Сравнительная оценка центробежных и поршневых насосов. Поршневые насосы обладают следующими достоинствами

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

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

Поршневые насосы | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

Поршневые насосы обладают следующими достоинствами: пригодны для перекачивания самых разнообразных жидкостей – горячих и холодных, вязких и текучих, чистых и имеющих примеси во взвешенном состоянии; подача их не зависит от развиваемого напора, что делает их пригодными для перекачивания жидкостей с меняющейся в зависимости от температуры вязкостью; обладают хорошей всасывающей способностью, высоким КПД, большой напор достигается при любых, даже незначительных подачах.

К недостаткам их относятся: тихоходность и большая масса, относительная сложность конструкции; неравномерность подачи; невозможность без специальных устройств регулировать подачу при данном числе двойных ходов.

В пожарном деле поршневые насосы применяются для заполнения огнетушителей и баллонов стационарных установок с углекислотой (зарядные станции), наполнения кислородом баллончиков кислородных изолирующих противогазов … (кислородные насосы), испытания корпусов огнетушителей (гидропрессы), подачи топлива у дизельных двигателей (плунжерные насосы), обеспечения работы пневматического привода тормозов автомобиля (компрессоры) и т.д.

Роторные (шиберные) насосы

Роторные насосы обладают следующими достоинствами: компактностью, малыми габаритами и массой; быстроходностью, позволяющей использовать в качестве привода электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания; достаточно равномерной подачей; возможностью получения высоких напоров – до 100 м; надежностью работы при высоте всасывания до 7 м; пригодных для перекачивания разнообразных жидкостей — высоковязких (ν≤0,2м2/с), с содержанием газов и значительной упругостью насыщенных паров (t≤250оС) как чистых, так и загрязненных; самовсасываемостью и отсутствием вакуумных систем.

К недостаткам относятся: сложность изготовления рабочих органов, трудности в устройстве подшипников из-за больших давлений, наличие осевых сил у винтовых и косозубых шестеренных насосов, невозможность регулирования подачи без специальных устройств, значительный износ ротора и корпуса.

В пожарном деле роторные насосы применяются: в качестве вакуум-аппаратов на пожарных машинах и мотопомпах (шиберные и в меньшей степени водокольцевые), для подачи воды на пожар (шестеренные насосы), работы гидравлического привода автолестниц (масляные насосы, гидромоторы, гидротормозы) и т.д.

refac.ru

Поршневые насосы

В пожарном деле поршневые насосы применяются для заполнения огнетушителей и баллонов стационарных установок с углекислотой (зарядные станции), наполнения кислородом баллончиков кислородных изолирующих противогазов (кислородные насосы), испытания корпусов огнетушителей (гидропрессы), подачи топлива у дизельных двигателей (плунжерные насосы), обеспечения работы пневматического привода тормозов автомобиля (компрессоры) и т.д.

Роторные (шиберные) насосы

Роторные насосы обладают следующими достоинствами: компактностью, малыми габаритами и массой; быстроходностью, позволяющей использовать в качестве привода электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания; достаточно равномерной подачей; возможностью получения высоких напоров – до 100 м; надежностью работы при высоте всасывания до 7 м; пригодных для перекачивания разнообразных жидкостей - высоковязких (ν≤0,2м2/с), с содержанием газов и значительной упругостью насыщенных паров (t≤250оС) как чистых, так и загрязненных; самовсасываемостью и отсутствием вакуумных систем.

3-net.ru

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ НАСОСОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВПромышленные вертикальные, боковые миксеры и мешалки, емкости и аппараты с мешалкой, смесители ленточные, аналоги импортного смесительного оборудования.

По значению возможной производительности насосы располагаются в следующем порядке (рис.1): объемные, центробежные и осевые. Если же в качестве определяющего параметра рассматривать максимально возможное значение напора, порядок будет обратным. Специальные типы насосов (включая струйные), как следует из рис.1, по значениям Q и Н занимают области, прилегающие к осям координат, и характеризуются либо малыми Q, либо малыми Н. Таким образом, практически весь диапазон напоров от 1 до 104 м и производительности от нескольких дм3/ч до 1,5 o I05 м3/ч перекрывается большим числом насосов различных типов.

Проанализируем достоинства и недостатки рассмотренных насосов, определяющие области их возможного применения.

