Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Транспорт для перемещения жидкостей

Устройства для перемещения жидкостей относят к внутриза­водскому транспорту.

Перемещение жидкостей может осуществляться в замкнутых каналах (трубопроводы и др.) под действием разности давлений на двух участках потока (напорное перемещение жидкости) или под действием силы тяжести жидкости, имеющей свободную по­верхность, благодаря гидравлическому уклону (безнапорное перемещение жидкости). Напорное перемещение жидкостей произ­водится объемными и лопастными, а также струйными насосами.

В химической промышленности наибольшее распространение получили поршневые, плунжерные насосы (для работы с пеня­щимися и другими жидкостями) и центробежные насосы (для работы с агрессивными, токсичными, взрыво- и пожароопасными средами).

Основными параметрами насоса любого типа являются подача Q (м3/с), напор Н (м) и мощность N (Вт).

1. Поршневые насосы (рис.1.) - устройства, в которых рабочий орган (поршень) совершает в цилиндре возвратно-поступательные движения, сообщая перекачиваемой жидкости избыточное давле­ние. В том случае, когда рабочий орган выполнен в виде удли­ненного поршня (плунжера), поршневой насос называют плун­жерным (рис.2).

Рис.1. Поршневой насос одинарного действия: 1-воздушный колпак; 2-всасыва-ющий клапан; 3-цилиндр; 4-поршень; 5- на-гнетательный клапан. Рис.2. Плунжерный насос одинар- ного действия: 1- цилиндр; 2-плунжер; 3-сальник; 4-нагнетательный клапан; 5-всасывающий клапан
Рис. 3. Схема работы поршне-вого насоса простого действия: а-всасывание; б-нагнетание. Рабочий цикл поршневого насоса. Процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом. Таких тактов два: всасывание жидкости в цилиндр из питающей линии и нагнетание (вытеснение) жидкости из цилиндра в нагнетательную линию. Совокупность тактов называется рабочим цик­лом. Первый тактвсасывание: при вращении коленчатого вала по часовой стрелкепоршень (см. рис.3.) переме-щается из верхнего крайнего положения (верх-ней мертвой точки – в.м. т.) к нижнему крайне-му положению (нижней мертвой точке - н. м. т.), впускной клапан 1 (рис.3, а)открыт, выпускной клапан 3 закрыт. В цилиндре создается раз­режение и жидкость поступает в цилиндр.
     

Второй такт – нагнетание (рис.3,б), поршень пере­мещается от н.м.т. к в.м.т., создавая повышенное давление в цилиндре, при этом всасывающий клапан 1 закры-вается, а нагнетательный клапан 3 открывается. Объем жидкости, заключенный в цилиндре, вытесняется поршнем в нагнетательный трубопровод.

Далее процессы происходящие в цилиндре, повторяются в указанной выше последовательности. За один двойной ход поршня происходит одно нагнетание, и такой насос называется насосом простого действия.

Рис.4. Схема конструкции насоса двойного действия В насосах двойного действия (см. рис.4) нагнетание происходит при каж-дом ходе поршня. Эти насосы, при про-чих равных условиях в два раза произ-водительнее насосов простого действия. На рис.5 показаны одна из типовых компоновок и детали кривошипноша-тунного механизма, включающего ша-туны 4, поршни 5 со снятыми порш-невыми кольцами, коленчатым валом 1 и противовесами 11.  

Рис. 5. Кривошипно-шатунный механизм:1 – передний конец коленчатого вала; 2 и 7 - зубчатые колеса; 3 - коренные шейки; 4 – шатуны; 5 - поршни; 6 - щеки с противовесами; 8 - шатунные шейки;9 - вкладыши; 10– масляная полость шатунной шейки с грязеуловителем; 11 - противовес; 12 – шкив.

 

Для обеспечения большой производительности насоса на одном приводном валу устанавливают несколько цилиндро-поршневых (плунжерных) групп.

В качестве примера на рис.6 показана конструкция трехплунжерного насоса с клапанным распределением и числом оборотов коленчатого вала 125 об/мин.

В гидромашинах широко используются двухступенчатые насосы. В этих насо-сах два плунжера получают движение от одного приводного вала. Причем при низком давлении один из плунжеров (плунжер низкого давления) нагнетает жид-кость в нагнетательную линию, а при высоком давлении в нагнетательной линии нагнетает жидкость в питающую линию другого плунжера (плунжер высокого давления).

