Какими достоинствами и недостатками обладают центробежные насосы? Недостатки центробежных насосов
Преимущество - центробежный насос - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Преимущество - центробежный насос
Cтраница 1
Преимущества центробежных насосов особенно проявляются в случаях, когда требуется перекачивать большие количества жидкости при относительно низких напорах. Центробежные насосы позволяют легко и в широких пределах осуществлять регулировку подачи. [1]
Преимущества центробежных насосов: подача воды производится непрерывной струей, благодаря чему установка воздушных колпаков является излишней; отсутствуют клапаны, часто являющиеся в поршневых насосах причиной неполадок; размеры и вес центробежных насосов значительно меньше, чем поршневых той же мощности. [3]
Преимущества центробежных насосов особенно проявляются в случаях, когда требуется перекачивать большие количества жидкости при относительно низких напорах. Центробежные насосы позволяют легко и в широких пределах осуществлять регулировку подачи. [4]
Преимущество центробежных насосов перед другими типами состоит в том, что они обладают высокой производительностью при небольших размерах и создают незначительный напор ( 1 4 - 2 5 кг / см2), допускающий установку термостатов. [6]
Общеизвестны преимущества центробежных насосов перед поршневыми. Последние почти полностью вытеснены из практики отечественного и зарубежного трубопроводного транспорта нефтепродуктов. Однако использование центробежных насосов для перекачки сжиженных газов требует применения многоступенчатых систем и соблюдения особых конструктивных требований к герметичности уплотнений вала. [7]
Второе преимущество центробежных насосов заключается в отсутствии клапанов и прочих деталей, вносящих часто расстройство в работу поршневых насосов. [8]
Второе преимущество центробежных насосов заключается в отсутствии клапанов и прочих деталей, которые часто являются причиной неполадок в работе поршневых насосов. [10]
Третьим преимуществом центробежного насоса является простота его конструкции и эксплуатации и, наконец, его низкая стоимость. [11]
Центробежные насосы целесообразно применять в тех случаях, когда необходимо получить большие расходы жидкости при небольших напорах. Преимущество центробежных насосов по сравнению с поршневыми состоит в том, что они просты в изготовлении и эксплуатации. Обработка поверхности деталей может быть менее тщательной. [12]
Давление, создаваемое центробежным насосом, не поднимается выше определенного значения даже при перекрытой нагнетающей магистрали, поэтому нет необходимости в установке предохранительного клапана. Преимуществом центробежных насосов является простота конструкции, надежность и высокая износоустойчивость. [14]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Какими достоинствами и недостатками обладают центробежные насосы?
Дата публикации: 28 июня 2013 21:57 Автор: Ксения Некрасова
Благодаря своим достоинствам, из группы лопастных насосов, можно выделить именно центробежные насосы. Сфер применения центробежных насосов множество: строительство, химическая промышленность, канализация, отопительные системы, водоснабжение, транспортировка нефти по трубопроводам…
На сегодняшний день уже многие химические предприятия полностью перешли на использование центробежных насосов; рассматривая их, как наиболее весомую альтернативу поршневым насосам.
Центробежный насос – устройство, в котором необходимый напор и движение жидкости осуществляются посредством воздействия центробежной силы, образующейся в результате воздействия лопастей рабочего элемента (колеса) на жидкость.
Плюсы центробежных насосов
1. Высокий уровень производительности устройства наряду с равномерной подачей жидкости.
2. Простая конструкция с присущей компактностью и лёгкостью соединения с приводом. То есть с отсутствием передаточных механизмов (вариаторов, редукторов и прочих).
3. С эксплуатацией и регулировкой насоса сложностей не возникает.
4. Наличие больших зазоров между корпусом и колесом, а также отсутствие клапанов, способствует работе устройства на загрязненных жидкостях.
5. Нет необходимости в формировании тяжелого фундамента перед установкой насоса, так как равномерное вращение колеса не способствует появлению инерционных сил.
6. Длительный срок эксплуатации и высокая степень надёжности центробежных насосов сполна доказаны на практике.
Насосы для бассейнов http://www.avangard-bassein.ru/catalog/nasosy/.
Недостатки центробежных насосов
Так как самовсасывоемостью центробежный насос не обладает, то перед его запуском в него необходимо заливать жидкость.
Работа насоса напрямую зависит от сопротивления в электросети. Соответственно, при увеличении сопротивления сети или же подключении ещё одного потребителя перекачиваемой жидкости уровень её подачи снижается.
Центробежный насос одним колесом создаёт относительно низкий напор. Поэтому, если того требуют условия, для создания высокого напора используют насос уже с большим количеством ступеней, что, отчасти, влияет на снижения КПД. Так как жидкость при переходе между ступенями часто изменяет скорость и направление своего движения.
Похожие статьи:
Проточные газовые водонагреватели Зачем вам нужен отпариватель для одежды? Управление воздушным движением Особенности бурения скважин для получения воды Выбор офисного принтера Холодильник. Что делать при поломке? Как определить причину поломки?kaliningrad-life.ru
|
Перед началом работы насоса его необходимо полностью заполнить водой и спустить воздух через воздухоспускное устройство. Если в корпусе останется воздух, то может полностью отсутствовать напор на подающем трубопроводе, или же будет слабый напор сопровождающийся шумами при работе. Уменьшение номинального напора насоса может быть вызвана засорением всасывающего трубопровода, сетчатого фильтра или лопастей рабочего колеса. Что бы предотвратить засорение лопастей, на всасывающем трубопроводе необходимо устанавливать фильтры грубой очистки. Напор насоса (м) - это энергия, которую получает жидкость весом 1 Ньютон при прохождении через насос. Обычно напор рассматривают с геометрической точки зрения, как высоту на которую можно поднять жидкость за счет энергии вырабатываемой насосом. Правильно заполненный насос может не достигать номинальной подачи если общая высота напора не совпадает с параметрами насоса. Для проверки напора устанавливаются манометры на всасывающем и напорном трубопроводах. Если напора недостаточно для преодоления необходимой высоты, нужно увеличить либо частоту вращения вала, либо установить большее рабочее колесо. Если же наоборот подача больше высоты напора, то на валу насоса увеличивается мощность, что приводит к перегрузке двигателя. Что бы этого избежать, необходимо отрегулировать режим работы задвижкой на напорном трубопроводе. Подача (м3/с) - это производительность насоса, т.