Радиально-поршневые насосы

К насосам, применяемым в гидроприводах и других гидросистемах, предъявляются высокие требования, основными из которых являются: малая удельная масса на единицу мощности, высокий КПД, возможность регулирования и реверса подачи, высокая быстроходность и надёжность. Этим требованиям наиболее полно отвечают роторно-поршневые насосы.

Это многоцилиндровые насосы, обладающие достаточно равномерной подачей. Цилиндры, объединённые в один общий блок, могут быть расположены радиально или соосно по отношению к оси блока (соответственно радиально - и аксиально -поршневые насосы).

 

Рассмотрим схему радиально-поршневого насоса:

 

Насос состоит из корпуса (статора) 1, в котором с эксцентриситетом е расположен вращающийся блок цилиндров 2. В блоке цилиндров с высокой точностью расточены цилиндрические отверстия, в которые вставляются поршни 3. Поршни, вращаясь вместе с блоком 2, одновременно участвуют в возвратно-поступательном движении в радиальном направлении, скользя сферическими головками по цилиндрической поверхности статора. Внутри осевой расточки корпуса установлена неподвижная перегородка 4, разделяющая полость всасывания 5 от полости нагнетания 6. При вращении каждый цилиндр половину оборота блока (при выдвижении поршня) соединяется с полостью всасывания, а другую половину оборота (при вдвигании поршня в цилиндр) - с полостью нагнетания. Поршни выдвигаются из цилиндров под действием центробежных сил и давления жидкости.

Регулирование подачи производится изменением эксцентриситета е за счёт смещения положения статора относительно блока цилиндров. Переход центра статора через центр ротора ведёт к изменению направления подачи насоса. Опыт показал, что лучшей равномерностью подачи обладают насосы с нечётным числом цилиндров (z = 5, 7, 9).

Аналогично поршневым насосам, среднюю минутную производительность радиально-поршневого насоса можно определить следующим образом:

Q = η_o ∙ l ∙ s ∙ n ∙ z = 2 η_o ∙ е ∙ s ∙ n ∙ z,

 

где l = 2 е - длина хода поршня, z – число цилиндров, n – число оборотов блока в минуту, s – площадь сечения поршня.

Радиально-поршневые насосы способны работать, создавая давления в 25÷30 МПа.

Основной характеристикой роторно-поршневых насосов является зависимость подачи от давления нагнетания. Теоретическая подача не зависит от давления нагнетания, поэтому график функции Q_т = f (p_н) – горизонтальная прямая. Действительная подача несколько уменьшается с ростом давления (из-за утечек через зазоры). Поскольку зазоры малы, а вязкость жидкости (минеральных масел) достаточно высока, то течение в зазорах ламинарное, т.е. для него справедливо Q ~ ∆p, поэтому действительная характеристика – наклонная прямая. Чем меньше утечек, тем ближе к горизонтали располагается соответствующая прямая.

Роторно-поршневые насосы являются обратимыми (т.е. могут работать и в качестве гидродвигателей, если во всасывающий патрубок насоса подавать жидкость под давлением). В качестве насосов они используются в гидроприводах станков, гидравлических прессов, термопластавтоматов. В качестве гидродвигателей (гидромоторов) применяются в различных механизмах станков, строительно-дорожных машин, самолётов, тракторов. Рабочие жидкости – чистые минеральные масла.

 

Струйные и пневматические насосы

Струйные насосы

Струйный насос состоит из входного конического сопла 1, питательного резервуара 2, всасывающего трубопровода 3, камеры смешения 4, диффузора 5. В рабочее сопло подается поток жидкости или пара (обычно воды или водяного пара), который движется с возрастающей скоростью. При этом, согласно уравнению Бернулли, давление в узком сечении (на выходе из сопла) падает. Изменяя геометрию сопла и расхода рабочей жидкости (Q_р), можно добиться, чтобы давление на выходе из сопла стало меньше атмосферного. Под действием возникшего перепада давлений жидкость будет подниматься из резервуара 2 по трубе 3 и подсасываться в зону разряжения (вакуума), заполняя камеру смешения 4. В камере смешения поток рабочей жидкости часть своей энергии передает транспортируемой (полезной) жидкости. Скорости смешивающихся потоков выравниваются. При этом расход смеси Q равен сумме расходов рабочей и транспортируемой жидкости:

 

Q = Q_p + Q_п

 

Далее поток смеси попадает в диффузор 5, в котором часть кинетической энергии преобразуется в энергию давления, необходимую для транспортирования смеси по трубопроводу.

Характеристиками насоса в данном случае являются функции:

 

Н_п = f (Q), η = f( Q) и Q_p = f (Q)

где Н_п – полезный напор (удельная энергия, полученная транспортируемой жидкостью в насосе).

Вид графиков этих функций показан на рисунке.

Чаще всего в струйных насосах применяют цилиндрические камеры смешения. Они просты в изготовлении и позволяют получать сравнительно неплохой КПД. Для получения большего КПД важен рациональный выбор длины камеры смешения. При которой камере смешения увеличивается потеря энергии в диффузоре, при слишком длинной – растут потери энергии в самой камере. Оптимальная длина камеры определяется экспериментально. Рекомендуется применять диффузоры с углом раскрытия 6 ÷ 8°. Рабочее сопло и входное сопло камеры смешения выполняют обычно в виде коноидальных насадков. При чрезмерно малом давлении у входа в камеру смешения может возникнуть кавитация. При этом процесс смешения из-за интенсивного выделения парогазовых пузырьков нарушается, а полезный напор Н_п резко снижается.

Струйные насосы получили достаточно широкое распространение. Они просты по устройству, компактны, надежны, способны транспортировать загрязненные и агрессивные (вызывающие быструю коррозию) жидкости, выполнять функцию смесителей.

Недостатками струйных насосов являются низкий КПД (η_max = 0,2 ÷ 0,35), малый создаваемый напор, невозможность применения в тех случаях, когда не допускается перемешивания транспортирующей жидкости с рабочей. Низкий КПД обусловлен большими потерями энергии при движении в насосе трех потоков жидкости – рабочей, транспортируемой и смеси. Особенно велики потери напора в камере смешения и диффузоре.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: