РАЗДЕЛ № 1. Общие Сведения о машинах для подачи жидкостей и газов.

Тема 1.1 Классификация, область применения насосов и компрессоров

1.1.1 Определения и классификации

Насос – это машина для перемещения жидкости и увеличения её энергии. При работе насоса энергия, получаемая им от двигателя, превращается в потенциальную, кинетическую и в незначительной мере в тепловую энергию потока жидкости.

Машины для подачи газовых сред в зависимости от развиваемого ими давления называют вентиляторами, газодувками, компрессорами.

Вентилятор – машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления до 1,15*.

Газодувка – машина, работающая при >1,15, но искусственно не охлаждаемая.

Компрессор сжимает газ при >1,15 и имеет искусственное (обычно водяное) охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газа.

В современной промышленности распространены гидродвигатели – машины, превращающие энергию потока жидкости в механическую энергию (гидротурбины, гидромоторы).

В последнее время в различных технических устройствах применяются гидропередачи – конструктивные комбинации, служащие для передачи механической энергии с вала двигателя на вал приводимой машины гидравлическим способом. Гидропередача состоит из насоса, гидродвигателя и системы трубопроводов с устройствами для распределения и регулирования потоков рабочей жидкости (энергоносителя). Во многих случаях все указанные элементы гидропередачи совмещают в едином конструкторском блоке. Гидравлические двигатели, насосы и гидропередачи составляют класс гидравлических машин. Классификация гидравлических машин по энергетическому и конструктивным признакам представлена на рис. 1.1.

ГОСТ 17398 – 72 подразделяет насосы на два основных класса: динамические и объёмные.

Рисунок 1.1 Классификация гидравлических машин по энергетическому и конструктивным признакам.

В динамических насосах передача энергии потоку происходит под влиянием сил, действующих на жидкость в рабочих полостях, постоянно соединённых с входом и выходом насоса. Характерным представителем этого насоса является центробежный насос (рис.1.3).

В объёмных насосах энергия передаётся жидкой среде в рабочих камерах, периодически изменяющих свой объём и попеременно сообщающихся с входом и выходом насоса: поршневой насос (рис. 1.6).

Простейшая краткая классификация машин для подачи жидкостей и газов на основе конструктивных признаков и свойств перемещаемой среды представлены на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 Классификация гидравлических машин по конструктивным признакам и свойствам перемещаемой среды.

Среди динамических насосов наиболее распространены лопастные, в которых рабочая среда перемещается под действием движущихся лопастей; и вихревые, в которых жидкость перемещается в тангенциальном направлении благодаря действию плоских радиальных лопастей, расположенных по периферии рабочего колеса.

Среди объёмных насосов наиболее распространены поршневые и роторные .

Машины для подачи газов аналогичны машинам для жидкостей и также подразделяются на динамические и объёмные.

1.1.2 Динамические машины

Эти машины представлены тремя основными группами: центробежными и осевыми насосами, вентиляторами и компрессорами, вихревыми насосами. Машины первых двух групп являются лопастными, третью группу государственный стандарт относит к машинам трения.

Достоинство лопастных машин: удобство комбинирования с электрическим приводом, компактность при больших подачах, высокий КПД, возможность достижения высоких давлений.

Схема центробежного насоса представлена на рис. 1.3. Рабочие лопасти1, жёстко соединён с валом приводного двигателя, вращающегося вокруг оси вала.

Рисунок 1.3 Схема центробежного насоса

Под влиянием центробежных сил, обусловленных массами жидкости, находящимися в межлопастных пространствах жидкость повышает свою энергию, выбрасывается в спиральный канал, образованный корпусом 2, и далее вытесняется в напорный трубопровод 4. Через приемное отверстие 3 происходит непрерывное всасывание жидкости.

На рис. 1.4 представлена схема осевого насоса. Лопасти 1 закреплены на втулке 2 под некоторым углом к плоскости нормальной оси вала насоса, образуя рабочее колесо. При вращении лопасти взаимодействуют с потоком жидкости, сообщая ей энергию и перемещая её вдоль оси насоса.

Рисунок 1.4 Схема осевого насоса

Принцип действия вихревого насоса представлен на рис. 1.5. В корпусе 1 насоса концентрично располагается рабочее колесо 2 с плоскими радиальными лопастями 3. При работе насоса жидкость поступает во всасывающий трубопровод 4, увлекается рабочим колесом, и, совершая сложное вихреобразное движение в кольцевом канале 5, выходит через напорный патрубок 6. В отличие от центробежных и осевых насосов в вихревой машине вход и выход жидкости производятся поп периферии рабочего колеса.

Рисунок 1.5 Схема вихревого насоса