е. объем жидкости перекачиваемой за единицу времени Направление движения вала насоса должно соответствовать заданному. В противном случае насос может выйти из строя в результате заклинивания вала рабочего колеса, что в свою очередь приведет к повреждению корпуса. Для предотвращения раскручивания вала в обратную сторону на напорном трубопроводе устанавливается обратный клапан. Увеличение максимально допустимой высоты всасывания является распространенной причиной поломки насосов. Это приводит к вероятности разрыва потока, вызывает явление кавитации, а так же существенно уменьшает мощность. Максимальная высота всасывания зависит от температуры температуры жидкости, ее скорости во всасывающем трубопроводе а так же от сопротивления на отводах и потерь на трение. При увеличении температуры перекачиваемой жидкости максимальная высота всасывания уменьшается, так как возрастает давление парообразования. Потери на трение можно сократить сделав всасывающий трубопровод как можно большим диаметром и небольшой длины с минимально необходимым количеством запорной арматуры. Так же необходимо регулярно чистить сетку фильтра, так как скопившаяся в нем грязь значительно увеличивает потери мощности. Допустимая высота всасывания (м) - это максимальное расстояние по вертикали от уровня жидкости в расходном резервуаре до всасывающего патрубка насоса, при котором не возникает кавитации. Установка насоса с завышенным напором приводит к его не надежной работе, так как допустимая высота всасывания будет сильно превышена из-за большой подачи. При возникновении высокого давления парообразования на всасывающем трубопроводе, следует обеспечить подпор, который так же будет перекрывать потери на трение. Минимальная высота подпора обычно определяется изготовителем и указывается в технических характеристиках насоса. Что бы обеспечить бесперебойную работу насоса, необходимо выдерживать требуемую высоту подпора, которая зависит от температуры перекачиваемой жидкости и подачи насоса. Если жидкость перекачивается из закрытого резервуара, то высоту подпора можно обеспечить путем повышения давления в нем. При большой длине всасывающего трубопровода, его необходимо прокладывать с уклоном в сторону насоса, что бы предотвратить попадание в него воздуха. При заборе жидкости из резервуара, всасывающий патрубок должен быть погружен в нее не менее чем на 0,8 м. После насоса на напорном трубопроводе обязательно ставится запирающая задвижка, так как включение и выключение циркуляционного насоса производится при закрытом напорном трубопроводе. Если напор превышает 10 - 15м, то между задвижкой и насосом устанавливается обратный клапан. Он предотвращает обратное движение жидкости через насос во время аварийной остановки (например, отключение электроэнергии). Так же отсутствие обратного клапана может привести к обратному вращению вала насоса при кратковременном перебое электроэнергии. Несвоевременное обслуживание сальников может послужить причиной поломки центробежного насоса. Причинами повреждения сальниковой набивки являются неравномерность вращения и биение рабочего вала. Подтягивать буксу сальника выполняют с таким усилием, что бы из под нее немного прокапывала вода. Таким образом сухое трение сальниковой набивки, и обеспечивается ее охлаждение. Сильная затяжка сальника приводит к возникновению сухого трения, вследствие чего уменьшается долговечность втулки, а так же при возникновении сильного местного нагрева она может разрушиться. При замене сальниковой набивки необходимо менять все уплотнительные кольца, так как в процессе эксплуатации сальниковая набивка становится сухой и твердой и перестает выполнять свои функции. Нельзя забивать набивку молотком, так как она теряет свою работоспособность из-за потери упругости. Работоспособность и долговечность торцевых уплотнений во многом зависит от спокойной работы вала. При биениях или неравномерной работе уплотнительные поверхности интенсивно изнашиваются и преждевременно теряют свои свойства. Долговечность сальников и подшипников сильно зависит от правильной центровки вала приводного двигателя и насоса. Упругие муфты, которые применяются для соединения двигателя с насосом передают только крутящий момент и не компенсируют погрешности монтажа, поэтому соосность валов двигателя и насоса должны быть безупречны. Трубопроводы присоединяемые к насосу не должны создавать чрезмерные напряжения на корпус насоса, иначе это может привести к повреждению корпуса, создавать вибрацию вала, задевание рабочих колес за уплотнения, разрушение муфтового соединения.
|
santechnik.org.ua
Неисправности центробежного насоса и уход за напорными трубопроводами
Центробежные насосы — это одни из самых надежных агрегатов для перекачки жидкости. Их отличает высокий уровень надежности, большой коэффициент полезного действия и малые пульсации. Но даже если соблюдать все условия эксплуатации, описанные в прилагаемых инструкциях, неисправности центробежных насосов могут неизбежно возникать по самым разным причинам.
Схема центробежного насоса.
Требования по эксплуатации
При появлении сбоев в работе системы по перекачке жидкости следует помнить, что не всегда причина может крыться в самом оборудовании. Поэтому разборку насосов нужно производить лишь тогда, когда будет произведена проверка всех сторонних факторов. Для того чтобы избежать проблем, которые могут возникнуть при эксплуатации, необходимо соблюдать несколько основных правил.
Принцип работы центробежного насоса.
Необходимо обеспечить полное заполнение рабочей емкости жидкостью перед началом работы. В том случае когда она не заполняется в полном объеме или слышны большие шумы при этом, надо открыть выпускные воздушные клапаны, которые должны находиться на корпусе агрегата. Чтобы выгнать весь воздух из системы, нужно произвести заполнение всасывающей трубы и самого насоса с помощью рабочей жидкости. Выполнять это нужно до тех пор, пока весь воздух не выйдет из насоса.
Следует избегать засора всасывающей трубы (шланга), рабочего (лопастного) колеса или защитных сеточек. Это может привести к ослаблению напора и возникновению пульсаций при подаче. Для того чтобы избежать подобных закупорок, нужно установить защитные решетки или фильтры грубой очистки. Если при соблюдении этих требований требуемая сила напора не достигнута, то нужно повысить скорость вращения рабочего колеса.
Пример работы центробежного насоса.
В процессе работы насоса, во время повышения мощности и увеличения подачи, могут возникать перегрузки его двигателя. Чтобы этого избежать, можно установить специальную задвижку на выходящей трубе. С ее помощью можно будет регулировать необходимую подачу, не доводя двигатель до перегрева.
Отдельное внимание нужно обратить на то, соответствует ли направление вращения насосного вала требуемому. Если это направление будет неверным, то сила затяжки гаек на рабочем валу ослабнет, что приведет к его биению и вызовет поломку корпусных элементов. Также это может привести к полному заклиниванию вала насоса.
Вернуться к оглавлению
Основные дефекты
Нельзя допускать превышения допустимого геометрического уровня высоты всасывания: это часто приводит к скачкообразной подаче жидкости, что поспособствует возникновению гидравлических ударов и сильно понизит мощность насоса. Более того, чтобы обеспечить максимально большую подачу, необходимо следить еще и за следующими факторами:
- Температурой жидкости.
- Количеством изгибов трубы.
- Диаметром и длиной всасывающего трубопровода.
Центробежный насос с магнитной муфтой в разобранном виде: 1 — электродвигатель, 2 — монтажный элемент (фонарь), 3 — ведущая магнитная полумуфта, 4 — задняя часть корпуса, 5 — уплотнительное кольцо, 6 — рабочее колесо, 7 — опорная втулка, 8 — корпус (улитка), 9 — болты крепления.
Чтобы сократить потери на изгибах трубы, которые возникают при повышенном коэффициенте трения, нужно делать ее короткой и с большим диаметром. При этом следует избегать различных вставных элементов. Если использование длинного трубопровода не избежать, то нужно максимально увеличить его внутренний диаметр. При этом его нужно еще снабдить широким всасывающим патрубком.
Когда нельзя избежать установки длинного трубопровода, его нужно уложить с небольшим уклоном в сторону перекачки жидкости. Если нельзя выполнить уклон, то надо поставить насос в самой верхней точке территории. При этом труба должна иметь герметичный корпус, чтобы исключить подсос воздуха. Такой трубопровод считается напорным. Если центробежным насосом перекачиваются различные газовые смеси, то необходимо добавить в систему вакуумный насос.
