книги из ГПНТБ / Николич А.С. Поршневые буровые насосы
.pdfот общего количества, изготовленных в СССР в 1965—1967 гг., изображена на диаграмме (рис. 75,6). Втулки диаметром ПО и 210 мм не применялись, так как еще не существует насосов, рас считанных на их использование.
Ао.% |
|
30 |
|
Z5 |
|
Z0 |
V |
15 |
|
10 |
|
HS |
0,7 0$ |
0,9Я/!>Ш |
о,о о,7 |
0,8 |
o,avpmx |
5110 |
130 |
150 |
170 |
дгмм |
|
|
а |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
75. |
График |
частоты |
применения |
Рис. |
76. |
График |
зависимости |
|||
цилиндровых втулок разных |
диаметров. |
изменения |
величины подачи от |
||||||||
а —в 1956—58 гг.; б —в 1965—67 гг.; ; — стати |
частоты |
ряда диаметров смен |
|||||||||
стические |
данные; 2 — вероятностная |
кривая. |
ных |
цилиндровых втулок. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Диаметры втулок: / — 130, 150, 170, v |
|||||
|
|
|
|
|
|
185 |
и 200 мм: 2 — через |
10 мм в" |
|||
|
|
|
|
|
|
интервале |
ПО—210 |
мм; |
3— через |
||
|
|
|
|
|
|
6,35 мм в интервале |
120,65—215,9 мм. |
||||
|
На |
графике |
(рис. 76) показаны |
изменения |
величины |
подачи |
|||||
для ряда цилиндровых втулок в интервалах диаметров, ранее при
менявшихся на насосе У8-3 |
(кривая 1), для ряда диаметров |
по ГОСТ 11267—65 (кривая 2) |
и ряда AP I (Американского нефтя |
ного института), с разностью 1/4" (кривая 3). Видно, что возмож ности регулирования были (кривая )) несколько грубыми, когда,
например, |
переход от диаметра 130 к 150 мм вызывал изменение |
|||
величины |
подачи |
на 33% (точка А). При разности ряда, |
равной |
|
10 |
мм по ГОСТ |
11267—65, подача изменяется в пределах |
от 11 |
|
до |
17%, а при разности 6,35 мм, или 1/4" (API), — от 7 до 12%. |
|||
|
В уменьшении разности ряда диаметров и увеличении номен |
|||
клатуры применяемых цилиндровых втулок и поршней в |
милли- |
|||
203
метровой системе до величин, принятых в дюймовой системе, до
настоящего времени не было необходимости. |
Достаточно примять |
во внимание, что при разности ряда диаметров |
10 мм размеры 140 |
и 160 мм все еще применяются относительно |
редко. |
Вопрос об уменьшении разности диаметров до 5 мм заслужи вает тщательного изучения.
Следует при этом учитывать увеличивающееся применение гидродинамических трансформаторов, позволяющих получить бо лее плавное изменение величины подачи и оказывающих благо приятное влияние иа буровые работы с других точек зрения.
Применение цилиндровых втулок разных диаметров иа правой и левой линиях двухцилиндровых насосов следует избегать ввиду недопустимой перегрузки приводного механизма и чрезмерных колебаний давления. При уменьшении диаметра поршня шток при меняется один и тот же. Разница между величиной подачи бесштоковой и штоковой камерой цилиндра относительно возрастает, а гидравлическая мощность насоса, работающего на цилиндровой втулке минимального диаметра, несколько ниже, чем насоса, рабо тающего на максимальной втулке.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОРШНЕВОГО БУРОВОГО НАСОСА ИЗМЕНЕНИЕМ ЧИСЛА ДВОЙНЫХ ХОДОВ ПОРШНЯ В 1 МИН
Применение сменных шкивов
Наиболее прост по своему принципу |
способ |
изменения |
числа |
|
двойных ходов поршня насоса в 1 мни |
заменой |
шкива |
на |
валу |
двигателя. При этом изменяется передаточное отношение |
и |
число |
||
оборотов в 1 мин трансмиссионного и коренного валов насоса. Клиноременная передача от двигателя или групповой транс миссии к насосу является наиболее распространенной в эксплуата
ции. |
Це.пная передача рекомендуется для |
насосов |
мощностью |
1000 |
л. с. и выше, которых в эксплуатации |
немного н |
регулирова |
ние которых осуществляется другими методами. |
|
||
С |
завода-изготовителя буровая установка приходит |
со шкивом |
|
на валу двигателя насоса, соответствующим по диаметру номи нальному числу двойных ходов поршня в 1 мин. Предприятие бу рения располагает набором шкивов с конусной разрезной проме жуточной втулкой, облегчающей их замену. Шкив на транс миссионном валу насоса не заменяют из-за его большого веса, раз меров и очень трудоемкой операции замены его.
Недостатки способа регулирования заменой шкивов на валу двигателя следующие.
1. Ступенчатое изменение скоростей и невозможность регули рования на ходу.
204
2. Трудоемкость работ по замене шкивов и последующей регу лировке передачи, требующих длительной остановки насоса.
3. Снижение долговечности ремней в результате уменьшения диаметра шкива на быстроходном валу.
Регулирование насоса изменением скорости вращения вала электродвигателя
В силовом приводе буровых насосов широко применяются асинхронные электродвигатели с числом оборотов, на величину скольжения меньшим кратного частоте тока в линии электропере
дачи, питающей все |
двигатели |
буровой установки. |
При |
этом |
|||
нельзя |
регулировать |
величину |
подачи |
промывочного |
раствора |
||
изменением скорости |
вращения |
вала двигателя, так |
как частота |
||||
тока остается постоянной. |
|
|
|
|
|
||
Для |
регулирования подачи |
насоса |
изменением |
числа |
оборо |
||
тов вала электродвигателя могут применяться: система генератор-
двигатель, каскад Кремера и вентильный |
каскад (рис. 77, а, |
б, в)1. |
В системе генератор—двигатель на |
постоянном токе |
генера |
тор 2 постоянного тока приводится во вращение асинхронным или
синхронным двигателем /, |
получающим |
электроэнергию от |
сети, |
||
и |
питает постоянным |
током |
приводной |
двигатель 3, соединенный |
|
со |
шкивом 4 передачи |
к насосу. Первичным источником механи |
|||
ческой энергии может |
быть |
также двигатель внутреннего |
сгора |
||
ния, работающий при постоянном числе оборотов, или газовая турбина.
Последовательное соединение асинхронного двигателя 6 с до полнительным двигателем 5 постоянного тока через одноякорный преобразователь 7 (так называемый каскад Кремера), обеспечи вает изменение числа оборотов приводного двигателя при постоян ной мощности на валу.
Вентильная система регулирования скорости вращения вклю чает асинхронный двигатель 9, машину постоянного тока 8 и полу проводниковые выпрямители 10.
Все три системы в сопоставимых исполнениях могут быть оха рактеризованы (табл. 27) следующими технико-экономическими показателями.
Система Г—Д используется для самых крупных буровых уста новок, длительно работающих на точке бурения или в комплекте
оборудования, |
монтируемого |
стационарно на |
буровых |
баржах. |
1 И. Н. С у л х а н и ш в и л и, М. |
Н. Ш и б а н о в . |
Электропривод |
буровых |
|
насосов ПРВН-380. Тр. Гипронефтемаша. Вып. II. «Привод буровых установок». |
||||
М., «Недра», 1964, |
с. 27—37. |
|
|
|
205
Характеристика поршневого |
бурового насоса (рис. |
78) |
с дли |
ной хода 457 мм при объемном |
коэффициенте т|о=0,95 |
и |
механи- |
Рис. 77. Схема регулируемого электропривода поршне вого бурового насоса.
а — система генератор—двигатель; б — каскад Кремера; в — вен тильный каскад.
ческом к. п. д. Т1мех = 0,85, приводимого от двигателя постоянного тока мощностью 1000 л. с, показывает, что величина подачи при каждом диаметре цилиндровой втулки с ростом давления нагне-
206
|
|
|
Т а б л и ц а |
27 |
||
Характеристика электрических систем регулирования насоса изменением числа |
||||||
двойных ходов поршня в 1 мин (пределы регулирования |
скорости 1:2) |
|
||||
|
Средпш'1 |
Число |
|
Цена, |
в отно |
|
Сопоставляемые методы регулирования |
вращаю |
Вес, т |
||||
к. п. д. |
щихся ма |
сительной ис |
||||
|
|
шин |
|
числении |
||
|
0,73 |
3 |
5,93 |
1,0 |
||
Каскад с полупроводниковыми выпря- |
0,83 |
3 |
4,33 |
0,75 |
||
0,86 |
• 2 |
3,24 |
0,65 |
|||
|
||||||
тания до некоторого предела не изменяется, а становится величи ной переменной, уменьшающейся о увеличением давления нагне тания. Цилиндровые втулки во избежа ние перегрузки приводного механизма заменяются, когда кривые /—4 пересе каются со следующими, отвечающими цилиндровой втулке меньшего диаметра. 250
Регулирование насоса изменением числа оборотов
в1 мин вала двигателя внутреннего сгорания
При использовании привода от двига |
|
|
|
|
|||||||||
теля |
внутреннего |
сгорания |
(рис. 79) |
|
|
|
|
||||||
характеристика |
насоса |
содержит |
верти |
|
|
|
|
||||||
кальные а и наклонные б участки, |
|
соот |
|
|
|
|
|||||||
ветствующие |
определенным |
диаметрам |
|
|
|
|
|||||||
сменных |
цилиндровых |
втулок. На |
каж |
|
|
|
|
||||||
дом вертикальном |
участке |
кривых |
|
/—5, |
|
|
|
|
|||||
т. е. при постоянном числе оборотов |
вала |
|
|
|
|
||||||||
двигателя |
в 1 мин, увеличивается крутя |
|
|
Q,dMJ/c |
|||||||||
щий момент до максимального значения, |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
соответствующего |
точке внешней |
харак |
Рис. 78. |
Характеристика |
порш |
||||||||
теристики |
двигателя |
при |
данной |
|
ско |
невого бурового насоса, |
при |
||||||
рости |
вращения. Увеличение |
крутящего |
водимого |
в |
работу электро |
||||||||
момента |
на |
валу достигается |
|
боль |
двигателем |
постоянного |
тока. |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
шей |
подачей |
топлива |
в |
цилиндры |
|
|
|
|
|||||
двигателя. Возможное давление нагнетания бурового насоса воз растает пропорционально увеличению крутящего момента на валу двигателя.
Дальнейшее регулирование осуществляется с уменьшением скорости вращения вала двигателя и поддержанием максимальной величины крутящего момента, допустимого при соответствующей скорости вращения вала. Пропорционально величине крутящего момента изменяется наибольшее давление нагнетания. Подача бурового насоса уменьшается пропорционально числу оборотов
207
вала |
двигателя |
в |
1 мин. Мощность |
двигателя |
существенно |
сни |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
жается |
с |
уменьшением |
числа |
оборотов |
|||||||
|
• 1 |
|
|
|
|
вала в 1 мин. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
Устойчивая работа |
двигателя |
возмож |
|||||||||
80 |
N1 . |
1 |
|
|
|
на при снижении |
скорости |
вращения его |
|||||||||
|
|
|
|
вала |
до |
половины |
номинальной |
вели |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
чины. |
Дальнейшее |
снижение |
скорости |
||||||||
60 |
и |
|
1 |
|
|
вращения вала двигателя приводит к его |
|||||||||||
|
|
— . s |
остановке. Кривая 6 представляет собой |
||||||||||||||
ио- |
|
|
1 |
предел |
возможного |
|
снижения |
подачи |
|||||||||
|
11 |
I |
|
T1 |
поршневого |
бурового |
насоса |
при данном |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
и |
1 |
виде привода. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
го |
и, 1 |
к |
Рассмотренные |
|
способы |
регулирова |
|||||||||||
|
|
11 |
(1-J 1к \ |
ния |
подачи |
изменением угловой |
скорости |
||||||||||
|
|
!! |
1 |
1 |
1 |
вала |
приводного |
двигателя |
характерны |
||||||||
|
|
|
1 |
1 |
|||||||||||||
о |
ю |
1 1zo |
огёф' |
тем, что по одному общему закону за |
|||||||||||||
Рис. |
79. |
Характеристика |
медляется |
или ускоряется |
одновременно |
||||||||||||
вся |
система |
вращающихся |
масс |
насоса, |
|||||||||||||
поршневого |
бурового |
насо |
трансмиссии |
и |
двигателя, |
связанных |
|||||||||||
са, приводимого |
двигателем |
||||||||||||||||
внутреннего сгорания. |
между собой. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Регулирование насоса при помощи гидродинамической передачи
При использовании гидродинамической муфты или гидродина мического трансформатора скорость вращения первичного вала гидропередачи или вала двигателя, на котором установлено на сосное колесо муфты или трансформатора, сохраняется почти постоянной или изменяется по закону, не совпадающему с зако ном изменения скорости вращения турбинного колеса, валов транс миссии и насоса.
