3.4. Ротационные насосы

Ротационные насосы подразделяют на два вида:

1. зубчатые (шестеренные);

2. винтовые.

Эти насосы применяют служат для перекачивания вязких жидкостей - топлива, смазочных масел и др.

Устройство и принцип действия зубчатого насоса

Зубчатый насос показан на рис. 11.13.

Рис. 11.13. Зубчатый насос: 1 – корпус; 2 – ведомое зубчатое колесо; 3 – камера нагнетания; 4 - ведущее зубчатое колесо; 5 – камера всасывания

Насос состоит из ведущего 4 и ведомого 2 зубчатых колес, заключенных в общий корпус 1. При вращении колес жидкость, заполняющая впадины, переносится вдоль сте­нок корпуса из камеры всасывания 5 в камеру нагнетания 3, где выдавливается зубцами соседнего колеса, создавая напор.

Обратное движение жидкости предотвращается малыми зазорами между внутрен-

ней поверхностью корпуса и зубьями вращающихся колес.

Особенности пуска зубчатых насосов

Пуск шестеренных и винтовых насосов производится при открытых приемных на-

порных клапанах. Если насос был осушен или готовится к работе впервые, его необходи-

мо залить рабочей жидкостью.

Работа насоса «всухую» запрещается.

При пуске насоса из холодного состояния для перекачки высоковязкой жидкости необходимо следить за показаниями мано­метра и при чрезмерном повышении давления ослабить затяжку пружины перепускного клапана. Регулировку перепускного клапа­на восстановить после прогрева системы.

Не допускается длительная работа насоса при закрытом напор­ном трубопроводе, когда перекачиваемая жидкость полностью цир­кулирует через перепускной ( байпасный ) клапан.

Способы регулирования подачи

Подачу зубчатых насосов регулируют двумя способами:

1. изменением частоты вращения приводного двигателя;

2. затягом пружины перепускного клапана.

При параллельной работе насосов необходимо следить, чтобы перепускные клапа

ны всех насосов бы­ли отрегулированы на одинаковое давление.

Эксплуатационные свойства зубчатых насосов

К достоинствам зубчатых насосов относятся:

1. малые габариты и масса;

2. равномерность и непрерывность подачи рабочей жидкости;

3. способность создавать высокие напоры ( до 10 Па );

4. возмож­ность непосредственного сочленения насоса с электродвигателем;

К недостаткам осевых насосов относятся:

1. невозможность «сухого» пуска, то вызывает необходимость заливания жидкости во всасывающий трубопровод перед началом работы;

2. малая высота всасывания, поэтому их располагают ниже свободного уровня заса-

сываемой жидкости.

Область применения

На судах зубчатые насосы применяются в топливных и масляных системах, т.е. там, где рабочая жидкость имеет большую вязкость.

3.5. Выбор электродвигателей для насосов

В качестве приводных двигателей насосов применяют:

1. на постоянном токе - электродвигатели смешанного возбуж­дения с легкой после-

довательной обмоткой, которая служит для поддержания требуемой скорости при колеба-

ниях напряжения

2. на переменном токе - короткозамкнутые асинхронные двигатели.

Центробежные насосы имеют квадратичную зависимость мо­мента сопротивления от скорости: М ≡ ω .

При этом потребляе­мая мощность пропорциональна кубу скорости: Р = Мω ≡ ω . Отсюда следует, что центробежные насосы характеризуются легкими условиями пуска.

Поэтому асинхронные двигатели, имеющие небольшой пусковой момент и жест-

кую ме­ханическую характеристику, вполне удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электроприводам центробежных насосов.

Более тяжелыми условиями пуска отличаются поршневые насосы. Их пусковой момент может достигать 2М . Это объяс­няется тремя причинами:

1. необходимостью вытеснять жидкость из тру­бопровода;

2. повышенным трением в поршнях и уплот­няющих сальниках при трогании с места;

3. наличием большого динамического момента, вызываемого маховиком.

По­этому для поршневых насосов целесообразно использовать асин­хронные двига

тели с повышенным пусковым моментом, К таким двигателям относятся двигатели с глу

боким пазом или двойной обмоткой на роторе.

В зависимости от условий работы насоса конструктивное исполнение его двигателя может быть брызгонепроницаемым, во­дозащищенным или герметическим.

Двигатели насосов обычно работают в длительном режиме с постоянной нагрузкой на валу.

Мощность электродвигателей ( кВт )

Р = , ( 11.18 )

где Q – подача насоса, м / с;

γ – удельный вес перекачиваемой жидкости, Н / м ;

Н - статический напор, м;

ΔН – потери напора в трубопроводе и местных сопротивлениях, м;

η - КПД насоса ( у поршневых насосов η = 0,5…0,8, у центробежных η = 0,4…0,75 ).

Определив по этой формуле мощность, выбирают двигатель для насоса, имея в ви-

ду, что скорость двигателя в каталогах указывается с точностью ±5 %.

Если действительная скорость выбранного двигателя окажется на 5 % больше ука-

занной в ка­талоге, то мощность на валу двигателя, пропорциональная кубу скорости ( Р = ≡ ω ), увеличится до значения Р' = ( 1,05 ) *Р = 1,1576 Р ≈ 1,16 Р , т.е. на 16% превы-

сит номинальное значе­ние.

Поэтому при выборе двигателя по каталогу его расчетную мощность следует увеличить для поршневых насосов на 10 %, а для центробежных — на 16 %.

В случае применения насосов с большими инерционными массами ( при относи-

тельно частых пусках) следует после выбора двигателя по мощности, произвести проверку его на нагрев пусковыми токами ( по методу эквивалентного тока ).