Вернуться к оглавлению
Уход за трубопроводами
Напорные трубопроводы в обязательном порядке оборудуются запорными задвижками (запоры). Такие задвижки необходимы не только для регулировки силы подачи, но и для возможности отключения устройства от напорной трубы в период проведения ремонтных работ.
Подключение центробежного насоса по двухтрубной схеме.
Когда напор жидкости будет очень большим, а его величина достигнет 15-20 м, устанавливается клапан обратного действия. Располагаться он должен между запором и патрубком. Клапан обратного действия позволит остановить обратное течение жидкости при резкой остановке центробежного насоса, что поможет предотвратить возникновение гидравлического удара.
В том случае если обратный клапан выйдет из строя, может возникнуть вероятность поворота вала в обратную сторону, что может привести к печальным последствиям:
- Ослаблению крепления всех вращающихся и статичных деталей.
- Работе агрегата на холостом ходу.
Ослабленные крепления деталей могут привести к поломке или полному разрушению насоса. А работа на холостом ходу центробежных насосов просто не допустима, поскольку это может привести к перегреву его двигателя. Чтобы этого не допустить, нужно очень тщательно следить за исправностью клапана.
Вернуться к оглавлению
Возможные неисправности
Когда внешние факторы не влияют на плохую работу насоса, нужно проверить детали самого устройства. Виды неисправностей могут быть разными, но самым распространенным явлением, вызывающим плохую работу агрегата, является плохое обслуживание его сальников.
Длительность работы сальников будет зависеть от плавности работы механизма. Если работа вала будет неравномерной, с частыми биениями, то это вызовет большие нагрузки на набивку сальников. Поэтому срок их службы будет очень коротким.
Крышку насоса, под которой будет находиться сальниковая набивка, нельзя сильно перетягивать. Чтобы сальники выполняли свою уплотняющую функцию, они должны быть достаточно влажными. Протекание капель воды через набивку будет свидетельствовать о правильной работе насоса.
Если произойдет сильное нагревание двигателя насоса, то сальниковая втулка выйдет из строя, поскольку материалы, из которых изготовлена она и вал насоса, имеют различные коэффициенты температурного расширения.
При эксплуатации насоса довольно распространена ошибка того, что в сальнике производится замена не всех уплотнительных колец. Старые кольца будут очень сухими и твердыми, что приведет к уменьшению плотности набивки и сделает ее менее работоспособной.
Плохое центрирование двигателя и корпуса насоса приведет к неисправности не только сальников, но и подшипников. Неисправность подшипников может вызвать полный выход из строя всего насоса. Поэтому нужно регулярно следить за их смазкой.
Не рекомендуется сильно притягивать к корпусу насоса трубопровод, если он не прочно закреплен к поверхности. Это может вызвать повреждение фланцевых соединений, поломку муфты и вала насоса.
При обнаружении любого вида поломки не рекомендуется эксплуатировать неисправный насос. Поскольку любая маленькая поломка влечет за собой большую неисправность, а это может привести к серьезным последствиям.
www.vseoburenii.ru
Насосы сравнение поршневых и центробежных
К достоинствам поршневых насосов по сравнению с центробежными следует отнести [c.146]Центробежные насосы получили в настоящее время большое распространение, а во многих химических производствах полностью вытеснили поршневые насосы. Это объясняется их большими достоинствами, к числу которых относятся а) малая металлоемкость, сравнительно небольшой вес, легкий фундамент и небольшая занимаемая площадь, а также более низкая стоимость в сравнении с поршневыми насосами б) высокая производительность при плавной и непрерывной подаче жидкости без помощи воздушных колпаков в) непосредственное соединение с электродвигателями (отсутствие передаточного механизма) г) простота пуска и регулирования, ремонта и обслуживания д) отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов и, следовательно, меньшая чувствительность к загрязнениям перекачиваемых жидкостей [c.128]
Сравнение поршневых и центробежных насосов........506 [c.547]У поршневых насосов по сравнению с центробежными есть в свои преимущества, основные из которых [c.78]
К наиболее существенным достоинствам центробежных насосов по сравнению с поршневыми относятся следующие [c.132]
Преимущества и недостатки центробежного насоса по сравнению с поршневым [c.228]
Поршневые насосы имеют один или несколько рабочих цилиндров, в которых движется возвратно-поступательно поршень. Полость всасывания отделяется от полости нагнетания всасывающим и нагнетательным клапанами аналогично поршневому компрессору (см. рис. 5). Достоинством поршневых насосов является практически неограниченный напор, высокий к. п. д. и независимость напора от производительности. Их недостатки — неравномерность подачи, возникающая в результате возвратно-поступательного движения поршня, тихоходность (поршневой насос соединяется с электродвигателем через редуктор), сравнительно небольшая производительность по сравнению с центробежными насосами, сложность конструкции и высокая чувствительность клапанов к загрязнениям, присутствующим в жидкости. [c.41]
Приведены основы теории действия гидравлических машин и компрессоров, применяемых при бурении скважин, добыче нефти и газа, поддержании давления в пласте и промысловом транспорте нефти и газа. В первой части помещены материалы по динамическим гидромашинам насосам, турбобурам и передачам, а также по объемным гидромашинам возвратно-поступательным и роторным насосам, двигателям и гидроприводу, во второй — по компрессорам центробежным, поршневым, роторным. По сравнению с первым изданием (1970 г.) учебник значительно переработан и дополнен. [c.2]
В отличие от поршневого центробежный насос не обладает способностью засасывать жидкость в начале своей работы, т. е. центробежный насос, не будучи заполнен жидкостью, вместе со всасывающим трубопроводом не может произвести отсасывание воздуха, которым он заполнен. Объясняется это тем, что возникающая при вращении рабочего колеса насоса центробежная сила вследствие небольшой плотности воздуха по сравнению с плотностью жидкости недостаточна для того, чтобы выбросить воздух в нагнетательный трубопровод и создать требуемое разрежение. [c.146]
И все же эти насосы при правильном монтаже и эксплуатации имеют преимущества перед поршневыми штанговыми насосами и эрлифтами. Центробежные насосы не содержат частей, движущихся поступательно, как у поршневых насосов последние менее надежны в эксплуатации из-за частых разрывов или разъединений штанг, срыва нарезок в муфтах. По сравнению с эрлифтами центробежные насосы обладают более высоким к. п. д., сравнительно простым устройством электрооборудования и не требуют специально обученного персонала, который необходим при эрлифтах по уходу за компрессорами. [c.31]
Основные преимущества центробежных насосов по сравнению с поршневыми следующие. [c.228]
К достоинствам поршневых насосов (по сравнению с центробежными) относятся 1) возможность подачи постоянного точно известного расхода жидкости вне зависимости от сопротивления напорного трубопровода, что дает возможность использовать их как дозаторы 2) возможность подачи незначительных расходов под большим давлением при высоком к. п. д. 3) техническая целесообразность создания малогабаритных насосов, способных поднимать жидкость из скважин малого диаметра [c.87]
Роторные компрессоры по устройству и действию родственны роторным насосам. Эти компрессоры имеют более высокий к. п. д., нежели центробежные, а в сравнении с поршневыми обладают достоинствами динамических машин малой массой, компактностью, простотой конструкции н уравновешенностью благодаря отсутствию кривошипно-шатунного механизма, равномерностью подачи газа. Роторные компрессоры удобны в обслуживании, их легко перевести на автоматическое или дистанционное управление. Все эти качества особенно важны для использования роторных компрессоров в передвижных компрессорных станциях (легкое основание, ограниченное пространство, непостоянное обслуживание). [c.250]
Центробежные насосы по сравнению с поршневыми обладают рядом весьма существенных преимуществ. Главными преимуще-110 [c.110]
Для снижения шума самого источника необходимо 1) при выборе оборудования учитывать наряду с другими рабочими параметрами уровень звуковой мощности вентилятора 2) стремиться к тому, чтобы при заданном объемном расходе и сопротивлении сети вентилятор работал в режиме максимального КПД 3) снижать сопротивление сети и не устанавливать вентилятор с запасом по давлению 4) делать плавный подвод воздуха к входному патрубку вентилятора 5) особое внимание обращать на статическую и динамическую балансировку рабочего колеса вентилятора 6) отдавать предпочтение центробежным компрессорам и насосам как менее шумным по сравнению с поршневыми (компрессоры с четырьмя и более цилиндрами предпочтительнее, чем с одним или с двумя). [c.1001]
Опасность изменения давления значительно повышается, когда в технологическом процессе для транспортировки веществ используются насосы и компрессоры объемного действия (шестеренчатые, ротационные, поршневые), которые по сравнению с центробежными насосами и газодувками не могут работать на себя . [c.24]
Вследствие больших зазоров, допустимых у центробежных насосов по сравнению с поршневыми, они подвержены меньшему износу от абразивных взвесей, находящихся в перекачиваемых жидкостях. Специальные конструкции центробежных насосов допускают проход через наоос крупных твердых частиц, что исключается у поршневых насосов, [c.122]
По сравнению с поршневыми лопастные насосы, з частности центробежные, имеют ряд преимуществ [c.9]
К недостаткам эрлифта следует отнести 1) малый к. п. д. (в среднем 0,25) по сравнению с другими насосами, например поршневым и центробежным 2) необходимость установки подземного резервуара и насосов II подъема при расположении скважины не на месте потребления воды 3) необходимость дополнительного заглубления скважины по сравнению с глубиной скважины при применении поршневых или центробежных насосов. [c.262]
Общие энергетические затраты на производство 1 т окисленных битумов для большинства заводов составляют 40—60 кг у. т. Для снижения энергии на перекачивание следует заменить окисление в трубчатых реакторах окислением в колоннах, предпочтительно с квенчинг-секцией. Целесообразно также заменять паровые поршневые насосы центробежными с электроприводом. Опыт показал, что насосы типа НГ и НК пригодны для перекачивания не только гудронов, но и дорожных и строительных битумов при наличии резервного парового поршневого насоса и обеспечении прокачивания линий горячими масляными фракциями. В то же время эти насосы потребляют примерно в пять раз меньше энергии на перекачивание единичного объема жидкости по сравнению с обычно используемыми паровыми поршневыми насосами типа ПДГ. [c.296]
В химической промышленности наиболее распространены центробежные насосы, которые имеют значительные преимущества по сравнению с поршневыми. Достоинства центробежных насосов 1) равномерность подачи, 2) быстроходность (возможно непосредственное соединение с электродвигателем), 3) компактность, 4) простота, устройства, 5) возможность перекачивания загрязненных жидкостей, так как в центробежных насосах имеются большие зазоры между кожухом и колесом и отсутствуют клапаны. Кроме того, для установки центробежных насосов не требуется массивных фундаментов. [c.216]
Для получения умеренного разрежения (до 90—95%) и перемещения агрессивных, взрывоопасных и влажных газов и паров на химических предприятиях широкое применение нашли водокольцевые вакуум-насосы, обладающие по сравнению с поршневыми всеми достоинствами и преимуществами центробежных машин, но имеющие более низкий к. п. д. Создаваемое водокольцевыми вакуум-насосами разрежение ограничено величиной парциального давления пара рабочей жидкости, зависящего от температуры. [c.175]
Выделение в этих точках пузырьков пара приводит к кавитации, проявляющейся в местных гидравлических ударах, сотрясениях насоса, шумах, падении к.п.д., разрушении деталей насоса в результате усиления эрозии и коррозии. Для обеспечения бескавитационной работы требуется меньшая допустимая вакуумметрическая высота всасывания центробежных насосов по сравнению с поршневыми. [c.144]
Более безопасны в эксплуатации центробежные на сосы. В сравнении с поршневыми насосами они обладают меньшей массой и габаритами, что облегчает их обслуживание, монтаж и ремонт. В центробежных насосах подача жидкостей равномерна, они безопаснее при работе на закрытую задвижку на линии нагнетания. Регулирование количества перемещаемой жидкости несложно. [c.141]
Центробежный насос в отличие от поршневого (объемного) не способен засасывать жидкость в начале своей работы, так как возникающая при вращении колеса насоса центробежная сила вследствие небольшой плотности воздуха по сравнению с плотностью жидкости недостаточна, чтобы эвакуировать воздух из насоса и приемного трубопровода в напорный трубопровод и создать необходимое разрежение. [c.118]
Недостатками центробежных насосов являются несколько меньший (на 10—20%) к. п. д. по сравнению с поршневыми насосами всасывающая способность центробежного насоса хуже, чем у поршневого при работе на всасывание необходимо иметь присгюс(ю.1ения для предварительной заливки центробежного насоса с повышением вязкости перекачиваемого продукта к. п. д. це тробежного насоса резко падает. [c.327]
Центробежный насос ш сравнению с поршневым (как ранее было указано) имеет существенный недостаток, состоящий в том, что первый не может начать работать (засосать жидкость) без заполнения жидкостью корпуса пасоса и всасывающего трубопровода. К этому следует добавить также большую чувствительность центробежного насоса в отношении неплотностей во всасьшающем трубопроводе при работе насоса с разрежением на приеме, а также воздушных мешков, которые образуются цри неправильном выполнении всасывающего трубопровода и в отдельных случаях могут привести к срыву работы насоса. [c.228]
Борированные электролизным способом сопряженные детали центробежных и поршневых насосов из стали 40Х при перекачивании раствора едкого натра с абразивными частицами имели в 3 раза большую износостойкость и 2—2,5 раза— эрозионно-коррозионную стойкость по сравнению с цементированными и с вакуум-диффузионными хромированными деталями. [c.49]
Центробежные насосы имеют преимущества по сравнению с поршневыми, они обеспечивают равномерность подачи, более быстроходны, компактны, проще по конструкции и могут быть использованы для перекачивания загрязненных жидкостей. Недостатками центробежных насосов являются невозможность создания больших давлений, уменьшение производительности с увеличением напора, низкий к.п.д. и необходимость заливки насоса перед его пуском в работу, а также возможность возникновения кавитации . [c.210]
Тихоходность по сравнению с насосами других типов, например центробежными. Тихоходность обусловливает большие габаритные размеры и вес, а также усложняет соединение поршневых приводных насосов с быстроходными двигателями. [c.15]
К недостаткам порщневых насосов относятся тихоходпость рабочих органов, что пе позволяет осуществлять прямое соединение их с быстроходными приводами, а также создавать агрегаты большой производительности непостоянство давления нагнетания н пе-равпомерность подачи жидкости (пульсирующая подача) сложность конструкции отдельных узлов наличие значительного количества деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, передаточных устройств, клапанов меньшая экономичность в работе по сравнению с центробежными насосами. Эти недостатки ограничивают применение поршневых насосов. [c.91]
Однако при малых подачах с относительно большими напорами и при перекачке вязких жидкостей центробежный насос уступает по к. п. д. поршневому. Вместе с тем было бы неправильно полагать, что вязкость не имеет влияния на работу поршневых насосов. В действительности для поршневого насоса с увеличением вязкости уменьшаются всасывающая способность и объемный коэффициент наполнения цилиндра (т1 ,), а следовательно, уменьшаются также подача и общий к. п. д. насоса. Так, иа практике применение парового прямодействующего насоса при перекачке вязких жидкостей связано с уменьшением скорости поршня за счет уменьшения числа двойных ходов. Однако снижение параметров портневого насоса оказывается весьма незначительным по сравнению с центробежным насосом. [c.228]
chem21.info
Достоинства и недостатки насосов различных типов
Объемные насосы. Основными достоинствами поршневых плунжерных насосов являются высокий к. п. д. и возможность подачи незначительных объемов жидкостей, в том числе высоковязких под любым заданным давлением. Однако неравномерность подач наличие легко изнашиваемых клапанов, сложность соединений двигателем, тихоходность, а следовательно, большие размеры масса существенно ограничивают области применения поршневых и плунжерных насосов в химической промышленности. Следует отметить, что в эксплуатации плунжерные насосы несколько проще, так как у них меньше изнашиваемых деталей (отсутствуют поршневые кольца и т.п.).
