подачах.

Их рабочие органы: статор - неподвижная часть насоса со всасывающей и нагнетательной камерами (корпус); ротор - деталь, вращающаяся от ведущего вала; замыкатель, предназначенный для разобщения областей высокого и низкого давлений.

По характеру движения рабочих органов роторные насосы делятся на три группы:

1) Роторно-вращательные с вращательным движением;

2) Роторно-поступательные с вращательным и возвратно-поступательным движением;

3) Роторно-поворотные с вращательным и возвратно-поворотным движением рабочих органов.

В зависимости от способа распределения жидкости роторные насосы подразделяются на насосы с бесклапанным и клапанным распределением. Наиболее распространенные бесклапанные насосы являются обратимыми машинами, что позволяет применять их в качестве гидравлических двигателей.

В роторном насосе частота вращения вала не обязательно равна частоте циклов в рабочей камере. В некоторых насосах за один оборот вала в каждой камере совершается несколько нагнетаний и всасываний. Исходя из этого, различают насосы однократного, двукратного и многократного действия. Роторные насосы делятся на регулируемые (с изменяющимся рабочим объемом) и нерегулируемые.

Подача роторного насоса пульсирующая, однако неравномерность ее невелика. При наличии жидкостной пленки, заполняющей зазоры, он может отсасывать воздух из подводящего трубопровода, т. е. является самовсасывающим. Однако при достижении определенного давления, называемого пределом работоспособности, происходит выдавливание жидкости на контактных поверхностях, появляется сухое трение, и механические потери резко возрастают, что приводит к падению к.п.д. насоса. Работа за пределом работоспособности связана с интенсивным износом трущихся деталей.

Наиболее распространенные виды роторных насосов:

1. РОТОРНО – ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ

К ним относятся зубчатые насосы, в которых жидкость перемещается в плоскости, перпендикулярной к оси вращения рабочих органов, и винтовые насосы – жидкость перемещается вдоль оси вращения.

Рис. 5. Зубчатые насосы:

а, б в, - шестеренныё; г, д - коловратные; е – шланговый

 

В свою очередь, зубчатые насосы подразделяются на шестеренныё, коловратные и шланговые. В шестеренном, наиболее распространенном из зубчатых насосов рабочими органами служат шестерни, которые обеспечивают геометрическое замыкание рабочих камер и передают крутящий момент (рис. 5, а, б).

В коловратном насосе рабочими органами в виде роторов (рис. 5, г,д), обеспечивающих только геометрическое замыкание рабочей камеры, а вращающий момент с ведущего ротора на ведомый передает шестеренная пара, расположенная вне корпуса насоса.

В шланговом насосе рабочим органом является упругий шланг, пережимаемый вращающимися роликами (рис. 5, е).

В ш е с т е р е н н о м насосе (см. рис. 5, а) одна из шестерен является собственно ротором, будучи соединенной с ведущим валом, а другая - замыкателем. Вращением колес жидкость, заключенная во впадинах зубьев, переносится из камеры всасывания В в камеру нагнетания Н.

Шестеренные насосы просты и компактны, отличаются большим сроком службы. К. п. д. насоса достигает 0,9. Насосы пригодны для работы на жидкостях с широким диапазоном вязкости.

Винтовой насос можно рассматривать как шестеренный насос с косозубыми шестернями, число зубьев которых уменьшено до числа заходов винтовой нарезки. Во внешнем или внутреннем зацеплении участвуют одна или несколько пар винтов, между нарезкой которых образованы полости, перемещающиеся вдоль винтов от входной камеры к выходной. Винтовые насосы (и гидродвигатели) отличаются равномерной подачей, бесшумностью, компактностью и надежностью.

Наиболее распространены одно- и трехвинтовые насосы. Трехвинтовой насос, самый распространенный из винтовых, состоит из центрального ведущего винта, являющегося ротором, и двух ведомых винтов – замыкателей, заключенных в обойму (рис. 6). При вращении винтов жидкость, заполняющая со стороны всасывания полости, образованные между нарезками винтов и обоймой, оказывается отсеченной от входной камеры А и перемещенной вдоль оси к выходной камере Б.

