rabota4x

Департамент образования Вологодской области
БОУ СПО ВО «Череповецкий химико-технологический колледж»
УСТРОЙСТВО, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Практические работы
«Разрезные модели гидравлических устройств. Насосы»
Учебно-методическое пособие
для студентов очной формы обучения по специальностям:
240107, (18.02.03) Химическая технология неорганических веществ
150411 Монтаж и техническая эксплуатация промышленногооборудования
2014 год
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов БОУ
СПО
ВО
«Череповецкий
химико-технологический
колледж»
по
специальностям: 240107, (18.02.03) Химическая технология неорганических
веществ;
150411
Монтаж
и
техническая
эксплуатация
промышленногооборудования.
Рецензент:
Мараков Владимир Валентинович – заместитель директора по УПР БОУ
СПО ВО «Череповецкий химико-технологический колледж»
Составитель:
Ерофеева Татьяна Николаевна – преподаватель БОУ СПО ВО «Череповецкий
химико-технологический колледж»
Рассмотрено и рекомендовано к
использованию на заседании
ЦМК по ППССЗ
Протокол № __
от «___» __________ 20___ г.
Председатель ЦМК
_____________/Н.Г.Кузнецова/
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ
1. Теоретические сведения
4
5
Практическая работа № 1
Насос радиально - поршневой не регулируемый
20
Практическая работа № 2
Насос аксиально - поршневой регулируемый
24
Практическая работа № 3Насос пластинчатый регулируемый
27
ЛИТЕРАТУРА
31
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее учебное пособие предназначено для обучения студентов по
программам среднего профессионального образования.
Основной целью выполнения практических работ у студентов является
знакомство с устройством и принципом действия типового оборудования и
арматуры по теме «Разрезные модели гидравлических устройств. Насосы».
Выполнение
заданий
способствуют
развитию
у
студентов
самостоятельности. Практические работы несут в себе функцию закрепления
и освоения основных положений теории курса, позволяют проверить степень
усвоения студентами материала по теме «Разрезные модели гидравлических
устройств. Насосы».
Перед тем как приступить к выполнению практической работы студент
должен проработать теоретический материал по данной теме, написать его
кратко, затем оформить отчет по практической работе и его защитить.
Практическую работу следует выполнять на листах формата А4 с
рамкой. В практической работе обязательно проставлять ту нумерацию,
которая
указана
в
тексте
задания.
Работа
оформляется
шрифтом
TimesNewRoman, размером шрифта 14, междустрочным интервалом – 1,5.
Записи «от руки» выполняются черной или синей пастой, рисунки либо
сканируются, либо рисуются от руки, графики строятся простым карандашом
по линейке. Работа должна быть выполнена аккуратно, и грамотно
оформлена и сдана в срок, определенный преподавателем. Отчет по
практической работе должен содержать:
1. Точное название
2. Цель работы
3. Теоретическая часть
4. Устройство и принцип действия насоса
5. Вывод
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Центробежные насосы
Принцип действия и типы насосов. В центробежных насосах
всасывание и нагнетание жидкости происходит равномерно и непрерывно
под действием центробежной силы, возникающей при вращении рабочего
колеса с лопатками, заключенного в спиралеобразном корпусе.
В одноступенчатом центробежном насосе (рис.1) жидкость из
всасывающего трубопровода 1 поступает вдоль оси рабочего колеса 2 в
корпус 3 насоса и, попадая на лопатки 4, приобретает вращательное
движение. Центробежная сила отбрасывает жидкость в канал переменного
сечения между корпусом и рабочим колесом, в котором скорость жидкости
уменьшается до значения, равного скорости в нагнетательном трубопроводе
5. При этом, как следует из уравнения Бернулли, происходит преобразование
кинетической
энергии
потока
жидкости
в
статический
напор,
что
обеспечивает повышение давления жидкости. На входе в колесо создается
пониженное давление, и жидкость из приемной емкости непрерывно
поступает в насос.