Объемные насосы с вращательным движением рабочего органа (шестеренные, винтовые) конструктивно более просты и обеспечивают плавную подачу перекачиваемой жидкости. Эти насосы обычно применяют для перекачивания малых количеств вязких жидкостей. Для перекачивания загрязненных жидкостей данные насосы непригодны.
Центробежные и осевые насосы. Эти насосы обеспечивают плавную и непрерывную подачу перекачиваемой жидкости при достаточно высоких значениях коэффициента полезного действия. Относительно простое устройство обеспечивает их высокую надежность и достаточную долговечность. Отсутствие поверхностей трения, клапанов создает возможности для перекачивания загрязненных жидкостей. Простота непосредственного соединения с высокооборотными двигателями способствует компактности насосной установки и повышению ее к. п. д. Все эти достоинства лопастных насосов, прежде всего центробежных, привели к тому, что они являются основными насосами в химической промышленности.
К недостаткам центробежных насосов относится ограниченность их применения в области малых производительностей и больших напоров, что объясняется снижением к. п. д. при увеличении числа ступеней для достижения высоких значений.
Эти недостатки отсутствуют у вихревых насосов. Однако вследствие невысоких к. п. д. они находят ограниченное применение.
Струйные насосы. Достоинствами этих насосов являются простота устройства, способность перекачивать жидкости с достаточно большим содержанием взвешенных частиц и высокая надежность в работе. В технике водоструйные насосы часто применяют для откачки воды из котлованов, скважин и т. д., а на крупных насосных установках - в качестве вспомогательных для отсасывания воздуха из корпусов основных насосов перед их запуском и для повышения всасывающей способности центробежных насосов. Пароструйные насосы используют для подачи воды в паровые котлы, создания вакуума и т. п. К недостаткам струйных насосов относятся низкий к. п. д. и необходимость подачи большого количества рабочей жидкости под давлением. Кроме того, струйные насосы можно применять только в том случае, если допустимо смешение перекачиваемой жидкости с рабочей.
Воздушные (газовые) подъемники. Простота устройства и обслуживания, надежность работы газлифтов позволяют им в ряде случаев успешно конкурировать с центробежными насосами, например при подъеме воды из глубоких скважин, подаче агрессивных жидкостей и т.д. Однако необходимость большого заглубления форсунки и низкий к. п. д. этих насосов существенно ограничивают области их применения.
В заключение следует отметить, что выбор типа насоса в каждом конкретном случае производится с учетом его эксплуатационных и конструктивных характеристик, наиболее полно удовлетворяющих требованиям данного технологического процесса.
Похожие статьи:
poznayka.org
Преимущества и недостатки поршневого насоса по сравнению с центробежным.
Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.
Гидравлические насосы предназначены для преобразования механический энергии (крутящий момент, частоту вращения) в гидравлическую (подача, давление). Существует большое разнообразие типов и конструкций гидравлических насосов, но всех их объединяет единый принцип действия – вытеснение жидкости. Насосы использующие принцип вытеснения называются объемными. Во время работы внутри насоса образуются изолированные камеры, в которых рабочая жидкость перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Поскольку между полостями всасывания и нагнетания не существует прямого соединения, объемные насосы очень хорошо приспособлены для работы в условиях высокого давления в гидросистеме.
Основными параметрами гидронасосов являются:
• Рабочий объем (удельная подача) [см3/об] – это объем жидкости вытесняемый насосом за 1 оборот вала.
• Максимальное рабочее давлени [МПа, bar]
• Максимальная частота вращения [об/мин]
Классификация объемных насосов по типу вытесняющего элемента показана на Схеме 1.
Схема 1.
При выборе типа насоса для гидросистемы необходимо учитывать ряд факторов свойственных определенным типам насосов и особенности разрабатываемой гидросистемы. Основными критериями выбора насоса являются:
- Диапазон рабочих давлений
- Интервал частот вращения
- Диапазон значений вязкости рабочей жидкости
- Габаритные размеры
- Доступность конструкции для обслуживания
- Стоимость
Далее будут рассмотрены различные типы насосов с описанием их конструктивных преимуществ и недостатков.
1.Поршневые Насосы
1.1 Ручные насосы
Простейшим насосом использующим принцип вытеснения жидкости является ручной насос. Данный вид насосов используется в современной технике для обеспечения гидравлической энергией исполнительных гидродвигателей (в основном линейного перемещения) вспомогательных механизмов. Вторым, часто встречающимся, назначением ручных насосов в гидросистемах является использование его как аварийного источника гидравлической энергии.Давления развиваемые этими насосами лежат в диапазоне до 50МПа, но чаще всего данные насосы используют на давлениях не более 10-15МПа. Рабочий объем до 70 см3. Рабочий объем для ручного насоса это суммарный объем жидкости вытесняемый им за прямой и обратный ход рукоятки. Обычно насосы с малым рабочим объемом способны достигать больших величин рабочего давления, это связано с ограничением силы прикладываемой к рычагу пользователем.
Принцип действия ручного насоса одностороннего действия изображен на рис.1. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО2 происходит всасывание жидкости из бака, клапан КО1 при этом закрыт. При ходе поршня вниз происходит вытеснение жидкости через клапан КО1 в напорный трубопровод, клапан КО2 – закрыт.
На рис. 2 показан ручной насос двустороннего действия. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО4 происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости внапорный трубопровод через клапан КО1. Клапана КО2 и КО3 при этом закрыты. При ходе поршня вниз через обратный клапан КО2происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости в напорный трубопровод через клапан КО3. Клапана КО1 и КО4 при этом закрыты.
