13. Электропривод и принцип работы объемных насосов.

Поршневые насосы работают на принципе изменения объема. Они бывают двух- и трехцилиндровыми. Если насос вытесняет жидкость при ходе поршня только в одном направлении, то он называется насосом прямого действия. Если жидкость вытесняется при каждом ходе поршня в обоих направлениях, то он называется насосом двойного действия. При движении поршня вверх рабочая полость цилиндра увеличивается, что вызывает падение давления, и атмосферное давление снизу соединится с цилиндром. В результате этого жидкость станет подниматься по всасывающей трубе до тех пор, пока давление атмосферного воздуха Р не будет уравновешено весом столба жидкости, поднявшейся во всасывающем трубопроводе. Когда поршень 1 достигнет своего крайнего положения и начнет двигателя вниз, всасывающий клапан закроется под действием давления воды и пружины. При дальнейшем движении поршня жидкость откроет клапан 3, и будет выталкивать воду в приемный трубопровод. Теоретическая производительность насоса: где Vнас – суммарный рабочий объем цилиндров, см3 ; n – скорость вращения, об/мин.

Vнасмакс = zSlн, где S = πr 2 – площадь поршня, см2 ; Z – число поршней; lн – наибольший ход поршня, см; r – радиус поршня, см.

Т.к. часть жидкости просачивается, то фактическая производительность будет равна: , где ηоб - объемный коэффициент. Объемный коэффициент ηоб изменяется от 0,97 до 0,89, достигая 0,6 при двойном давлении. Полная гидравлическая мощность насоса: Если заранее выбран насос с давлением нагнетания Рнас в кг/см2 , то: . С учетом механического КПД: Для малых насосов ηмех равно 0,5 ÷0,6. Для средних ηмех равно 0,65 ÷ 0,75. Для больших ηмех равно 0,75 ÷ 0,85. Момент на валу электродвигателя из формулы:

Как видно из кривых (рис. 8.4) при постоянной скорости производительность насоса почти не меняется с изменением сопротивления нагнетания. Наклон характеристики Q=f(p) вызван увеличением утечки жидкости через неплотности при повышении напора. Изменение производительности пропорционально изменению скорости. Т.к. производительность насоса при возрастании сопротивления не меняется, повышение напора приводит к перегрузке не только трубопровода, но и двигателя. Поэтому, если нагнетательный трубопровод случайно резко закрывается. Возникает опасность повреждения насоса и двигателя.

14. Электропривод и принцип работы поршневых насосов переменной производительности.

Их конструкция позволяет изменить ход поршня от нулевого (нейтрального) положения до максимума, причем соответственно меняется производительность насоса. С изменением направления хода поршня меняется направление потока жидкости, в результате чего всасывающая сторона насоса превращается в подающую. Изготавливаемые в настоящее время насосы переменной производительности бывают в зависимости от расположения поршней двух типов: а) с горизонтальным расположением, при котором управление осуществляется изменением угла между осью и направляющей чашей, определяющей ход поршня; б) с радиальным расположением, при котором управление осуществляется изменение эксцентриситета. Отличительной особенностью поршневых насосов является независимость создаваемого ими напора от угловой скорости. В тоже время изменением угловой скорости можно производить регулирование подачи Q. Изменение сопротивления магистрали приводит к изменению напора насоса, в то время как подача почти не изменяется.

При регулировании оборотов поршневого насоса, работающего на магистраль с квадратичным сопротивлением будут:

Если насос работает на магистрали с большим противодавлением, то можно пренебречь потерями напора в магистрали и приближенно считать Н1 равным Н2 и в этом случае:

Основными особенностями поршневого насоса являются: - мощность изменяется прямо пропорционально изменению угловой скорости при данном напоре, а момент на валу остается неизменным; - относительная простота конструкции; - возможность применения при высоких напорах; - высокий КПД; - возможность запуска без заливки. К недостаткам относятся: - большое количество трущихся частей; - необходимость работы с жидкостью без механических примесей; - опасность механических повреждений при перекрывании вентилей, что вызывает необходимость в предохранительных клапанах; - необходимость в ряде случаев в специальном редукторе для соединения с электродвигателем. Поршневые насосы применяются для подачи жидкости с большой высоты всасывания, а также для обеспечения высокого напора. Они применяются в качестве трюмных, пожарных, питательных и для рулевого устройства.