73.2 Рабочие характеристики объемных насосов.

сообщаемая жидкости в рабочей камере и соответствующая гидравлической мощности в лопастных насосах. Умножим и разделим уравнение (1) на и произведем перегруппировку множителей. Получим т. е. КПД насоса (общий) равен произведению трёх частных КПД – гидравлического, объёмного и механического.

74. Устройство и принцип действия поршневых насосов.

В возвратно-поступательных насосах силовое взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в неподвижных рабочих камерах, которые попеременно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания за счет впускного и выпускного клапанов. В качестве рабочего органа используется поршень, плунжер или гибкая диафрагма. В связи с этим они подразделяются на поршневые, плунжерные и диафрагменные. Привод прямодействующего насоса осуществляется за счет возвратно-поступательного воздействия непосредственно на вытеснитель. Рассмотрим устройство и принцип работы поршневого насоса с вальным приводом. На рис. приведена конструктивная схема поршневого насоса с кривошипно-шатунным механизмом. Приводной вал 7 через кривошип 6 радиусом и шатун 5 приводит в движение поршень 3 площадью , который движется возвратно-поступательно в корпусе (цилиндре) 4. Насос также имеет два подпружиненных клапана: впускной 1 и выпускной 2. Рабочей камерой насоса является пространство слева от поршня, ограниченное корпусом 4, поршнем 3, а также клапанами 1 и 2. При движении поршня 3 вправо жидкость через впускной клапан 1 заполняет рабочую камеру, т.е. обеспечивается всасывание. При движении поршня 3 влево жидкость нагнетается в напорный трубопровод через клапан 2. Рассматриваемый насос имеет одну рабочую камеру (), и за один оборот вала поршень 3 совершает один рабочий ход, т.е. это насос однократного действия (). По рис. легко заметить, что рабочий ход поршня 3 равен двум радиусам кривошипа 6. Тогда в соответствии с (6.1) его рабочий объем может быть вычислен по формуле: . Насосы с поршнем в качестве вытеснителя являются наиболее распространенными из возвратно-поступательных насосов. Они могут создавать значительные давления (до 30…40 МПа). Однако выпускаются также насосы, рассчитанные на значительно меньшие давления (до 1…5 МПа). Скоростные параметры этих насосов (количество рабочих циклов в единицу времени) во многом определяются конструкцией клапанов, так как они являются наиболее инерционными элементами. Насосы с подпружиненными клапанами допускают до 100…300 рабочих циклов в минуту. Насосы с клапанами специальной конструкции позволяют увеличивать этот параметр до 300…500 циклов в минуту. В поршневых насосах существуют все три вида потерь, т.е. объемные, гидравлические и механические потери. Полный КПДη для большинства поршневых насосов составляет 0,85…0,92.

75. Роторные насосы.

К насосам, применяемым в гидроприводах и других гидросистемах, предъявляют высокие требования, основными из которых являются: малая удельная масса и объем, приходящиеся на единицу мощности, высокий КПД, возможность регулирования и реверса подачи, а также высокая быстроходность и большая надежность. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют роторные насосы. К роторным относятся объемные насосы с вращательным или вращательно-поступательным движением рабочих органов — вытеснителей. Жидкость в этих насосах вытесняется в результате вращательного (в шестеренных и винтовых насосах) иди вращательного и одновременно возвратно-поступательного движения вытеснителей относительно ротора (в роторно-поршневых и пластинчатых насосах). Особенностью рабочего процесса таких насосов является и то, что при вращении ротора рабочие камеры переносятся из полости всасывания в полость нагнетания и обратно. Перенос рабочих камер с жидкостью делает излишними всасывающие и нагнетательные клапаны. Отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов в роторных насосах является основной конструктивной особенностью, которая отличает их от поршневых насосов. Роторный насос обычно состоит из трех основных частей: статора (неподвижного корпуса), ротора, жестко связанного с валом насоса и вытеснителя (одного или нескольких). Рабочий процесс роторного насоса складывается из трех этапов: заполнение рабочих камер жидкостью; замыкание (изоляции) рабочих камер и их перенос; вытеснение жидкости из рабочих камер. Основными свойствами роторных насосов, вытекающими из специфики их рабочего процесса и отличающими их от поршневых насосов, являются следующие:

1. Обратимость, т. е. способность роторных насосов работать в качестве гидродвигателей (гидромоторов). Это означает, что жидкость, подводимая к насосу под давлением, заставляет вращаться ротор и вал. Поршневые насосы этой способностью не обладают.

2. быстроходность. Максимально допустимые значения частоты вращения для роторных насосовоб/мин, причем нижний предел соответствует большим насосам, а верхний — малым. Для поршневых насосов эти значения в несколько раз меньше.

3. Способность работать только на чистых (отфильтрованных и не содержащих абразивных и металлических частиц), неагрессивных и смазывающих жидкостях. Эти требования к жидкости обусловлены малыми зазорами в роторном насосе и трением между обработанными по высшим классам точности и чистоты поверхностями статора, ротора и вытеснителей.

Если первые два свойства роторных насосов являются их преимуществами, то третье свойство ограничивает применение этих насосов. Работа насосов на воде исключается, так как вода вызывает коррозию и ведет к быстрому изнашиванию рабочих органов.