Объемные насосы. Основными достоинствами поршневых и плунжерных насосов являются высокий к. п. д. и возможность подачи незначительных объемов жидкостей, в том числе высоковязких, под любым заданным давлением. Однако неравномерность подачи, наличие легко изнашиваемых клапанов, сложность соединений с двигателем, тихоходность, а следовательно, большие размеры и масса существенно ограничивают области применения поршневых и плунжерных насосов в химической промышленности. Следует отметить, что эксплуатация плунжерных насосов проще,в следствии того,что 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 её 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 Н.

Эти недостатки отсутствуют у вихревых насосов. Однако вследствие невысоких к. п. д. они находят ограниченное применение.

Струйные насосы. Достоинствами этих насосов являются прос-тота 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 не-обходимость 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 каж-дом конкретном случае производится с учетом его эксплуатацион-ных и конструктивных характеристик, наиболее полно удовлетво-ряющих требованиям данного технологического процесса.

smp-t.ru

Сравнительная оценка центробежных и поршневых насосов

Несмотря на то, что центробежные насосы обладают несколько меньшим (на 10 - 15%) к.п.д., чем поршневые, они имеют перед последними ряд неоспоримых преимуществ.

1. Центробежные насосы компактны и имеют непосредственный привод от двигателя. Стоимость их изготовления и установки, а также эксплуатационные расходы значительно ниже, чем поршневых.

2. Центробежные насосы наиболее пригодны во всех случаях, когда требуется большая производительность при относительно небольшом напоре, т. е. для большинства химических производств.

3. Центробежные насосы лучше приспособлены для перекачки жидкостей, содержащих твердые взвешенные вещества, так как в этих насосах отсутствуют легко засоряющиеся клапаны.

Вследствие больших зазоров, допускаемых в конструкциях центробежных насосов по сравнению с поршневыми, они подвержены меньшему износу от абразивных взвесей, находящихся в перекачиваемых жидкостях. Специальные конструкции центробежных насосов допускают проход через насос крупных твердых частиц, что исключается у поршневых насосов.

4. Центробежные насосы особенно эффективны для проведения некоторых операций в химических производствах, например для подачи жидкости на фильтрпрессы. С ростом толщины осадка на фильтрпрессе центробежные насосы автоматически уменьшают подачу и одновременно повышают напор. В то же время вследствие ограниченности максимального напора уменьшается опасность прорыва ткани и поломки центробежного насоса во время фильтрации.

5. Простота конструкции центробежных насосов позволяет более легко изготавливать их из химически стойких, но плохо отливающихся и трудно обрабатываемых материалов, например ферросилида и др.

Вследствие этих особенностей центробежные насосы получили широкое распространение в химической промышленности.

Вместе с этим в ряде случаев поршневые насосы обладают преимуществами перед центробежными. В тех случаях, когда, прежде всего, требуется экономия энергии, а стоимость установки и удобства эксплуатации имеют второстепенное значение, отдают предпочтение поршневым насосам, как обладающим более высоким к. п. д.

Наконец, поршневые насосы применяют во многих случаях, когда требуются: небольшие подачи жидкости при высоких давлениях, например в гидравлических прессах, или небольшие подачи сильно колеблющихся количеств жидкости, или для перекачивания пожароопасных и взрывоопасных жидкостей.

Насосы других типов

Вихревые насосы

Вихревые насосы по своему устройству весьма мало отличаются от центробежных, однако резко отличаются от них по принципу действия. Вихревой насос (рис. 66) состоит из корпуса 1, в котором на горизонтальном валу вращается рабочее колесо 2.

1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – крышка; 4 – стойка; 5 – подшипники; 6 – вал; 7 – боковой канал

Рисунок 66 – Вихревой насос

В отличие от центробежных насосов перекачиваемая жидкость подводится и отводится по боковым каналам. Рабочее колесо имеет на наружной поверхности ячейки, заполненные во время работы насоса жидкостью. При вращении рабочего колеса с большой скоростью жидкость, находящаяся в ячейках, вследствие трения увлекает перекачиваемую жидкость, поступающую через боковой канал, и перемещает ее по кольцевому пространству между рабочим колесом и корпусом насоса в нагнетательный канал.

Вихревые насосы находят применение в установках небольшой мощности, порядка нескольких десятков кВт, для перекачки маловязких жидкостей, не содержащих абразивных примесей. Эти насосы создают напор, в 2-10 раз превышающий напор центробежного насоса при одних и тех же окружных скоростях рабочего колеса, что соответствует коэффициентам быстроходности nб порядка 10-40, т.e. области значений nб, где применение центробежных насосов затруднено.

Достоинствами вихревых насосов являются: простота конструкции, малые габариты и небольшой вес; недостаток - сравнительно низкий к.п.д. (порядка 25-50%).

Характерной особенностью вихревых насосов является резкое возрастание высоты напора и потребляемой мощности с уменьшением производительности. Максимального значения Не и Ne достигают при Qe = 0. Во избежание чрезмерного повышения давления и мощности при Qe = 0 на насосе или трубопроводе ставят предохранительный клапан и пуск насоса производят при открытой задвижке на нагнетательном трубопроводе.

Монтежю

Подъем химически агрессивных жидкостей на сравнительно небольшую высоту часто производят сжатым воздухом (или инертным газом) при помощи так называемых монтежю.

В качестве монтежю применяют горизонтальные или вертикальные (рис. 67) резервуары (рассчитанные на давление 3-4 ата), к которым подведен сжатый воздух или инертный газ.

Жидкость поступает по трубе наполнения 1 через кран 2. При этом, если она поступает самотеком, должен быть открыт кран 3, соединяющий аппарат с атмосферой, если же заполнение производят под действием вакуума, то, кроме крана 2, должен быть открыт кран 4, соединяющий монтежю с вакуум-насосом, а все остальные краны закрыты. Передавливание жидкости из монтежю производят сжатым воздухом, который впускают, открывая кран 5, предварительно закрыв краны 2, 3 и 4. Поступление воздуха регулируют вручную краном 5 по показаниям манометра 6. Под действием давления воздуха жидкость поднимается по трубе 7 и через открытый кран 8 нагнетается в трубопровод. После полного или частичного опорожнения монтежю кран 5 закрывают и «спускают давление», сообщая монтежю с атмосферой при помощи крана 3. Если из монтежю была передавлена только часть жидкости, то предварительно закрывают кран 8 на нагнетательном трубопроводе.

1 – труба наполнения; 2, 3, 4, 5, 8 – краны; 6 – манометр; 7 – труба для передавливания

Рисунок 67 – Монтежю

Для подъема жидкостей, пары которых в смеси с воздухом образуют взрывчатые и легко воспламеняющиеся смеси, необходимо вместо сжатого воздуха применять инертные газы, например углекислоту или азот.

Монтежю работают обычно периодически. Однако имеются конструкции непрерывно действующих автоматических, называемых пульсометрами.

Давление, необходимое для поднятия жидкости, будет равно

(1.88)

а скорость протекания жидкости при заданном давлении:

(1.89)

Преимуществом монтежю является отсутствие в них движущихся частей, которые наиболее быстро разрушаются от истирания и коррозии. Поэтому их применяют для перекачивания загрязненных, содержащих взвеси жидкостей, а также наиболее агрессивных кислот и щелочей; гуммированные монтежю, например, применяют для перекачки соляной кислоты. Однако монтежю громоздки, требуют постоянного наблюдения и работают с низким к.п.д. - не выше 15—20%. Производительность периодически работающих монтежю низка (до 45 м3/час), а подача жидкости при непрерывной работе (автоматические монтежю) происходит неравномерно.

Струйные насосы

Для подъема жидкостей, допускающих смешение их с конденсатом водяного пара, широко применяют пароструйные насосы, в которых всасывание и подъем жидкости осуществляются путем преобразования кинетической энергии быстро вытекающей струи пара в потенциальную энергию давления. Пароструйные насосы разделяются на инжекторы (нагнетательные) и эжекторы (всасывающие). В паровом инжекторе (рис. 68) пар поступает через штуцер 1 и, проходя через паровое сопло 2, приобретает большую скорость, с которой и поступает в смешивающее сопло 3. Благодаря этому во всасывающей камере 4 создается разрежение и в эту камеру через штуцер 5 всасывается жидкость. При входе в сопло 3 пар встречается со всасываемой жидкостью и с большой скоростью увлекает ее в расширяющееся сопло (диффузор) 6. В диффузоре скорость жидкости преобразуется в давление, под которым она вместе с конденсатом подается через штуцер 7 в нагнетательный трубопровод. В период пуска инжектора излишки пара и конденсата отводят через зазор между соплами 3, 6 и штуцер 5 в линию конденсата. Диффузор 6 и отводная линия для конденсата снабжены обратными клапанами 9, 10.

1 - паровой штуцер; 2 – паровое сопло; 3 – смешивающее сопло; 4 – всасывающая камера; 5 – всасывающий штуцер; 6 – диффузор; 7 – нагнетательный штуцер; 8 – штуцер конденсата; 9, 10 – обратные клапаны

Рисунок 68 – Паровой инжектор

Ввиду большого расхода энергии и сравнительно низкого к. п. д. инжекторы применяют только там, где возможно использование теплоты подаваемой жидкости, нагревающейся вследствие конденсации пара в инжекторе, например при питании водой паровых котлов.

1 – сопло; 2 – отверстия; 3 – всасывающий трубопровод; 4 – штуцер

Рисунок 69 – Водоструйный насос

По устройству и принципу действия, пароструйным насосам аналогичны водоструйные насосы, в которых всасывание и нагнетание жидкости осуществляется за счет живой силы струи воды, вытекающей с большой скоростью из конической насадки. В водоструйном насосе (рис. 69) нагнетаемая из сети водопровода вода, проходя непрерывно через суживающееся сопло 1, приобретает большую скорость, через отверстия 2 засасывает жидкость из всасывающего трубопровода 3 и нагнетает ее в присоединенный к штуцеру 4 напорный трубопровод.

Отличаясь простотой устройства, эти насосы имеют весьма низкий к.п.д. -от 0,1 до 0,25.

Такой низкий к.п.д. объясняется тем, что перемещаемой жидкости сообщается только живая сила струи рабочего тела (воды), в то время как в пароструйных насосах ей, кроме того, сообщается живая сила внешнего давления вследствие изменения физического состояния рабочего тела (конденсации пара в смешивающем сопле).

Водоструйные насосы применяют в промышленности главным образом для откачки воды из котлованов, погребов и т. п.

Для работы водоструйных насосов необходима подача воды под давлением 3 - 4 ат. Высота всасывания насосов достигает 2 м, высота напора 10 м.

Достоинства н недостатки поршневых насосов

из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1"

В процессе эксплуатации поршневого насоса иногда требуется изменить его производительность. Увеличение или уменьшение последней чаще всего достигается путем соответствующего повышения (до допустимого предела) или понижения числа оборотов насосного вала. В приводных насосах это осуществляется регулированием числа оборотов двигателя, изменением передаточного числа приводного механизма, установкой вариаторов и т. п. В насосах специальных конструкций предусматривается регулирование производительности путем изменения длины хода поршня перестановкой пальца кривошипа (увеличивая или уменьшая радиус кривошипа). Наименее экономичным является регулирование подачи насоса путем перепуска части жидкости из нагнетательной линии обратно во всасывающую к этому приему прибегают весьма редко. Заметим, что регулирование производительности поршневого насоса не связано с изменением развиваемого напора. Для ограничения последнего во избежание поломки насосы снабжаются предохранительными клапанами. [c.115] Ценным достоинством поршневых насосов является независимость их производительности от развиваемого напора, т. е. возможность подачи небольших количеств жидкости под высоким давлением. Некоторым преимуществом этих насосов является также осуществление их пуска в ход без предварительной заливки всасывающего трубопровода и рабочего цилиндра перекачиваемой жидкостью. [c.115] Поршневые насосы обладают, одновременно, рядом существенных недостатков, сильно ограничивающих область их выгодного применения. К числу основных недостатков относятся а) громоздкость, большая металлоемкость и высокая стоимгсть, обусловленные принципом действия (периодичностью всасывания и подачи жидкости) и тихоходностью б) возвратно-поступательное движение поршня, вызывающее необходимость в тяжелых фундаментах в) большая занимаемая площадь (самим насссом и его приводом) г) наличие клапанов, требующих постоянного ухода и ремонта, а также исключающих возможность перекачки жидкостей, содержащих взвешенные твердые частицы (суспензии) д) потребность в промежуточной передаче между насосом и двигателем е) неравномерность всасывания и нагнетания жидкости. [c.115] Заметим, что производительность поршневых насосов по причинам конструктивного характера обычно ограничена / 150 м /ч. [c.115]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Сравнительная оценка центробежных и поршневых насосов. Поршневые насосы обладают следующими достоинствами

Преимущества и недостатки поршневого насоса по сравнению с центробежным.

Насосы сравнение поршневых и центробежных

Поршневые насосы | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

Поршневые насосы

Сравнительная оценка центробежных и поршневых насосов

Похожие статьи:

Достоинства н недостатки поршневых насосов

из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1"