Гидромашины и компрессоры Лекция № 9 ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ

Гидромашины и компрессоры Лекция № 9 ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ Сам. ГТУ Кафедра МОНГП 2011 год

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВО • Возвратно-поступательный насос относится к объемным насосам, принцип действия которых состоит в том, что жидкая среда попеременно заполняет рабочую (насосную) камеру и вытесняется из нее. Название этому насосу дано по характеру движения рабочих органов (поршней, плунжеров, диафрагм). Существуют и другие объемные насосы — роторные (с вращательным) и крыльчатые (с возвратно-поворотным движением рабочих органов).

• Для попеременного сообщения с местами входа и выхода жидкости насосная камера оборудована клапанами — всасывающим и нагнетательным (рис. 8. 1, а). При движении рабочего органа объем камеры изменяется от минимального Vм (называемого объемом мертвого или вредного пространства) до максимального Vs + Vм, где Vs — объем, описываемый рабочим органом за один ход длиной S.

• По характеру движения ведущего звена возвратнопоступательные насосы делятся на прямодействующие, вальные и поступательноповоротные. • В прямодействующем насосе ведущим звеном служит поршень в силовом цилиндре, совершающий возвратно-поступательное движение. Силовой цилиндр может быть паровым, пневматическим или гидравлическим.

Вальные насосы • Вальные насосы, признаком которых является вращательное движение ведущего звена (вала), различаются механизмом передачи движения к рабочим органам: кривошипный — с кривошипно-шатунным механизмом и кулачковый — с кулачковым механизмом. • Наиболее распространены односторонние кривошипные (рис. 8. 3, а) насосы, приводной механизм которых состоит из трансмиссионного вала, получающего вращающий момент через трансмиссию от двигателя, зубчатого редуктора и коренного вала, связанного с шатунами посредством собственно кривошипов, эксцентриков, пальцев или колен. Реже используется схема с червячной передачей (рис. 8. 3, б). Этот вид передачи удобен для привода насоса от вала, расположенного вдоль оси насоса, например, на автомобиле. • В оппозитном насосе (рис. 8. 3, г) нагрузка на коренной вал и коренные подшипники меньше, чем в одностороннем насосе, так как усилия, действующие по двум противолежащим штокам, взаимно уравновешиваются.

• Для бесступенчатого регулирования длины хода плунжера в дозировочных насосах небольшой мощности служат различные механизмы, встроенные в приводную часть насоса. На рис. 8. 3, б длина хода крейцкопфа 1 зависит от положения шарнира 2, который можно перемещать по дуге окружности 3. В других насосах регулируется эксцентриситет головки шатуна относительно оси коренного вала или длина одного из рычагов рычажного механизма, связывающего коренной вал с хвостовиком плунжера.

ЭЛЕМЕНТЫ УСТРОЙСТВА • Узлы крепления и уплотнения цилиндровой втулки

Конструкции поршней и уплотнения штока

Конструкции клапанов

Схемы пневмокомпенсаторов

Теория действия возвратнопоступательного насоса Средняя подача и коэффициент подачи • • • Согласно ГОСТ, за основной параметр объемных гидромашин принят рабочий объем q — изменение объемов всех камер насоса за один оборот вала или один цикл действия насоса. Так, для двухпоршневого насоса двустороннего действия q = 2 (2 F — f) S, а для трехпоршневого или трехплунжерного насоса одностороннего действия q = 3 FS. В общем случае рабочий объем возвратно-поступательного насоса q = az. FS, где a — коэффициент (для насосов двухстороннего действия а = 1 — f/2 F, для насосов одностороннего действия и дифференциального a = 1); z — число рабочих камер. Суммарное расчетное изменение объема камер в единицу времени называется идеальной подачей: Qи = qn Здесь n — частота ходов поршней (плунжеров).

• Средний объемный расход жидкости в подводящем и отводящем трубопроводах обычно меньше Qи по следующим причинам: • • Во-первых, часть рабочего объема рабочих камер занимает газ; некоторая часть рабочего объема полезно не используется в связи с запаздыванием закрытия клапанов; • отрицательное влияние на подачу насоса оказывает расширение жидкости, остающейся в рабочей камере после закрытия нагнетательного клапана, а также податливость стенок рабочей камеры. Обозначим через Qн уменьшение подачи насоса вследствие неполного использования его рабочего объема по указанным причинам. Отношение н=( Qи – Qн)/Qи называется коэффициентом наполнения. Во-вторых, под действием давления происходят внутренние перетекания жидкости и утечки Qy через неплотности в клапанах, сальниках и уплотнениях цилиндро-поршневой пары. Объемная подача насоса, измеренная по объему жидкости при атмосферном давлении ра, Q = Qи – Qн – Qy. • •

• Отношение объемной подачи к идеальной подаче называется коэффициентом подачи: • где о — объемный к. п. д. насоса, которым учитываются потери подачи насоса вследствие перетекания и утечек жидкости. • Разделение коэффициента подачи на частные коэффициенты и различие в их обозначениях имеют тот смысл, что н отражает только недоиспользование возможности подачи, а о — также и затрату мощности на прокачивание под давлением части жидкости через щели в уплотнениях. • В некоторых случаях подачу насоса Q' измеряют по объему жидкости, находящейся под действием конечного давления. • Объемный коэффициент