Полная остановка вторичного вала не вызывает одновремен ной остановки насосного колеса и двигателя.
Гидродинамическая муфта передает от ведущего вала к ведо мому без изменения и независимо от числа оборотов крутящий момент а, развиваемый двигателем (рис. 80). Крутящие моменты на ведущем и ведомом валах гидродинамической муфты остаются равными между собой, что не позволяет повысить давление нагне тания насоса при данном диаметре цилиндровых втулок без уве личения крутящего момента на валу двигателя и, следовательно, без перегрузки двигателя. При постоянном крутящем моменте на валу двигателя мощность (кривая т)м ), передаваемая трансмиссии, возрастает пропорционально числу оборотов ведомого вала.
Гидродинамическая муфта, разобщая ведущий и ведомый валы, позволяет осуществить любые скольжения (обычно в пределах 0,9<9<0,95):
208
6 = |
Wo |
|
|
COl |
|
где 8 — скольжение, %; Ш2— угловая скорость |
ведомого вала |
|
в рад/с; к>1 — угловая скорость |
ведущего вала в |
рад/с. Величина |
скольжения равна к. п. д. муфты. |
|
|
Рис. 80. Характеристики гидроди намического трансформатора (сплошные линии) и гидродина мической муфты (пунктирные ли
|
нии ). |
|
•пт , т| |
— к.п.д. |
гидродинамического |
трансформатора и |
гидродинамической |
|
муфты; |
(М*/М|). |
- отношение крутя |
щего момента на ведомом валу к кру тящему моменту на ведущем валу; а — величина крутящего момента па ведущем валу гидродинамического трансформатора и па ведомом и веду
щем валах |
гидродинамической муфты; |
|||
б— допустимое повышение |
крутящего |
|||
момента на |
валу |
бурового |
насоса и |
|
его давления |
нагнетания без |
снижения |
||
срока |
службы |
подшипников. |
||
|
|
А |
|
|
|
|
90 |
|
/i |
11 |
80 |
|
70 |
||
|
/ |
1 |
60 |
/ |
/ |
1 |
|
|
1 |
|
|
/ |
|
|
50 |
А ; |
|
|
40 |
с . / / 1м |
|
|
Длительная |
работа |
допускает |
|
|
|
|
|
|
30 |
||||||
|
|
|
|
|
|
20 |
|||||||||
ся при скольжении |
обычно |
не бо- |
/ |
/ / |
а |
|
|
|
|||||||
лее |
10% во |
избежание |
нагрева |
|
|
|
|
/0 |
|||||||
масла. |
Величина |
скольжения |
|
// |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
характеризует |
потери |
передавае |
о //0,2 |
|
|
|
|
|
|||||||
мой |
мощности, |
превращающиеся |
|
0,f |
.0,6 0,8 |
и)г1и), |
|||||||||
в тепло. Для отвода выделяюще |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
гося |
|
тепла |
|
служит |
|
система |
|
|
|
|
|
|
|
||
охлаждения, в которой циркулирует масло. При большой |
мощ |
||||||||||||||
ности |
насоса |
система |
охлаждения |
масла, |
допускающая |
большие |
|||||||||
скольжения, была бы очень громоздкой. |
|
|
|
|
|
||||||||||
Отношение |
крутящих |
моментов |
на ведомом |
и ведущем |
валах |
||||||||||
гидродинамического |
трансформатора |
изменяется |
в зависимости от |
||||||||||||
отношения угловых скоростей со2 /(Оь |
|
|
|
|
трансформатора |
||||||||||
Передаточным |
числом |
гидродинамического |
|||||||||||||
называется отношение |
крутящего |
момента на ведомом валу при |
|||||||||||||
его |
полной |
остановке |
к |
|
крутящему |
моменту |
на ведущем |
валу: |
|||||||
Э0 = (М2 /Л11 )о = 2-7-5, т. е. крутящий |
момент на ведомом валу может |
||||||||||||||
значительно |
возрастать. |
При минимальном |
передаточном |
числе |
|||||||||||
к. п. д. трансформатора |
увеличивается. |
|
|
|
|
|
|||||||||
Крутящий момент на ведомом валу ограничивают различными методами в зависимости от условий возникновения возможной перегрузки. Перегрузки являются нежелательными, так как могут вызвать снижение срока службы структурных элементов насоса, работающих в среде промывочной жидкости, и механические поломки.