Внешний вид ручного насоса показан на рис. 3.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Достоинства и недостатки:
Достоинства
- простота конструкции.
- высокая надежность.
- отсутствие приводного двигателя.
Недостатки
- Низкая производительность
1.2Радиально-поршневые насосы
Радиально-поршневые насосы это разновидность роторно-поршневыхгидромашин. Эти насосы применяются для гидросистем с высоким давлением (свыше 40МПа). Эти насосы способны длительно создавать давления до 100МПа.Отличительной особенностью насосов данного типа является их тихоходность, частота вращения насосов данного типакак правило не превышает 1500-2000 об/мин. Частоты вращения до 3000 об/мин можно встретить только для насосов рабочим объемом не более 2-3 см3/об.
Радиально-поршневые насосы бывают двух типов:
- С эксцентричным ротором
- С эксцентричным валом
Радиально-поршневой насос с эксцентричным ротором изображен на рис. 4. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в роторе насоса. Ось вращения ротора и ось неподвижного статора смещены на величину эксцентриситета e. При вращении ротора поршни совершают поступательное движение. Величина хода составит 2e. Насос данной конструкции имеет золотниковое распределение. При вращении цилиндры поочередно соединяются с полостями слива и нагнетания разделенными перегородкой золотника, расположенного в центре.
Рис.4
Радиально-поршневой насос с эксцентричным валом изображен на рис. 5. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в статоре насоса. Ось вращения вала и ось неподвижного статора совпадают, но на валу имеется кулачок, который смещен на величину е относительно центра вращения вала. При вращении вала, кулачок заставляет поршни совершать поступательное движение. Величина хода составит 2e. Насос данной конструкции имеет клапанное распределение. При вращении вала поршни выдвигаясь из цилиндров наполняются жидкостью через клапана всасывания. Нагнетание жидкости происходит через клапана нагнетания при вхождении поршней в цилиндры.
Данная конструкция редко используется как насосная и намного чаще используется в гидромоторах, о которых будет рассказано в одной из следующих статей.
Рис.5
Рабочий объем гидромашин данного типа можно рассчитать по формуле:
где z – число поршней
dп – диаметр поршня
е – эксцентриситет
Радиально поршневые насосы могут иметь конструкцию с переменным рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета е.
Из двух описанных конструкций большее распостранение получили радиально-поршневые насосы с эксцентричным валом. Это явилось следствием более простой конструкции. Фотографии радиально-поршневых насосов с эксцентричным валом представлены на рис. 6.
Рис. 6(а)
Рис. 6(б)
Достоинства и недостатки насосов радиально-поршневого:
Достоинства
- простота конструкции.
- высокая надежность.
- Работа на давлениях до 100МПа.
- Относительно малый осевой размер.
Недостатки
- Высокая пульсация давления
- Малые частоты вращения вала
- Больший вес конструкции по отношению к аксиально-поршневым машинам.
1.3Аксиально-поршневые насосы
Аксиально-поршневые насосы – это разновидность роторно-поршневых гидромашин с аксиальным расположением цилиндров (т.е. располагаются вокруг оси вращения блока цилиндров, параллельны или располагаются под небольшим углом к оси).Существует деление по типу вытеснителя на аксиально-плунжерные и аксиально-поршневые гидромашины. Отличаются они тем, что в первых в качестве вытеснителей используются плунжеры, а во вторых — поршни см. рис. 7.
Рис. 7
Насосы данного типа являются самыми распространёнными в современных гидроприводах. По количеству конструктивных исполнений они во много раз превосходят прочие типы гидронасосов. Эти насосы обладают наилучшими габаритно-весовыми характеристики (иными словами имеют высокую удельную мощность), обладают высоким КПД.Насосы этого типа способны даватьдавление до 40МПа и работать на высоких частотах вращения (насосы общего применения имеют частоты до 4000 об/мин, но существуют специализированные насосы этого типа с частотами вращения до 20000 об/мин).
Все аксиально поршневые насосы можно разделить на 2 типа:
- Снаклонным блоком (ось вращения блока цилиндров располагается по углом к оси вращения вала)
- С наклоннымдиском (ось вращения блока цилиндров совпадает с осью вращения вала)
На рис. 8 показана конструктивная схема аксиально поршневого насоса с наклонным блоком. При вращении вала насоса, вращается шарнирно соединенный с ним блок цилиндров. При этом поршни совершают поступательные движения. Блок цилиндров прилегает к распределителю который имеет два паза: один паз соединен с линией всасывания, а другой с линией нагнетания. При выдвижении поршня цилиндр движется над пазом всасывания (см. вид А рис.8) и наполняется жидкостью. После прохождения нижней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально выдвинутом состоянии) цилиндр соединяется с пазом нагнетания в распределителе и начинает вытеснять жидкость из цилиндра пока не достигнет верхней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально утоленном в цилиндр состоянии). Далее Цилиндр снова соединяется с пазом всасывания и цикл повторяется. Система распределения используемая в данной конструкции насоса называется золотниковой.
Рис.8
Утечки из цилиндров во время нагнетания скапливаются в корпусе насоса. Чтобы не допустить роста давления в корпусе, на насосах данной конструкции имеется линия дренажа. Если ее заглушить, то это приведет к выходу из строя манжеты вала и нарушению герметичности насоса, а в некоторых случаях – к разрушению корпуса насоса.
На рис.9 показана конструкция насоса с наклонным диском.
Принцип работы насоса с наклонным диском аналогичен работе насоса с наклонным блоком. Насос данной конструкции так-же имеет золотниковое распределение. Отличие конструкций состоит в соосности осей вала и блока цилиндров.
Рабочий объем аксиально-поршневых насосов можно рассчитать из следующего выражения:
где z – число поршней
dп – диаметр поршня
Dц– диаметр расположения цилиндров
γ – угол наклона диска(блока)
Для насосов конструкций рис. 8,9возможны исполнения с изменяемым рабочим объемом. Изменение рабочего объема происходит за чет изменения угла наклона диска или блока (в зависимости от конструкции).
Для аксиально-поршневых насосов необходим механизм синхронизации вращения приводного вала и блока цилиндров. Существует четыре основных способа такой синхронизации:
- Синхронизация одинарным (силовым) карданом
- Синхронизация двойным (несиловым) карданом
- Синхронизация шатунами поршней (бескарданная схема)
- Синхронизация коническим зубчатым зацеплением.
Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком представлен на рис. 10. В данной конструкции синхронизация вращения вала и блока цилиндров осуществлена посредством конической зубчатой передачи.
Регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным диском представлен на рис. 11.
Рис. 11
Рассмотрим еще одну довольно распространённую конструкцию насоса с наклонным диском. Это конструкция аксиально-плунжерного насоса с неподвижным блоком, клапанным распределением и приводом плунжеровкулачкового типа (вращающейся наклонной шайбой). По ГОСТ 17398-72 этот тип насоса классифицируется как аксиально-кулачковый. Схема такого насоса показана на рис. 12.