Недостатком насосов с кривошипно-шатунным механизмом являются боль-шие габариты и наличие неуравновешанных масс. При использовании вместо

Рис.6. Трехплунжерный насос с клапанным распределением: 1 – кривошипно-шатунный механизм; 2 – нагнетательные клапаны; 3 – плунжеры; 4 – всасывающие клапаны.

 

кривошипно-шатунного привода плунжера обыкновенного эксцентрика-кулачка, как показано на рис. 7, рабочий процесс гидромашины может быть реализован как в форме гармонического, так и иной закономерности движения плунжера и, что очень важно, существенно снизить величины неуравновешенных сил, габариты и вес машины.

    Рис.7. Звездообразный насос с кулачковым приводом. На рис. 7, как пример кулачкового механизма, показан механизм привода пор-шней топливного насоса звездообразного девятицилиндрового двигателя. Поршни 2 приводятся в движение кулачком 4, кото-рый установлен на валу двигателя. Кулачок действует на толкатели З, расположенные в кольце 1, вращающемся в направлении, обратном направлению вращения кулачка, со скоростью, равной 1/8 его скорости. При этих условиях поворот кулачка на 7200 соответствует повороту кольца с толкате-лями в противоположном направлении на 90°. Следовательно, кулачок за два оборота поочередно переместит все девять порш-ней, вернувшись в исходное положение при повороте кольца на 900. При использовании вместо кривошипно- шатунного привода плунжера обыкновенного

эксцентрика-кулачка, как показано на рис. 8, рабочий процесс гидромашины не меняется, по­скольку этот тип привода так же обеспечивает гармоническое движение плунжера. В корпусе 1 на валу 9 размещены эксцентрики 10 которые через подпятник 12 приводят плунжеры 3, попарно соединенные с помощью подвижных рамок 11 (втулка 2, седла клапанов 4 и 7, клапаны 5 и 8, а также плунжерная коробка 6) аналогичны плунжерным насосам.

Характерным для большинства современ­ных насосов является использование тарельчатого клапана (1, рис.9) с коническим седлом, имеющего либо нижнюю направляющую (рис.9), либо верхнюю. Седла (2, рис.9) выполняются коваными из стали ЭЯ2 или ЭЖ1 с термообработкой до твердости HRC 38 42.

Рис.8. Быстроходный эксцентриковый плунжерный насос.

 

Рис.9 Нагнетательный клапан: 1- седло; 2- клапан. Особенностью поршневых насосов является неравномерность подачи, в связи с чем важное значение приобретает понятие сте­пень неравномерности подачи. Эта величина представляет собой отношение максимальной (мгновенной) подачи Qmax данного насоса. Особенностью поршневых насосов является неравномерность подачи, в связи с чем важное значение приобретает понятие - сте­пень неравномерности подачи. Эта величина представляет собой отношение максимальной (мгновенной) подачи Qmax данного насоса к предполагаемой средней подачеQср (рис. 10): т = Qmax/Qср. (1)  

Для насоса одинарного действия т = 3,14, двойного дей­ствия - т = 1,5, строенного - т = 1,05. Насос двойного действия имеет более равномерную подачу, так как он за один двойной ход делает две подачи. С дальнейшим увеличением числа поршней степень неравномерности подачи уменьшается очень медленно.

Неравномерность подачи и связанная с этим неравномерность движения жидкости во всасывающем и нагнетательном (напор­ном) трубопроводах может быть частично устра-

Рис.10. Диаграмма подачи поршневых насосов одинарного(а), двойного (б), строенного (в) действия. нена установле­нием воздушных колпа-ков (см. рис. 1). Сжатие воздуха в кол­па-ке при подаче и расширение при всасы-вании уменьшает нерав­номерность дви-жения жидкости в напорном трубопро-воде. Чем больше объем воздушного колпака, тем меньше степень неравно­мерности подачи. На практике обычно ограничиваются такими размерами кол-паков, чтобы колебание давления в на-порном тру­бопроводе не превышало + 3 %. Высоту всасывания поршневых насосов определяют по формуле: . (2) Здесь Р а - атмосферное давление, Па; РЖ - давление насыщенных паров жидкости, Па; - плотность жид-

кости, кг/м3; h 1 и h 2 -соответственно потери напора в на­сосе и всасывающем трубопроводе, м.

Поршневые насосы с дисковым поршнем применяют при пе­рекачке маловяз-ких жидкостей, а плунжерные – для перекачки вязких жидкостей, суспензий и со-здания высоких давлений.

Горизонтальные плунжерные насосы выпускают с подачей от 180 до 1800 л/мин (0,003 до 0,03 м3/с), верти­кальные - от 2950 до 38600 л/мин (0,05 до 0,64 мЗ /с).

Согласно ГОСТ 12052-77 выпускают хими­ческие поршневые насосы типов: ХПНП - хи­мический поршневой насос паровой; ХТр - хими­ческий трехцилин-дровый с регулируемой подачей; ХТ - химический трехцилиндровый; РК - регули­руемый кислотный; РКС - регулируемый для со­ляной и серной кислот; РКХ - регулируемый для суспензии хлорида алюминия.

Маркировка насоса расшифровывается сле­дующим образом. Например, РКС 1,5/25 озна­чает: Р - регулируемый; К - кислотный; С - со­ляная кислота; 1,5 - подача, м3/ч; 25 - давление нагнетания, атм (или 2,5 МПа).

Технические характеристики некоторых плунжерных насосов приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Технические характеристики некоторых плунжерных насосов типа ХТр

 

Марка насоса Подача, м3 Давление нагне-тания, МПа Число двойных ходов, в мин. ход поршня, мм Диаметр поршня, мм
ХТр 1,5/200 ХТр 3/20 ХТр 8/110 ХТр 30/50 0,75 1,5 1 3 4 8 15 30        

Подачу поршневого насоса регулируют с помощью вентиля или задвижки на перепускной линии, соединяющей всасывающий и нагнетательный трубопроводы.

Поршневые насосы можно выбрать по каталогу, где указаны: марка насоса, подача, давление нагнетания, число двойных ходов поршня в минуту, мощность двигателя, габа-ритные размеры, мас­са, изготовитель, характер перекачиваемой жидкости. Например, на-сос марки Т 25/340 предназначен для перекачки аммиачной воды, имеет подачу 25 мЗ /ч, давление нагнетания 34 МПа, мощ­ность электродвигателя 440 кВт.

Достоинства поршневых насосов: высокий к. п. д. (до 85 %); возможность достижения высоких напоров при любых подачах; хорошая всасывающая способность.

Недостатки: тихоходность, а следовательно, громоздкость и большая масса (из-за наличия редуктора); сложность изготовле­ния и высокая стоимость самого насоса и его эксплуатации; не­равномерная подача; отсутствие регулировки подачи.

Эти недостатки делают поршневые насосы менее эффектив­ными, чем ниже рассмо-тренные центробежные.

2. Центробежные насосы - устройства, в которых перемещение жидкости проис-ходит под действием центробежных сил, возникаю­щих при вращении рабочего колеса.

 

Рис.11. Центробежный насос консольного типа.

 

Устройство центробежного насоса типа К (консольный) приведено на рис. 11, (выпускаются 13 типоразмеров на расходы от 0,0016 до 0,1 м3/сек и на напоры от 14 до 80 м). Главными ра­бочими органами являются рабочее колесо 4, всасывающий па­трубок 16, изготовляемый за одно целое с крышкой 1, и сборная

улитка (спираль), выполняемая в корпусе 2.

Для запуска насоса необходимо залить его (заполнить жидкостью) и полностью выпустить воздух с помощью вантуза 3.

Рабочее колесо крепится на валу 9 при помощи гайки 5, име­ющей обтекаемую форму. Уплотнение обеспечивается набивкой 7 сальника 8 в корпусе 6, а для предупреждения прорыва воздуха используется гидравлический замок 12. Опоры 10 и 11 размеще­ны вне насоса; уменьшение объемных потерь достигается применением уплотняющих колец 13 и 15.

Для уменьшения значительного осевого усилия на рабочее колесо исполь-зуются дренажные отверстия 14, выполненные в ра­бочем колесе.

Рабочее колесо при вращении осуществляет закрутку потока (таким способом и передается энергия от рабо­чего колеса рабочей жидкости) и отбрасывание частиц на пери­ферию, что создает перед колесом вакуум и обеспечивает его всасывающую способность.

Конструкции рабочих колес и спиральной камеры показаны на рис 12-15.

  Рис.12. Рабочее колесо открытого типа: 1-большая разгрузочная лопатка; 2-малая разгрузочная лопатка; 3-диск с втулкой; 4-направляющая лопатка. Рис.13. Рабочее колесо закрытого типа: 1-диск с втулкой; 2-диск в виде широкого кольца; 3 направляющие лопатки;
    Рис.14.Рабочее колесо с двухсторон-ним всасом: 1,2-наружные диски; 3-внутрен-ний диск; 4-направляющие лопатки.     Рис.15.Спиральная камера
     

 

Центробежные насосы (ГОСТ 17398-72), используемые в тех­нологии неорганических веществ, бывают одно- и многоступенча­тые. Первые предназначены для создания напоров до 50 м, вто­рые - для создания высоких напоров. У многоступенчатых насо­сов (рис 16.)

Рис.16. Многоступенчатый центробежный насос спирального типа: 1, 13-соеди-нительные муфты; 2,12-подшипники скольжения; 3, 10-сальники; 4-подводящие трубы; 5-крышка корпуса;6-сменная втулка;7- грундбукса;8гидравлическое уплотнение;9-хлопчатобумажная набивка уплотнения; 11крышка сальника; 14вал насоса;15рабочее колесо;16-корпус; 17-уплотняющеее кольцо;

рабочие колеса соединены последовательно и снабжены на­правляющими аппаратами и переливными каналами, служащими для направления жидкости из одного колеса в другое. Все рабо­чие колеса смонтированы на одном валу, имеют одну всасываю­щую и одну нагнетательную линию. Для подачи большого объема жидкости применяют насосы двухстороннего всасывания. Чем больше число ступеней, диаметр и частота вращения колеса, тем больше напор.

Центробежные насосы, в отличие от поршневых, не обладают способностью засасывать жидкость в начале работы, ввиду чего перед пуском насос и всасывающий трубопровод должны быть залиты жидкостью.

Высоту всасывания центробежных насосов определяют по фор­муле для порш-невых насосов [см. уравнение (2)]. Отличие со­стоит в том, что для создания нор-мальных условий работы цент­робежного насоса необходимо обеспечить на всасы-вании так называемый кавитационный запас, т. е. минимально допустимое пре­вы-шение атмосферного давления над давлением насыщенных па­ров жидкости, для предотвращения возможного вскипания жидко­сти в насосе.

При перекачивании горячих жидкостей во избежание кавита­ции следует со-здавать подпор, т. е. насос должен быть ниже уров­ня жидкости, находящейся в ре-зервуаре. Для достижения лучшей всасывающей способности скорость жидкости

на входе в насос должна быть равна 1 м/с (и не более 2 м/с), а сопротивление всасывающего трубопровода - минимальным. Высота всасывания центробежных насосов не превышает 5 м.

В отличие от поршневых насосов, имеющих при постоянной частоте вращения двигателя постоянную среднюю подачу, центро­бежные насосы имеют различную подачу (и различный напор) в зависимости от сопротивления линии. Поэтому каждый насос снабжается заводом-изготовителем рабочей характеристикой, по­лучаемой опытным путем.

При подборе насоса и частоты вращения рабочего колеса не­обходимо учи - тывать характеристику линии, т. е. трубопровода и присоединенных к нему аппаратов.

Включение насоса в работу производят при полностью закры­той задвижке на нагнетательном трубопроводе, так как в этом случае насос потребляет минимальную мощность. Задвижка (вен­тиль) на всасывающем трубопроводе перед пуском должна быть открыта полностью, чтобы предупредить кавитацию.

Регулирование подачи насоса осуществляют вентилем, распо­ложенным на нагнетательной линии. Этот метод является наибо­лее простым и удобным, хотя и приводит к снижению к.п.д. насоса. Подобное регулирование на всасывающей линии не допускается ввиду возможности возникновения кавитации.

При необходимости повысить подачу насосы включают парал­лельно, для увеличения напора - последовательно.

При перекачивании высоковязких жидкостей вследствие увели­чения сопро-тивления на трение подача, напор и к. п. д. насоса уменьшаются. Поэтому для этих случаев рекомендуется подбирать насосы с высокими значениями частоты враще-ния рабочего ко­леса. Иногда бывает экономически выгодно подогревать жидкость перед перекачиванием, так как при этом уменьшаются ее вязкость и плотность.

Промышленность выпускает (ГОСТ 10168-75) центробеж­ные насосы типа Х с широким интервалом подачи (от 2,2 до 700 мЗ/ч при напоре столба жидкости 10-30 м) для перека­чивания жидкостей с содержанием частиц до 0,2 % (по массе). Они укомплектованы двигателями с частотой вращения 960, 1450 и 2900 об/мин и мощностью от 2,8 до 200 кВт. Технические ха­рактеристики неко-торых из них приведена в табл.2.

 

Таблица 2.

Технические характеристики некоторых насосов типа Х

 

  Марка насоса Подача м3/ч   Напор, м Допустимый кавитационный запас, м Частота вращения рабочего колеса, мин-1 Мощность на валу (при 1000кг/м3), кВт
1,5Х-6(К, Е, И)-5(1) 2Х-9(К, Е, И)-5(1) 3Х-9(А, К, Е, И)-5 4Х-12(К, Е, И)-5 6Х-19(К, Е, И)-1     4,5   1,4 2,2 7,5

 

Насосы типа Х маркируют следующим образом. Например, 8Х-12К-1 означает: первая цифра - диаметр всасывающего патрубка в дюймах; буква Х - химический; следующая цифра - коэффициент быстроходности, умень­шенный в 10 раз; буква К- условная марка материала (А-углеродистая сталь, Д - хромистая сталь, К - хромоникелевая сталь, Е - хромоникельмолибденовая сталь, И - хромоникельмолибденмедистая сталь, Л – ферро-силид); последняя цифра - вид уплотнения.

Насосы можно устанавливать в помещениях и на открытых площадках.

Центробежные гуммированные насосы выпускают следующих марок: lX-2Р-l(2), 8Х-12Р-l(2), 4АХ-5Р-l, 4ПХ-4Р-l.

Принцип маркировки тот же, что и у насосов типа Х. Буква Р означает, что насос гуммирован, т. е. проточная часть покрыта резиной; буквы АХ - хи­мический для абра-зивных суспензий [содержание частиц - 20 % (по массе)]; ПХ - пульповый для неабразивных суспензий [40 % (по массе)].

Допускаемая температура перекачиваемой жидкости находится в зависимости от марки резины, применяемой для гуммирования. Обычный температурный интервал от -30 до 80 0С.

Погружные центробежные насосы типа ХП для за­бора и перекачки жидкости из резервуаров имеют подачу от 2 до 600 мЗ /ч и напор до 54 м. В сернокислотных производствах ис­пользуют насосы типа ХПА (Q = 10 700 мЗ/ч; Н = 15 50 м). Для перекачивания фосфорнокислотной суспензии, сульфата каль­ция, желтого фосфора, различных кислот, растворов с большим числом твердых частиц нашли применение насосы ПХП. Техниче­ская характеристика некоторых из них приведена в табл.3.

Достоинства центробежных насосов: компактность; малая мас­са; равномерность подачи и легкость ее регулирования, простота эксплуатации. Недостатком является необ-ходимость заливки жидкости перед запуском.

Таблица 3.

Технические характеристики некоторых одноступенчатых погружных насосов

 

  Марка насоса Подача м3/ч   Напор, м Допустимый кавитационный запас, м Частота вращения рабочего колеса, мин-1 Мощность на валу,кВт
1ХП-3(А, К, Е)-1 3ХП-6(А, К, Е)-6 3ПХП-5(А, К)-7 9ПХП-9(А, К,)-7     3,5 5,0 3,0 6,0     1,5  

 

Подбор центробежных насосов. Центробежные на­сосы подбирают в зависимости от их назначения и условий работы. Из требующихся данных в условиях производства обычно известны объем транспортируемой жидкости и напор Н. Если на­пор неиз-вестен, его можно определить по формуле:

H=Z 1 +Z 2 + [(P 2 -P 1)/( g)]+ + .

Здесь Z 1 - геометрическая высота всасывания; Z 2 - геометрическая высота на-гнетания; Р 1 - давле­ние на поверхность жидкости в резервуарах на ли­нии всасы-вания; Р 2- давление на поверхность жид­кости в резервуарах на линии нагнетания; - ­ гидравлическое сопротивление трубопроводов на линии всасывания; – ги-дравлическое сопротивле­ние трубопроводов на линии нагнетания.

Для подбора насоса необходимо также знать характер взаимных изменений пода­чи Q и напора Н в процессе эксплуатации. По своим конструк­тивным особенностям центробежные насосы могут иметь Q-H- xa ­ рактеристики различной кривизны: крутые, средней крутизны и пологие (рис. 4).

Если предполагают, что при существенном изменении подачи напор должен изме-няться незначительно, то выбирают насос, имеющий пологую характеристику. Напри-мер, питательные насосы в котельных должны обладать пологой Q-H- характеристикой, так как объем подаваемой для питания котлов воды мо­жет значительно изменяться, но давление в котлах практически постоянно.