Рассмотрим три случая.
1. И н д и в и д у а л ь н ы й п р и в о д б е з г и д р о д и и а м и-
209
ч е с к о г о |
т р а н с ф о р м а т о р а . |
Проблемы |
перегрузки |
не су- |
|||||||||||||||||||||
шествует, |
если |
двигатель |
отрегулирован |
на |
мощность, |
соответст- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ствующую |
насосу. |
Крутящий |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
момент |
практически |
постоянен |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
независимо от скорости враще |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния |
вала |
|
двигателя. |
Переда |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f!mx |
|
точное отношение выбрано так, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
чтобы |
при желаемой |
|
скорости |
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
вращения |
вала |
|
двигателя |
по |
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
лучить |
|
номинальное |
|
число |
|||||||||
|
|
// |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
двойных ходов поршня в 1 мин, |
|||||||||||||
1Н. |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
соответствующее |
характери |
|||||||||||||
/ |
" |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
' " " T 1 S |
|
|
|
|
|
|
стике |
иасоса или другое |
число |
|||||||||||||||
/ |
|
и |
|
|
1 |
|
|
|
|
двойных |
|
|
ходов |
поршня |
в |
||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
I мин, при |
котором |
|
потреби |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
телю |
необходимо по тем или |
||||||||||||||
О |
|
|
|
won. |
а |
птд |
1000 |
|
пьо6/'мин |
1иным |
причинам |
|
работать. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Например, если |
желатель |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ZOO |
|
|
|
к |
X |
|
|
|
|
ное число |
оборотов |
вала |
дви |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
гателя |
900 |
в 1 мин, |
|
а число |
||||||||||||||
|
|
|
1!\1 \ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
160 |
|
|
|
|
|
|
|
двойных |
|
ходов |
70 в 1 мин, то |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
трансмиссия |
должна |
|
иметь |
|||||||||||||||
120 |
|
|
|
1 |
|
V |
~ т ч |
|
|
передаточное число, |
соответст |
||||||||||||||
|
|
|
1] ч |
- |
|
|
вующее |
|
выбранным |
|
числам |
||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
-г |
1^ |
|
|
|
||||||||||||||||
80 |
|
|
|
|
оборотов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
. _ L _ J |
|
^ L |
JT: |
|
|
2. |
И н д и в и д у а л ь и ы й |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
I |
1 |
|
1 |
|
|
|
п р и в о д |
|
с |
г и д р о д и н а |
|||||||||||
|
|
|
|
го |
5 |
JO |
|
|
U0 |
в,ём3/с |
м и ч е с к и м |
т р а н с ф о р м а |
|||||||||||||
1,кгс/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
т о р о м . |
|
Мощность |
двигателя, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
которой он может |
|
длитель |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
но |
|
работать |
с |
достаточным |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
нужд |
эксплуатации |
мото |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ресурсом, |
|
выбирают |
|
равной |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120% |
мощности |
насоса. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Передаточное |
число |
транс |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
миссии |
выбирают так, |
чтобы |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(рис. 81,а) при числе |
оборотов |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вторичного |
вала |
гидродинами |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ческого трансформатора л;т.в , |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
О.дмус |