Рис. 12
Эта конструкция имеет принципиальные отличия от конструкции изображенной на рис. 9. Насос на рис. 12 в отличие от предыдущей конструкции на рис. 9 имеет неподвижный блок цилиндров, совмещенный с корпусом, наклонный диск объединенный с валом и клапанное распределение рабочей жидкости. Ход плунжера определяется вращением наклонного диска. Система распределения работает следующим образом: выдвигаясь из цилиндра поршень создает в камере разряжение и через клапан всасывания камера наполняется жидкостью из полости корпуса, объединенной со всасыванием. При вхождении в цилиндр клапан всасывания находится в закрытом состоянии, происходит вытеснение рабочей жидкости из рабочей камеры через клапан нагнетания в линию нагнетания.
Некоторые конструкции аксиально-кулачковых насосов могут работать на давлениях до 70МПа.
Примечательным является факт отсутствия в данной конструкции линии дренажа так как всасывание осуществляется непосредственно из корпуса насоса. При этом в корпусе насоса абсолютное давления ниже атмосферного. По этой причине в данной конструкции повышенные требования предъявляются к уплотнению вала, при выходе из строя которого насос подсасывает воздух и подает гидросистему смесь воздуха и рабочей жидкости. Такой «воздушный коктейль» приводит к вибрациям в гидросистеме и выходу из строя ее элементов, включая насос.
Рабочий объем рассчитывается по той-же зависимости что и для описанных выше конструкций аксиально-поршневых насосов. Следует отметить что насос данной конструкции не имеет исполнения с регулируемым рабочим объемом.
Фотография насоса сконструктивным вырезом показана на рис. 13.
Достоинства и недостатки насосов аксиально-поршневого типа:
Достоинства
- простота конструкции.
- Работа на давлениях до 70МПа.
- Высокий КПД.
- Частоты вращения до 4000 об/мин
- Высокая удельная мощность.
Недостатки
- Высокая пульсация давления
- Высокая стоимость по сравнению с другими типами гидронасосов.
2. Шестеренные насосы
Шестеренные насосы относятся к типу роторныхгидромашин. Рабочими элементами (вытеснителями) являются две вращающиеся шестерни. Различают два основных типа таких насосов:
- Насосы внешнего зацепления
- Насосы внутреннего зацепления.
Частным случаем шестеренных насосов с внутренним зацеплением являются героторные насосы.
Шестеренные насосы широко распространены в гидросистемах с невысокими (до 20 МПа) давлениями. Они широко применяются в сельскохозяйственной, дорожной технике, мобильной гидравлике, системах смазки. Используются для обеспечения гидравлической энергией гидроприводов вспомогательных механизмов в сложных гидросистемах. Столь широкое распространение шестеренные насосы получили за простоту конструкции, компактность и малый вес. Платой за простоту конструкции стало довольно низкое значение КПД (не более 0,85), низкое рабочее давление, и небольшой ресурс (особенно на давлениях ≈20МПа). Шестеренные насосы могут работать на частотах вращения до 5000об/мин.
Существуют образцы шестеренных насосов на давления до 30МПа однако ресурс таких насосов на порядок ниже.
2.1Шестеренные насосы внешнего зацепления
Основными элементами шестеренных насосов внешнего зацепления являются шестерни. При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев переносится из линии всасывания в линию нагнетания (рис.14). Поверхности зубьев А1 и А2 вытесняют при вращении шестерен больше жидкости чем может поместиться в пространстве освобождаемом зацепляющимися зубьями B1 и B2. Разность объемов, высвобождаемых двумя парами зубьев вытесняется в линию нагнетания. В месте зацепления шестерен при работе насоса образуются области «запертого» объема, что вызывает пульсации давления в линии нагнетания.
Рабочий объем шестеренного насоса можно определить из зависимости:
Где m – модуль зубьев
z – число зубьев
b – ширина зуба
h – высота зуба
Шестерни насосов внешнего зацепления в большинстве конструкций имеют прямой зуб, однако встречаются конструкции таких насосов с косым и шевронным зубом. Преимущество применения косого зуба состоит в меньшем уровне пульсаций за счет того что в месте зацепления «запертые» объемы не образуются. Недостатком конструкций с косым зубом является возникающая осевая сила, для восприятия которой нужно включать в конструкцию упорные подшипники. Этот недостаток отсутствует в насосах с шевронным зубом, где осевая сила компенсируется формой зуба. У насосов с шевронным зубом также малый уровень пульсаций.
Рис. 14
Конструктивный разрез шестеренного насоса с внешним зацеплением показан на рис. 15.
Рис. 15
Достоинства и недостатки шестеренных насосов внешнего зацепления:
Достоинства
- простота конструкции.
- Частоты вращения до 5000 об/мин
- Низкая стоимость
Недостатки
- Высокая пульсация давления
- Низкий КПД
- Сравнительно низкие давления
2.2 Шестеренные насосы внутреннего зацепления
Отличительной особенностью шестеренных насосов внутреннего зацепления является меньший уровень пульсаций и как следствие малый уровень шума. В связи с этим они находят широкое в стационарных машинах и механизмах, а так-же на мобильной технике работающей в закрытых помещениях.
Принцип работы шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит, как и у насосов внешнего зацепления, в переносе жидкости во впадинах шестерен от линии всасывания в линию нагнетания. В зоне всасывания при вращении шестерен объем камеры, образованной зубьями шестерен и серпообразным разделителем, увеличивается(см. рис. 16). При этом происходит наполнение рабочей камеры жидкостью из линии всасывания. В зоне нагнетания происходит процесс вытеснения рабочей жидкости в линию нагнетания, т.к. объем камеры в этой зоне при вращении шестерен уменьшается.
Рабочий объем шестеренного насоса с внутренним можно определить из зависимости:
Где m – модуль зубьев
z – число зубьев внутренней шестерни
b – ширина зуба
h – высота зуба
Конструктивный разрез шестеренного насоса с внутренним зацеплением показан на рис. 17.
Рис.17
Достоинства и недостатки шестеренных насосов внутреннего зацепления:
Достоинства
- простота конструкции.
- Частоты вращения до 4000 об/мин
- Низкий уровень шума
- Низкая стоимость
Недостатки
- Низкий КПД
- Сравнительно низкие давления
2.3 Героторные насосы.
Героторные насосы это разновидность шестеренных насосов с внутренним зацеплением. Отличие от классической конструкции шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит в отсутствии серпообразного разделителя. Разделение полостей всасывания и нагнетания реализовано за счет применения специального профиля. Его форма такова что в зоне где должен находиться серпообразный разделитель обеспечен постоянный контакт шестерен. (рис.18). Принцип работы насоса данной конструкции точно такой же как и шестеренного насоса с внутренним зацеплением.Героторные насосы обычно используют при невысоких давлениях (до 15МПа) и подачах до 120 л/мин. При этом частоты вращения составляют не более 1500 об/мин.
Изображение героторногопоказано насосана рис. 19.
Рис.18
Рабочий объем героторного насоса можно определить из выражения:
Где Аmin,Аmin – минимальная и максимальная площадь межзубьевой камеры
z – число зубьев внутренней шестерни
b – ширина зуба
\
Рис.19
Достоинства и недостатки героторных насосов:
Достоинства
- Простота конструкции
- Низкий уровень шума
Недостатки
- Невысокий КПД
- Высокая по сравнению с шестеренными насосами стоимость
2.4 Роторно-винтовые насосы.