Рис. 6. Трехвинтовой насос.

 

РОТОРНО – ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ(рис. 7)

В эту группу входят роторно-поршневые с рабочими органами в виде поршней или плунжеров и шиберные насосы с рабочими органами в виде пластин (пластинчатый насос) или шиберов фигурного профиля (фигурно-шиберный насос).

Рис. 7. Роторно-поршневые насосы.

 

Роторно-поршневые насосы бывают двух видов - аксиально-поршневые (рис. 7, а,б) и радиально-поршневые (рис. 7, г).

В аксиально-поршневом насосе ось вращения ротора параллельна осям рабочих органов или составляет с ними угол, не превышающий 45°. В насосах второго типа ведущее звено и ротор расположены на одной оси.

 

 

Динамические насосы

 

Представлены двумя основными группами:

- центробежные и осевые насосы;

- вихревые насосы.

Первая группа относится к лопастным машинам, вторая – к машинам трения.

Рис. 8. Центробежный насос. Рис. 9. Осевой насос.

 

Большое распространение лопастных машин обусловлено удобством комбинирования их с приводными электродвигателями, компактностью при больших подачах, достаточно высоким КПД, возможностью достижения высоких давлений.

Схема центробежного насоса дана на рис. 8. Лопасти 1, жестко закреплены на вращающемся рабочем колесе, соединенном с валом приводного двигателя. Под влиянием центробежных сил масса жидкости, находящейся в межлопастных пространствах, выбрасывается в спиральный канал, образованный корпусом 2, и далее вытесняется в напорный трубопровод 4. Через приемное отверстие 3 происходит непрерывное всасывание жидкости.

На рис. 9 дана схема осевого насоса. Лопасти 1 закреплены на втулке 2 под некоторым углом к плоскости, нормальной оси вала насоса, образуя рабочее колесо. При вращении лопасти взаимодействуют с потоком жидкости, сообщая ей энергию и перемещая ее вдоль оси насоса.

Рис. 10. Вихревой насос.

Вихревой насос (рис. 10) работает следующим образом. В корпусе 1 насоса концентрично располагается рабочее колесо 2 с плоскими радиальными лопастями 3. При работе насоса жидкость поступает во всасывающий патрубок 4, увлекается рабочим колесом и, совершая сложное вихревое движение в кольцевом канале 5, выходит через напорный патрубок 6. В отличие от центробежных и осевых машин в вихревой машине вход и выход жидкости производятся на периферии рабочего колеса.

 

 

Струйные насосы

В промышленности для перемещения жидкостей и газов находят применение насосы струйного типа. Схема такого насоса приведена на рис. 11.

 

Рис. 11. Насос струйного типа

Поток рабочей жидкости, несущей энергию, проходит через сопло 1. В сужающемся сопле увеличивается скорость потока, соответственно возрастает кинетическая энергия. По закону сохранения энергии увеличение кинетической энергии обусловливает понижение давления в выходном сечении сопла и, следовательно, в камере 2; под влиянием разности давлений (атмосферного – на уровне 3 и в камере 2) жидкость поднимается в камеру 2, где захватывается струей рабочей жидкости, смешивается с нею, поступает в расширяющий патрубок 4 и далее по трубопроводу в бак на высоту HГ.

Коэффициент полезного действия струйных насосов невысок, но простота конструкции и отсутствие движущихся деталей способствует их применению в различных промышленных установках. Насосы струйного типа применяются для перемещения газов и как эжекторы в вакуумных установках.

Для подъема и перемещения жидкостей (например, нефть из скважины) иногда применяют пневматические подъемники, в которых в качестве рабочей среды используют сжатый воздух или технический газ – эрлифты и монтежю.

 



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: 2017-06-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: