11 Поршневые насосы

Достоинства поршневых насосов

- широкое применение для перекачки различных жидкостей (различной температуры, вязкости, агрессивности)

- достижение высоких напоров при любых, даже незначительных подачах

• высокий КПД

• стабильная подача

Недостатки поршневых насосов

- тихоходность, и, следовательно, большие габариты, большая масса, высокая стоимость

- неравномерность подачи и пульсация давлений во всасывающей и нагнетательной линиях.

12 Гидравлическая часть поршневого насоса

Корпус гидравлической части насоса может быть литой или сварной. В зависимости от конструкции насоса корпус может быть выполнен как одно целое с клапанной коробкой, всасывающими и нагнетательными патрубками.

Поршни изготавливают цельными или составными в зависимости от условий работы насоса и частоты смены быстроизнашивающихся деталей.

Плунжеры применяют монолитной и пустотелой конструкции.

13 Клапан поршневого насоса

Клапаны:

принудительного действия и самодействующими.

По кинематике клапаны подразделяются на

- откидные,

- вращающиеся вокруг оси,

- подъемные, перемещающиеся вдоль своей оси,

- шаровые, перемещающиеся в пространстве клапанной коробки и при этом свободно вращающиеся.

Подъемные клапаны бывают тарельчатыми и кольцевыми.

14 Теоретическая (идеальная) и Действительная подача подача поршневых насосов

определяется рабочим объемом Vо и частотой вращения вала n.

Рабочим объемом насоса Vо называется объем, вытесняемый поршнем в процессе нагнетания за один период его движения, т.е. за один двойной ход или за один оборот вала.

Vо=Vk=hSп=2rSп

где Sп – площадь поршня

h – полный ход поршня (h=2r, r – радиус кривошипа).

Qи= Vоn=hSпn

Идеальная подача для насоса двойного действия. Такой насос за полный оборот кривошипа подает дважды

Vo=V1+V2

V1=Sпh

V2=(Sп-Sш)h

где Sш – площадь поперечного сечения штока

Qи=(2Sп-Sш)hn

Действительная подача

Возможна утечка из-за неплотности прикрытия клапанов и негерметичности уплотнений.

Эти факторы учитываются коэффициентом подачи hоб

Q=hобQи

hоб=Q/(Q+q)

где q – утечки жидкости в единицу времени

Закон движения поршня х, его скорость vп и ускорение jп зависит от угла поворота кривошипа a.

х=(h/2)(1-cosa)

vп=(h/2)wsina

jп=(hw2/2)cosa

Текущее значение идеальной подачи

Qи.т=vпSп=(h/2)Sпwsina

15 Неравномерность подачи

Неравномерность подачи характеризуется коэффициентом

s=(Qmax-Qmin)/Qи

для нечетного числа поршней

• = 1,25/z2;

для четного числа поршней

s = 5/z2

16 Компенсаторы

фаза 1 - Qср=Qн + Qк

фаза 2 - Qср=Qн - Qк

фаза 3 - Qср=Qн + Qк

а – диафрагменный тупиковый с перфорированной трубкой;

б – диафрагменный шаровой;

в – диафрагменный проточный;

г – тупиковый клапанный

17. Индикаторная диаграмма

Площадь диаграммы пропорциональна работе поршня, совершенной за один двойной ход.

Разность средних давлений – среднее индикаторное давление

ринд=fинд/(хинд*аинд)

где fинд, хинд – площадь и длина индикаторной диаграммы, аинд – вертикальный масштаб. Горизонтальный масштаб не требуется

*Индикаторная мощность, затрачиваемая в рабочей камере

Nинд= риндSпhn

*Индикаторная работа

Аинд=(р2ср-р1ср)Sпh

Общая индикаторная мощность многокамерного насоса

где lинд - удельная индикаторная работа;

rQиaн - массовый расход жидкости (вместе с утечками);

aн - коэффициент наполнения насоса.

*Индикаторный к. п. д.

где Nп, р, Q - полезная мощность, давление и подача насоса;

- гидравлический к. п. д.

Мощность насоса

(N = Nинд + Nм).

Механический к. п. д.

hм = Nинд/N

К. п. д. насоса