Рисунок 1- Схема центробежного насоса
1-всасывающий трубопровод; 2- рабочее колесо; 3- корпус; 4- лопатки;
5- нагнетательный трубопровод
Давление, развиваемое центробежным насосом, зависит от скорости
вращения центробежного колеса. Вследствие значительных зазоров между
колесом и корпусом насоса разряжение, возникающее при вращении колеса,
недостаточно для подъема жидкости по всасывающему трубопроводу, если
он и корпус насоса не залиты жидкостью. Поэтому перед пуском
центробежный насос заливают жидкостью. Чтобы жидкость не вылилась из
насоса и всасывающего трубопровода при заливке насоса или при
кратковременных
остановках
его,
на
конце
всасывающей
трубы,
погруженном в жидкость, устанавливают обратный клапан, снабженный
сеткой.
Напор одноступенчатых центробежных насосов (с одним рабочим
колесом) ограничен и не превышает 50 м. Для создания более высоких
напоров применяют многоступенчатые насосы (рис.2), имеющие несколько
рабочих колес 1 в общем корпусе 2, расположенных последовательно на
одном валу 3. Жидкость, выходящая из первого колеса, поступает по
специальному отводному каналу 4 в корпусе насоса во второе колесо (где ей
сообщается дополнительная энергия), из второго колеса через отводной
канал в третье колесо и т.д.
Рисунок 2 - Схема многоступенчатого насоса
1- рабочее колесо; 2- корпус; 3- вал; 4- отвод канал
Таким образом, ориентировочно (без учета потерь) можно считать, что
напор многоступенчатого насоса равен напору одного колеса, умноженному
на число колес. Число рабочих колес в многоступенчатом насосе не
превышает пяти.
Поршневые насосы
Принцип действия и типы насосов. По числу всасываний или
нагнетаний, осуществляемых за один оборот кривошипа или за два хода
поршня, поршневые насосы делятся на насосы простого и двойного действия. В
зависимости
от
конструкции поршня различают собственно
поршневые и плунжерные (скальчатые) насосы.
На рисунке 3 представлен плунжерный горизонтальный насос простого
действия, в котором роль поршня играет плунжер 1, двигающийся
возвратно-поступательно в цилиндре 2, плунжер уплотняется при помощи
сальника 3.
Рисунок 3 - Схема горизонтального плунжерного насоса простого действия
1 — плунжер (скалка); 2 — цилиндр; 3 —сальник;
4 — всасывающий клапан; 5 —нагнетательный клапан
Плунжерные насосы не требуют такой тщательной обработки
внутренней поверхности цилиндра, как поршневые, а неплотности легко
устраняются подтягиванием или заменой набивки сальника без демонтажа
насоса. В связи с тем, что для плунжерных насосов нет необходимости в
тщательной пригонке поршня и цилиндра, их применяют для перекачивания
загрязненных и вязких жидкостей, а также для создания более высоких
давлений.
Такие
насосы
более
распространены
в
химической
промышленности, чем поршневые.
Более равномерной подачей, чем насосы простого действия, обладают
плунжерные насосы двойного действия. Горизонтальный плунжерный насос
двойного действия (рис. 4) можно рассматривать как совокупность двух
насосов простого действия. Он имеет четыре клапана – два всасывающих и
два нагнетательных.
При ходе плунжера 1 вправо жидкость всасывается в левую часть
цилиндра
2
через
всасывающий
клапан
3
и
одновременно
через
нагнетательный клапан 6 поступает из правой части цилиндра в напорный
трубопровод; при обратном ходе поршня всасывание происходит в правой
части цилиндра через всасывающий клапан 4, а нагнетание – в левой части
цилиндра через клапан 5.
Рисунок 4 - Схема горизонтального плунжерного двойного действия
1- плунжер; 2- цилиндры; 3,4- всасывающие клапаны;
5,6- нагнетательные клапаны
Таким образом, в насосах двойного действия всасывание и нагнетание
происходят при каждом ходе поршня, вследствие чего производительность
насосов этого типа больше и подача равномернее, чем у насосов простого
действия.
Для уменьшения неравномерности подачи и смягчения гидравлических
ударов
(например,
при
быстром
закрытии
вентиля
на
напорном
трубопроводе) поршневые насосы снабжаются воздушными колпаками (рис.
5), которые устанавливают на входе жидкости в насос (на всасывающей
линии) и при выходе ее из насоса (на нагнетательной линии). Воздушный
колпак представляет собой буферный промежуточный сосуд, около 50%
емкости которого занимает воздух.