Для подбора насоса необходимо также знать характер взаимных изменений пода­чи Q и напора Н в процессе эксплуатации. По своим конструк­тивным особенностям центробежные насосы могут иметь Q-H- xa ­ рактеристики различной кривизны: крутые, средней крутизны и пологие (рис. 4).

Если предполагают, что при существенном изменении подачи напор должен изме-няться незначительно, то выбирают насос, имеющий пологую характеристику. Напри-мер, питательные насосы в котельных должны обладать пологой Q-H- характеристикой, так как объем подаваемой для питания котлов воды мо­жет значительно изменяться, но давление в котлах практически постоянно.

  Рис.4. Изменение характерис-тик центробежного насоса в зависимости от подачи. Для подачи суспензии на фильтровальные ап-параты (напри­мер, фильтр-прессы) следует выби-рать насосы с крутой характе­ристикой, посколь-ку в процессе фильтрования резко изменяется со-противление слоя осадка. При правильном вы-бо-ре таких насо­сов их подача будет незначительно изменяться даже при суще­ственном увеличении гидравлического сопротивления фильтро­вальных аппаратов. Если в процессе эксплуатации изменяются и подача насоса и его напор, то применяют насосы с Q-Н-характеристикой средней крутизны. Таким образом, для подбора центробеж-ного насоса в общем случае необходимо

и достаточно знать его производительность, напор и назначение, Затем по катало-гам заводов-производителей выбирают насос, удовлетворяющий поставленным требованиям.

3. Роторные насосы получили большое распространение благо­даря компакт-ности, способности работать с большим числом оборотов, а главное - возможности ряда конструкций изменять подачу в процессе работы. Роторные гидромашины обратимы, т. е. могут работать и в качестве насоса, и в качестве гидромо­тора. Роторные насосы обычно работают на масле, а при соот­ветствующем исполнении могут работать на эмульсии.

3.1. Шестеренчатый насос (рис.1) является одним из наиболее распростра-ненных видов роторных гидро­машин, состоящий из двух сопряженных шестерен: ведущей 3, сидящей на шпонке на приводном валу, и ведомой - 2, свободно вращающейся на оси, размещенных в корпусе 1.

Рис.1 Схема и общий вид шестеренчатого насоса: 1-корпус; 2- ведомая шестерня; 3- ведущая шестерня; 4-всасывающий патрубок; 5- нагнетательный патрубок; 6-торцовая крышка; 7-вал ведущей шестерни.

При вращении ведущей шестерни 3 жидкость будет заполнять меж­зубовые пространства (направление движения рабочей жидкости через гидромашину показано на рис. 1 стрелками), переносить в напорную камеру Б и выдавливать в напорный патрубок 5 из-за входа сопряженных зубьев в межзубовое пространство. При этом некоторая часть рабочей жидкости возвращается из межзубовых пространств в приемную камеру А.

Шестеренчатые насосы выполняются также и с внутренним зацеп­лением: хотя они дороги в изготовлении, но обладают более рав­номерной подачей.

3.2 Винтовые насосы более быстроходны, обеспечивают абсолютно равно-мерную подачу, подают рабочую жидкость без перемешивания, но не допускают изменения подачи при постоянном числе оборотов.

 

Рис.2. Схема винтового насоса   сечения винтов

 

Сопряженные винты (2, 3 и 4 на рис.2)имеют специальные профили, позволяющие между корпусом 1 и сопряженными винтами образовать герметично замкнутую клетку, состоящую из нескольих камер (А, Б, В, Г и Д на рис.2 ). При вращении винтов эти камеры перемеща­ются вдоль оси винтов, перенося рабочую жидкость из приемной камеры - в отдающую.

Конструкция винтового насоса с циклоидальным зацеплением показана на рис. 3. Центральный винт 5 размещается во вставной втулке 4, укрепленной в корпусе 3 и закрытой крышкой 6, имеющей всасывающий патрубок. Гидростатическая разгрузка винтов выполняется с помощью сверловок и подходящего выбора геометрической конфигурации опоры 8, размещенной в крышке 7. Опоры 2 в таких насосах чаще всего делаются в виде опор скольжения, а установка сальника на напорной линии вызвана желанием увеличить всасывающую способность насоса.

Рис.3. Конструкция винтового насоса.

 

Схема шиберного (лопастного) насоса показана на рис. 4, а). Эксцентрично оси кор­пуса 2 вращается при помощи вала 5 ротор 3, в пазах которого совер­шают возвратно-посту­пательное движение шиберы (лопасти) 1 (рис. 4,а). Ввод шибера в паз осущест­вляется принудительно непосредственным воз­действием направляю­щей поверхности корпуса (либо втулки, установленной в корпусе), а выход шибера

 

Рис. 4. Схемы шиберных насосов.

 

обычно обеспечивается при помощи подвода напорного давления жидкости под основание шибера. Засасывается рабочая жидкость через торцевое окно б,а нагне-тается через торцевое окно 4. Реже рабочая жидкость поступает через сверловки 7, выполненные в неподвижной оси, как показано на рис. 4, б. Изменять про­изводительность можно с помощью эксцентриситета 8.

За каждый оборот ротора шибер совершает одно полное воз­вратно-поступа-тельное движение в пазе ротора. Применяя специальную профилированную поверхность статора, можно получить два полных возвратно-поступательных дви-жения шибера - такие гидромашины называются машинами двой­ного действия. Однако удвоение подачи гидромашины сделает ее нерегулируемой.

3.3 Поршневые роторные гидромашины выполняются на основе тех же кинематических схем кулисного механизма с плоскостной кинематикой и распределением жидкости через ось (рис. 5).

 

Рис.5. Роторный поршневой насос с плоской кинематикой.

На неподвижной оси с приводом через специальную муфту вращается ротор 3, в цилиндрах которого совершают возвратно­-поступательное движение поршни 5, опирающиеся на конические направляющие, закрепленные во вращающемся корпусе 8, ось вращения которого не совпадает с геометрической осью консоль­ного распределителя 10. Регулирование подачи осуществляется изменением хода относительного движения поршней в цилиндрах при помощи смещения вращаю-щегося корпуса 8, опоры которого закреплены в подвижном невращающемся корпусе 11, смещаю­щемся по опорным сопряженным поверхностям 4 и 7, часто вы­полняемым в виде гидростатических опор.

Всасывающий 2 и напорный 1 каналы выполнены в неподвижной оси 10, через которую они переходят в соответствующие патрубки в неподвижном общем корпусе бнасоса. Поршни вы­двигаются за счет действия повышенного давления в линии вса­сывания, создаваемого вспомогательным нерегулируемым низконапор-ным шестеренным насосом 9.

Аксиально-поршневые гидромашины, пример конструктивной схемы которых приведена на рис. 6, более компактны чем роторные поршневые насосы.

 

Рис. 6. Схема аксиально-поршневого насоса.

 

На приводном валу 8 при помощи шпонки 9 посажен цилиндровый блок 7, в цилиндрах которого соверша­ют возвратно-поступательное движение поршни 5, опирающиеся на упорно-распределительный диск в виде упорного подшипника 4 и нагруженные пружинами б. Распределитель 12 закреплен в неподвижном корпусе 13 и периодически соединяет цилиндр или с напорной, или со всасывающей камерой - в зависимости от на­правления относительного движения поршня в цилиндре. Упор­ный подшипник 4 размещен в чашке 3, которая может повора­чиваться в корпусе, меняя угол наклона, а значит, и производительность насоса за счет изменения хода поршней в цилиндровом блоке. Корпус закрыт крышкой 2 и уплотнени­ем 10, обеспечивающими условия смазки опор 1 и 11, а также не­воз-можность потери рабочей жидкости и ее загрязнения.

4. В струйных насосах (рис.7) рабочая жидкость (или газЪ (поток ее Gp) с большой скоростью вытекает из сопла 1 и поступает в камеру смеше­ния 2, расположенной в корпусе 3. Из-за увеличения скорости в сечении I-I давление в нем падает, так что возникает разность давлений (напор) между, например, расходной емкостью 5 и сечением I-I. Под действием этого напора жидкость из расходной емкости по­ступает (поток ее Gп) в камеру смешения. После смешивания жидко­стей смесь поступает в диффузор 4. В диффузоре скорость потока уменьшается из-за возрастания поперечного се­чения, и кинетическая энергия движения переходит в потенциальную энергию давления.

 

Рис. 7.Схема действия и конструкции струйного насоса: сопло 1; камера смеше­ния 2; корпус 3; диффузор 4; расходная емкость 5.

