Конструкции поршневых насосов

Поршневые насосы подразделяются в зависимости от конструкции, назначения, условий работы и т.д.:

по роду действия насосы подразделяются на насосы одно- и двухстороннего действия;

по расположению осей цилиндров - на горизонтальные и вертикальные;

по конструкции поршня - на собственно поршневые насосы, у которых поршень выполнен в виде диска с уплотняющими кольцами, на плунжерные насосы, у которых поршень и шток составляют одно целое, на диафрагмовые насосы, у которых всасывание и нагнетание достигаются изменением формы гибкой круглой пластины (диафрагмы), выполненной из кожи, прорезиненной ткани или тонкой стали;

по способу соединения с приводом насосы подразделяются на поршневые насосы с кривошипно-шатунным механизмом, на прямодействующие, у которых имеется общий шток с приводной паровой или пневматической машиной, и на ручные, приводимые в действие вручную.

Поршневые паровые насосы подразделяются на насосы общетехнического назначения (питательные, топливные, конденсатные и др.) и нефтяные. Насосы предназначены для работы в стационарных и транспортных условиях для перекачивания пресной и морской воды, нефтепродуктов, каменноугольных смол, а также других жидкостей, сходных с указанными по плотности, вязкости и химической активности.

В теплоэнергетике применяются питательные насосы для подачи воды в парогенераторы, топливные насосы для подачи топлива к горелочным устройствам, насосы-дозаторы для введения химических реагентов в определенных пропорциях (дозах) в котловую воду.

По конструктивным признакам прямодействующие двухпоршневые насосы двухстороннего действия делятся на горизонтальные (ПДГ) и вертикальные (ПДВ).

Пример условного обозначения прямодействующего двухпоршневого двустороннего действия горизонтального насоса с подачей 25 м/ч и давлением на выходе 4,45 МПа (45 кгс/см²) - насос ПДГ 25/45.

Для дозированной подачи коагулянта и известкового молока в котловую воду, а также для дозирования других жидкостей, эмульсий и суспензий выпускаются насосы-дозаторы с подачей 0,4-40 л/ч на давление 2,5-40 МПа.

Лекция 14

Роторные насосы

Роторные насосы относятся к группе объемных машин и по конструктивным признакам в основном подразделяются на шестеренные, винтовые, пластинчатые насосы.

Шестеренные насосы

К онструкция шестеренного насоса проста (рис. 9.15). Главными рабочими деталями шестеренного насоса являются две одинаковые шестерни, находящиеся в зацеплении, помещенные в плотно охватывающий их корпус. Ведущая шестерня получает вращение от двигателя.

При вращении шестерен происходит всасывание жидкости через патрубок В, а через патрубок Н - нагнетание. Полость всасывания образуется там, где зубья выходят из зацепления и впадины между зубьями освобождаются.

Жидкость заполняет высвободившиеся впадины и переносится далее по периферии в полость нагнетания. Полость нагнетания образуется с противоположной стороны, где зубья входят в зацепление, вытесняя жидкость из впадин. Отделение камер нагнетания и всасывания происходит по линии контакта зубьев по всей их длине.

В шестеренных насосах применяются главным образом шестерни с зубьями эвольвентного профиля, которые нечувствительны к изменению расстояния между осями вращения и просты в изготовлении.

Теоретическая подача насоса за один оборот шестерни равна V_т’ = 2mbπD_н и средняя теоретическая подача V_т’ = 2mbnπD_н,

где 2m - высота зуба (m - модуль зацепления); D_н - диаметр начальной окружности шестерни; b - длина зуба (ширина шестерни); n - частота вращения шестерни.

С учетом объемных потерь, учитываемых объемным КПД, действительная средняя подача насоса определяется по формуле

V = 2mbnπD_нη_o (9-23)

При вращении шестерен жидкость, заключенная в пространстве между зубьями (рис. 9.16), подвергается сжатию вследствие уменьшения защемленного объема, что приводит к значительному росту давления. В результате возрастает нагрузка на зубья и, как следствие, на подшипники насоса. При выходе зубьев из зацепления давление в защемленном объеме резко падает, и там может начаться выделение газов из жидкости, ухудшающих ее качество. Для устранения такого нежелательного явления применяются различные конструктивные меры: узкие канавки на нерабочих торцевых поверхностях зубьев, специальные радиальные каналы в шестернях у основания впадин, выемки в торцевых крышках корпуса и др. Устройство таких зазоров увеличивает перетечки жидкости и снижает объемный КПД насоса, который принимают η_o=0,7 - 0,9.

Шестеренные насосы реверсивны, т.е. при изменении направления вращения шестерен, поток жидкости изменяет направление своего движения на обратное, и обратимы, т.е. при подводе к ним жидкости под давлением они будут развивать крутящий момент и работать в режиме гидродвигателя.

Шестеренные насосы широко применяются для перекачивания нефтепродуктов и других жидкостей, не вызывающих коррозии рабочих органов насоса, обладающих смазывающей способностью.

В теплоэнергетике шестеренные насосы известны как масляные насосы в системах смазки двигателей и гидросистемах управления и автоматики и как топливные насосы для подачи топлива в камеры сгорания. Насосы типа ШГ выпускаются на подачу 0,6-22 м³/c и давление 0,25-2,5 МПа, типа Ш (насосы с обогревом) на подачу 0,8-14 м^з/ч и давление 0,15-1,0 МПа и типа ШФ (насос фланцевый) на подачу 0,8-5,8 м³/ч и давление 0,4-1,6 МПа.