Еще одной разновидностью шестеренного насоса можно считать винтовые насосы. Их рабочие элементы можно представить как косозубые шестерни с количеством зубьев равному числу заходов винтовой нарезки. Главным преимуществом этих насосов является равномерность подачи и как следствие низкий уровень шума. Достоинством насоса также является его способность перекачивать жидкости с твердыми включениями. Давление развиваемое насосом может составлять до 20МПа. Частоты вращения до 1500 об/мин.
Ввиду сложности изготовления данного типа насосов, они не получили широкого распространения и применяются лишь в специфических гидросистемах. Существуют двух (рис. 20) и трехвинтовые (рис. 21) конструкции насосов.
Достоинства и недостаткироторно-винтовых насосов:
Достоинства
- Низкий уровень шума
- Низкий уровень пульсаций
Недостатки
- Невысокий КПД
- Высокая стоимость
3. Пластинчатые насосы.
Пластинчатые гидронасосы это гидромашины в которых роль вытеснителя рабочей жидкости выполняют радиально расположенные пластины, которые совершают возвратно-поступательные движения при вращении ротора. В российской литературе пластины часто называют – шиберами, а насосы – шиберными.
Различают пластинчатые гидронасосы однократного действия и двойного действия. У насосов однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двойного действия - два раза.
Пластинчатые насосы имеют низкий уровень шума и хорошую равномерность подачи. Также эти насосы имеют сравнительно большие рабочие объемы при небольших габаритах. Пластинчатые гидронасосы могут работать на давлениях до 21МПа при частотах вращения до 1500 об/мин.
3.1 Насос однократного действия
Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор насоса приходит во вращение (см. рис. 22). Под действием центробежной силы пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. При прохождении пластин через область всасывания, объем рабочих камер между ними увеличивается и происходит всасывание рабочей жидкости.При прохождении пластин через область нагнетания, объем рабочих камер между ними уменьшается и происходит вытеснение рабочей жидкости в линию нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания в полость под ними подводится давление из линии нагнетания. В некоторых случаях дополнительный прижим пластин организуется за счет установки пружин под пластины.
Рабочий объем пластинчатого насоса однократного действия рассчитывается как:
Где e – эксцентриситет
b – ширина пластины
Насосы однократного действия конструктивно могут иметь исполнения с регулируемым рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета e.
Рис. 22
Достоинства и недостаткипластинчатых насосов однократного действия:
Достоинства
- Низкий уровень шума
- Низкий уровень пульсаций
- Возможность регулировки рабочего объема
- Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
- Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.
Недостатки
- Большие нагрузки на подшипники ротора.
- Сложность уплотнения торцов пластин
- Низкая ремонтопригодность
- Сравнительно невысокие давления (до 7МПа)
3.2 Насос двойного действия
Принцип действия насоса двойного действия полностью аналогичен принципу работы насоса однократного действия (рис. 23). Отличием является наличие двух зон всасывания и двух зон нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания, также как и насосов однократного действия, подводится давление нагнетания.
Рис. 23
Рабочий объем пластинчатого насоса двойного действия рассчитывается как:
Где b – ширина пластины
Изображение внутреннего устройства пластинчатого насоса двойного действия показано на рис. 24.
Рис. 24
Достоинства и недостаткипластинчатых насосов двойного действия:
Достоинства
- Низкий уровень шума
- Низкий уровень пульсаций
- Возможность регулировки рабочего объема
- Уравновешенность радиальных нагрузок в роторе.
- Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
- Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.
- Большие по сравнению пластинчатыми насосами однократного действия давления (до 21МПа)
Недостатки
- Низкая ремонтопригодность
- Сложность уплотнения торцов пластин
4. Рекомендации по выбору насоса для гидросистемы.
Выбор типа и насоса нужно осуществлять исходя из условий работы гидросистемы, ее назначения и требований к параметрам потребного потока рабочей жидкости.
Основными параметрами при выборе типа насоса являются:
- Уровень действующих давлений рабочей жидкости;
- Класс чистоты рабочей жидкости;
- Диапазон вязкостей рабочей жидкости;
- Экономическое обоснование применения.
При выборе насоса для гидросистемы следует учитывать большое количество определяющих факторов. Основными критериями с которых необходимо начать выбор насоса являются необходимая подача Qи давлениеp. Также в начале процедуры подбора необходимо четкое представление о типе приводного двигателя. В зависимости от предназначения и базирования механизма приводимого в действие гидросистемой приводной двигатель может быть электрическим или двигателем внутреннего сгорания. При выборе мощности приводного двигателя следует определить необходимую для гидросистемы гидравлическую мощность, которую можно приблизительно определить по зависимости (1).
где Q – подача насоса [л/мин]
p – давление в гидросистеме [МПа]
ɳ - КПД насоса (шестеренного и пластинчатого ɳ=0,85, для роторно-поршневого ɳ=0,9)
После определения мощностивыбирается тип гидронасоса исходя из характеристик свойственных для каждого из типов насосов и рабочего давления. Необходимый рабочий объем гидронасоса определяется как:
где Q – необходимая подача насоса [л/мин]
n – частота вращения двигателя [об/мин]
Определив необходимый рабочий объем насоса,выбираем по каталогу насос выбранного типа с наиболее близким значением рабочего объема. После чего взяв из каталога реальные значения q0и ɳ, рассчитываем реальное значение подачи насосаQ:
и проверяем насос на совместимость с выбранным двигателем по мощности (см. выражение (1)).
При необходимости наличия регулируемой подачи насоса, помимо установки регулируемого насоса, можно применить насос постоянного рабочего объема при этом подачу регулировать оборотами приводного двигателя. Данный способ регулирования может быть осуществлен в ограниченных характеристиками двигателя пределах.
Для ступенчатой регулировки скорости гидродвигателя в гидросистеме можно применять два насоса илимногосекционные насосы, фактически представляющие собой несколько насосовконструктивно выполненных одним блоком. Для регулировки скорости в этом случае необходимо подключать или отключать секции насоса изменяя тем самым суммарную подачу насоса. Способы коммутации секций будут описаны в статьях 7 и 8.
5. Причины отказа насосов.
При эксплуатации насоса следует обращать внимание на условия его работы. Наиболее часто неисправность насоса бывает вызвана:
- Попаданием посторонних частиц (грязи)
- Масляным голоданием
- Работой на водно-масляной эмульсии
- Работой на воздушно-масляной смеси
- Работой с перегрузкой по давлению
- Превышением допустимых оборотов
- Превышение давления в корпусе
- Перегревом рабочей жидкости
6. Заключение.
Данная статья написана в помощь специалистам осуществляющим ремонт, обслуживание и эксплуатацию гидросистем станочного оборудования и мобильных машин. Ознакомившись с вышенаписанным материалом, читатель получает базовые сведения о самых распространённых типах гидравлических насосов, их преимуществах и недостатках. Также в материале имеется простейший алгоритм определения мощности насоса и подбора приводного двигателя.
Следует отметить что практически все описанные конструктивные типы насосов могут использоваться в качестве гидромоторов, но об этом в следующей статье…
Все типы насосов описанные в данной статье можно приобрести в компании RGC гидроагрегаты.Возможна поставка гидрооборудования и запасных частей под заказ. Также в нашей компании можно получить консультации по гидрооборудованию.
lektsia.com