 

Струйные насосы под­разделяются на инжекторы (для создания давлений выше атмосферного) и эжекторы (для создания вакуума в аппаратах).

Производительность струйных насосов оценива­ют коэффициентом инжек­ции = Gп/Gр. Коэффици­ент инжекции при задан­ном давлении на выходе из струйного насоса и извест­ных параметрах рабочей и перекачиваемой жидко­стей, а также размерах на­соса может быть рассчитан из баланса энергий и количества дви-жения потоков. При увеличении развива­емого струйным насосом гидравлического напора Н (или Ар)коэффи­циент инжекции уменьшается.

5. Диафрагменные насосы (рис.8) служит для перекачивания агрессивных и загрязненных жидкостей.

 

Рис.8 Диафрагменный топливный насос.

 

В карбюраторных ав­томобильных двигателях насосы диафрагменного типа (рис.8) используют для подачи топли­ва из бака в поплавковую камеру карбюратор.

Корпус 12, головка 16 и крышка 1 топливного на­соса отлиты из цинкового сплава. Между фланцами головки и корпуса зажата диафрагма 4, состоящая из четырех слоев хлопчатобумажной ткани, пропитанной топливомаслостойким лаком. Средняя часть диафраг­мы закреплена на тяге 13. В головке 16 располо-жены нагнетательный клапан 17 и два впускных клапана 3. Клапаны изготовлены из топливомаслостойкой резины, а их пружины из бронзовой проволоки. Насос приводится в действие от экс­центрика 8 рыча­гом 7, поворачивающимся на оси 9.

При нажатии выступа эксцентрика 8 на наружный конец рычага 7 диа- фрагма 4 насоса тягой 13 оттягива­ется вниз. В полости над диафрагмой создается разре­жение, под действием которого открываются впускные клапаны 3, топливо из бака, пройдя сетчатый фильтр 2, заполняет полость над диафрагмой. Когда выступ экс­центрика сходит с рычага 7, пружина бвозвращает ры­чаг в исходное положение. Одновременно диафрагма 4 пружиной 14 прогибается вверх.

Давлением топлива, заполнившего полость над ди­афрагмой, закрываются впускные клапаны 3 и откры­вается нагнетательный клапан 17, топливо из насоса по­дается к фильтру тонкой очистки и далее в поплавковую камеру карбюратора. При заполнении поплавковой ка­меры топливом диафрагма 4 насоса остается в нижнем положении, а внутренний вильчатый конец рычага 7 перемещается по тяге 13 вхолостую, топливо к карбю­ратору в этом случае не поступает.

Для заполнения поплавковой камеры карбюратора при неработающем двигателе служит рычаг 11 ручной подкачки. При этом рычаг 7 перемещается валиком 10, который поворачивают от руки рычагом 11. Пружина 5 возвращает рычаг 11 в исходное положение. При повреждении диафрагмы топливо вытекает через отвер­стие, защищенное сетчатым фильтром 15.

Насосы-монжусы используются для перекачивания агрессивных пожаро- и взрывоопасных жидкостей. К преимуществам этих насосов относятся простота конструкции, эксплуатации, а также отсутствие движущихся частей.

Схема конструкции насоса-монжуса показана на рис.9.

      Рис.9. Схема конструкции насоса-монжуса: l-входная труба подачи жидко­сти; 2 - вентиль спуска жидкости;3-вентильвпускасжатоговоздуха; 4 - манометр; 5-вентиль соединения свакуум-насосом; 6 -вентиль спуска избытка давления воздуха в атмосферу; 7 - вентиль нагнетания; 8-­подъемная труба.   Для закачивания жидкости в камеру насоса закрывают вентиль 7, соединяющий нагнетательную линию с камерой насоса и открывают вентиль 6, соединяющий камеру с атмосферой. Затем открывают вентиль 2, соединяю-щий питающую линию с камерой насо-са, а затем открывают вентиль5, соеди-няющий камеру монжуса с вакуум-на-сосом и включают вакуум-насос. После заполнения камеры жидкостью закры-вают вентили 2, 6,5 и отключают вакуум-насос. Для откачки жидкости из мон- жуса открывают вентиль нагнетания 7 и вентильвпускасжатоговоздуха 3. Под действием избыточного давления в камере жидкость вытесняется через трубу 8 и вентиль 7 в нагнетательную линию. Заборник трубы 8 расположен у днища камеры.

 

Воздушные подъемники (эрлифты) - используют для подъема воды с большой глубины.

 
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...