например, равном 900 в 1 мин, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
число |
ходов |
поршня |
|
/гп. в |
в |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
мин соответствовало |
макси |
||||||||||||
|
31. |
Влияние гидродинамического |
|||||||||||||||||||||||
|
мально |
допустимому, |
|
указан |
|||||||||||||||||||||
трансформатора |
на |
|
характеристику |
|
|||||||||||||||||||||
|
поршневого |
бурового |
иасоса. |
|
ному в паспорте насоса, на |
||||||||||||||||||||
а — характеристика |
гидродинамического |
транс |
пример, 85 в 1 мин. Интервал |
||||||||||||||||||||||
форматора; 6 — характеристика |
насоса, рабо |
чисел оборотов |
гидродинамиче |
||||||||||||||||||||||
тающего |
без |
гидродинамического |
трансфор |
||||||||||||||||||||||
втулками; |
s — характеристика |
поршневого бу |
ского |
трансформатора |
в |
пре |
|||||||||||||||||||
матора |
с |
тремя |
сменными |
. цилиндровыми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
рового насоса, работающего с тремя сменными |
делах |
|
/гт, и—пТ. |
|
в = 700—900 |
в |
|||||||||||||||||||
цилиндровыми |
втулками и приводимого в ра |
1 |
мин |
ограничивает |
|
область |
|||||||||||||||||||
боту |
|
гидродинамическим |
трансформатором. |
|
|||||||||||||||||||||
210
максимального к. п. д., при котором подводимая |
к насосу мощность |
||||
равна |
ее номинальному |
паспортному значению |
Nmayi. |
||
При |
числе оборотов |
л т . н вторичного вала гидродинамического |
|||
трансформатора |
наименьшее число двойных ходов поршня в 1 мин |
||||
равно |
л„. и, |
при |
котором мощность еще остается в номинальных |
||
пределах. |
|
|
|
|
|
Наиболее |
важные выводы приведенных положений следующие: |
||||
а) при повышении давления нагнетания в пределах, соответст вующих увеличению крутящего момента на вторичном валу гидро
динамического |
трансформатора, |
от |
величины |
М3. в до величины |
||||
Мв. н число двойных ходов поршня |
насоса в 1 мин без изменения |
|||||||
диаметра |
цилиндровых |
втулок |
уменьшают |
без |
вмешательства |
|||
персонала |
и при полной |
гидравлической мощности |
насоса |
(напри |
||||
мер, от л и . в = 85 |
об/мин |
до / г н . н = 7 0 |
об/мин); б) вместо передаточ |
|||||
ного числа, равного отношению максимального |
стопового |
момента |
||||||
к номинальному, составляющему, |
например, |
5: 1 |
при |
обычном |
||||
использовании гидродинамического трансформатора, с примене нием гидродинамического трансформатора рекомендуемым спосо бом передаточное число
5 ; |
1 = 5 0 — :1 = 4 , 1 , |
л н в |
85 |
что соответственно уменьшает стоповый момент на валу насоса |
|
в том же отношении. Передаточное число рекомендуется прини
мать при проектировании |
существенно меньшим, равным 2—2,5. |
|||
3. Г р у п п о в о й |
п р и в о д |
с |
г и д р о д и н а м и ч е с к и м |
|
т р а н с ф о р м а т о р о м . |
При |
этом |
мощность, необходимая для |
|
привода насоса, значительно меньше суммарной мощности двига телей. Перегрузки могут возникнуть как с увеличением крутящего момента гидродинамическим трансформатором, так и с чрезмер ной суммарной мощностью группового привода, превышающей необходимую для привода насоса.
Чтобы избежать перегрузок, применяют предупредительные меры: а) передаточное отношение трансмиссии выбирают так, что бы при номинальном числе двойных ходов поршня в 1 мин ско
рость вращения вторичного вала трансформатора |
была |
на 60— |
|
100 об/мин меньше лт .в ; б) наблюдают в |
процессе |
эксплуатации |
|
по манометру, чтобы давление нагнетания |
не превышало |
рекомен |
|
дуемого для применяемой цилиндровой втулки; в) не включают большее число двигателей, чем необходимо для привода насоса; г) перед остановкой насосов снижают нагрузку двигателей посте пенно, число оборотов для достижения необходимой скорости уве личивают постепенно.
Сокращение числа сменных втулок применением гидродинамического трансформатора
Часто стремятся ограничить число применяемых цилиндровых втулок тремя диаметрами. Это удобно и выгодно, если не считать,
211
что существенная часть номинальной мощности насоса не исполь зуется. Применение гидродинамического трансформатора позво ляет устранить этот недостаток. Для этого передаточное число трансмиссии выбирают так, чтобы номинальному числу двойных ходов поршня в 1 мин соответствовала на вторичном валу гидро динамического трансформатора максимальная скорость вращения, при которой мощность ие меньше номинальной величины, необхо димой для привода насоса. Кривая / (рис. 81,6) постоянной мощ ности заменяется при использовании трех цилиндровых втулок ступенчатой диаграммой 2.
|
П р и м е р . |
Мощность насоса |
700 |
л. с. |
|
Цилиндровые |
втулки |
диаметром |
||||||||||||||
127,0 мм (5"), 152,4 мм (6"), 184.15 мм (71 //')- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
( . И н д и в и д у а л ь н ы й |
|
п р и в о д |
с |
б е з |
г п д р о д и и а м и ч е с к о г о |
||||||||||||||||
т р а н с ф о р м а т о р а |
(см. рис. 81,6) |
и |
т р а н с м и с с и е й , |
р а с с ч и т а н - |
||||||||||||||||||
н о й и а |
м а к с и м а л ь н о е |
ч и с л о |
70 |
о б/м и и |
к о р е н н о г о |
в а л а н а с о- |
||||||||||||||||
с а. Мощность |
в точках / и // не может |
превышать 470 л. с. при числе |
оборотов |
|||||||||||||||||||
коренного вала |
47 в |
1 мин. Цилиндровая |
втулка |
диаметром 184,15 мм |
только |
|||||||||||||||||
после |
снижения |
числа |
оборотов |
коренного |
вала |
насоса до 47 в 1 мин |
может |
|||||||||||||||
быть |
заменена |
следующей — диаметром |
152,4 мм, причем число оборотов |
корен |
||||||||||||||||||
ного вала увеличивается до 70 об/мни. Цилиндровая |
втулка |
диаметром |
152,4 мм |
|||||||||||||||||||
в свою очередь используется со снижением |
числа |
двойных |
ходов |
поршня до |
||||||||||||||||||
47 в |
1 мин и мощности — до 470 |
л. с, |
после |
чего |
ее |
заменяют |
меньшей — |
|||||||||||||||
127,0 |
мм. Максимальная |
подача |
при цилиндровой |
втулке |
диаметром |
152,4 мм |
||||||||||||||||
равна 21 дм3 /с, а при диаметре |
184.15 мм — 31,5 дм3 /с. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
2. 13 н д и в и д у а л ь н ы й |
|
|
п р и в о д |
|
с |
г и д р о д н и а м и ч е с к и м |
|||||||||||||||
т р а н с ф о р м а т о р о м |
(см. рис. 81, |
в). |
Трансмиссия |
применена |
|
с передаточ |
||||||||||||||||
ным отношением, соответствующим числу оборотов коренного вала |
85 |
в |
1 мин |
|||||||||||||||||||
при скорости вращения вторичного вала трансформатора |
900 в 1 мин. Мощность |
|||||||||||||||||||||
в |
точках |
// / и IV снижается до 580 л. с. при 58 об/мин |
коренного |
|
вала |
насоса, |
||||||||||||||||
а |
подача |
равна 25,5 |
л/с |
при цилиндровой |
|
втулке |
диаметром |
|
152,4 |
мм и |
||||||||||||
38,4 л/с при цилиндровой втулке диаметром |
184,15 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Для |
получения минимальной |
|
мощности |
580 л. с. при передаточном |
отноше |
||||||||||||||||
нии трансмиссии, рассчитанном на 70 об/мпп, |
необходимо установить пасос прн- |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
водной мощностью 580 —=860 л. с. вместо 700 л. с. Применение гидродинамиче ского трансформатора позволяет существенно улучшить использование мощности насоса.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДАЧИ НАСОСА УДАЛЕНИЕМ КЛАПАНОВ
К регулированию удалением клапанов прибегают вынужденно, когда невозможно снизить подачу до необходимой величины умень шением числа двойных ходов поршня в 1 мин или диаметра смен ных цилиндровых втулок.
Например, удалением двух нагнетательных клапанов в штоковых насосных камерах после установки поршней минимального диаметра можно снизить подачу еще почти в два раза, причем сте пень неравномерности подачи может даже уменьшиться. Наиболее равномерная подача достигается, когда площадь поршня вдвое больше площади штока. Кривая подачи приобретает такой же вид, как для насоса с четырьмя цилиндрами одностороннего действия.
212