При ускорении движения поршня, т.е. когда в воздушный колпак
поступает наибольшее количество жидкости, воздух, находящийся в
последнем, сжимается. Избыток жидкости поступает в колпак и удаляется из
него, когда подача становится ниже средней. При этом давление воздуха,
находящегося в колпаке, изменяется незначительно (поскольку его объем
гораздо больше объема поступающей жидкости) и движение жидкости в
нагнетательном (или всасывающем ) трубопроводе становится близким к
равномерному.
Рисунок 5 - Воздушные колпаки
а - на всасывающей линии; б - на нагнетательной линии
Диафрагмовые (мембранные) насосы
Эти насосы (рис. 6) относятся к поршневым насосам простого действия
и применяются для перекачивания суспензий и химически агрессивных
жидкостей.
Цилиндр 1 и плунжер 2 насоса отделены от перекачиваемой жидкости
эластичной перегородкой 3 – диафрагмой (мембраной) из мягкой резины или
специальной
стали,
вследствие
чего
плунжер
не
соприкасается
с
перекачиваемой жидкостью и не подвергается воздействию химически
активных сред или эрозии. При движении плунжера вверх диафрагма под
действием разности давлений по обе ее стороны прогибается вправо и
жидкость всасывается в насос через шариковый клапан 4. При движении
плунжера
вниз
диафрагма
прогибается
влево
и
жидкость
через
нагнетательный клапан 5 вытесняется в напорный трубопровод. Все части
насоса, соприкасающиеся с перекачиваемой жидкостью – корпус, клапанные
коробки, шаровые клапаны, изготовляют из кислотостойких материалов или
защищают кислотостойкими покрытиями.
Рисунок 6 - Схема диафрагмового (мембранного) насоса
1- цилиндр; 2- плунжер; 3- диафрагма (мембрана); 5- нагнетательный клапан
Шестеренные насосы
Рисунок 7 - Схема шестеренного насоса
1- корпус; 2- шестерни
В корпусе 1 такого насоса заключены две шестерни 2, одна из которых
(ведущая) приводится во вращение от электродвигателя. Когда зубья
шестерен выходят из зацепления, образуется разряжение, под действием
которого происходит всасывание жидкости. Она поступает в корпус,
захватывается зубьями шестерен и перемещается вдоль стенок корпуса в
направлении вращения. В области, где зубья вновь входят в зацепление,
жидкость вытесняется и поступает в напорный трубопровод.
Одновинтовые (героторные) насосы
В корпусе 1 насоса, в котором заключен цилиндр 2 с внутренней
профилированной
винтовой
поверхностью,
называемый
обоймой,
устанавливается однозаходный винт 3. Между обоймой и винтом образуются
замкнутые полости, заполняемые при работе насоса жидкостью; при работе
винта они перемещаются вдоль оси насоса.
В произвольном сечении
насоса, в том числе и
в сечении,
соответствующем входу жидкости в насос, при вращении винта объем
полости 4 не остается постоянным, изменяясь от 0 до некоторого
максимального значения (при определенном угле поворота винта). С
увеличением объема полости 4 происходит всасывание жидкости, которая
захватывается винтом и перемещается в осевом направлении к напорному
трубопроводу .
Рисунок 8 - Схема одновинтового (героторного) насоса
1- корпус; 2- цилиндр; 3- винт; 4- всасывающая полость;
5- напорный трубопровод
Обоймы одновинтовых насосов и винты могут быть изготовлены из
различных коррозионностойких материалов, что позволяет использовать эти
насосы для перекачивания агрессивных жидкостей.
Пластинчатые насосы
Такой насос (рис. 9) представляет собой массивный цилиндр 1 с
прорезями постоянной ширины (ротор), который расположен эксцентрично в
корпусе 2. Вал ротора через сальник в торцевой крышке выводится из
корпуса для соединения с валом электродвигателя. В прорези цилиндра
вставляются прямоугольные пластины 3, которые при вращении ротора под
действием
центробежной
силы
плотно
прижимаются
к
внутренней
поверхности цилиндра, разделяя серповидное рабочее пространство 4 между
корпусом и ротором на камеры. Объем каждой камеры увеличивается при
движении пластины от всасывающего патрубка 5 к вертикальной оси насоса,
в результате чего в камере образуется разряжение и происходит всасывание
жидкости через патрубок 5. При движении пластины от вертикальной оси в
направлении вращения объем камеры уменьшается и жидкость вытесняется
из насоса в напорный трубопровод 6.
Рисунок 9 - Схема пластинчатого ротационного насоса
1- ротор; 2- корпус; 3- пластины; 4- рабочее пространство;
5- всасывающий патрубок; 6- нагнетательный патрубок
Струйные насосы
В этих насосах (рис. 10) для перемещения жидкостей и создания напора
используют кинетическую энергию другой жидкости, которую называют
рабочей. В качестве рабочих жидкостей обычно применяют пар или воду.
Рисунок 10 - Струйный насос
I- рабочая жидкость; II- перекачиваемая жидкость; III- смесь;
1- сопло; 2- корпус насоса; 3- диффузор
Рабочая жидкость I поступает с большой скоростью из сопла 1 через
камеру смешения 2 в диффузор 3, увлекая за счет поверхностного трения
перекачиваемую жидкость II. В наиболее узкой части диффузора скорость
смеси рабочей и перекачиваемой жидкостей достигает наибольшего
значения, а статическое давление потока в соответствии с уравнением
Бернулли, становится наименьшим. Перепад давлений в камере смешения и
диффузоре обеспечивает подачу жидкости II в камеру смешения из
всасывающей линии. В диффузоре скорость потока уменьшается, но
увеличивается потенциальная энергия давления, и жидкость под напором
поступает в нагнетательный трубопровод.
Пароструйные насосы применяют в тех случаях, когда допустимо
смешение
перекачиваемой
жидкости
с
водой,
образующейся
при
конденсации пара, и одновременно ее нагревание. Такие насосы часто
используют для подачи воды в паровые котлы.
Монтежю
Монтежю
(рис.11)
представляет
собой
горизонтальный
или
вертикальный резервуар 1, в котором для перекачки жидкости используется
энергия
сжатого
периодически.
воздуха
или
инертного
газа.
Монтежю
работает
Рисунок 11 - Монтежю
1 - корпус; 2-6 - краны; 7 - труба для передавливания.
Жидкость поступает в монтежю по трубе наполнения через открытый
кран 2, для чего открывают кран-воздушник 3 (если наполнение происходит
под атмосферным давлением) или кран 4, соединяющий монтежю с вакуумлинией (если наполнение происходит под вакуумом). При передавливании
жидкости закрывают краны 2, 3 и 4 и открывают кран 6 на нагнетательной
трубе 7 и кран 5 подачи сжатого воздуха, давление которого контролируется
по манометру. После опорожнения монтежю закрывают краны 5 и 6 и
открывают кран 3 сообщения монтежю с атмосферой.
Достоинством монтежю является отсутствие в них движущихся частей,
которые наиболее быстро разрушаются из-за истирания и коррозии. Поэтому
монтежю
применяют
для
перекачивания
загрязненных,
химически
агрессивных и радиоактивных жидкостей не смотря на низкий КПД (1020%).
Воздушные подъемники (эрлифты)
Подъемник (рис. 12) состоит из трубы 1 для подачи сжатого воздуха и
смесителя 2, где образуется газо-жидкостная смесь, которая вследствие
меньшего удельного веса поднимается по трубе 3. На выходе из нее газожидкостная смесь огибает отбойник 4. При этом из смеси выделяется воздух,
а жидкость поступает в сборник 5.
Рисунок 12 - Воздушный подъемник
1- труба для подачи сжатого воздуха; 2- смеситель; 3- подъемная труба;
4- отбойник; 5- сборник
Воздушные подъемники имеют сравнительно низкий КПД (25-35%).
Достоинством их является отсутствие движущихся частей.
Сравнение и области применения насосов различных типов
Данные о выпускаемых насосах собраны в специальные каталоги.
Выбор насоса производят по заданной производительности и напору,
который рассчитывают в соответствии со схемой трубопровода. Двигатель к
насосу подбирают по установочной мощности (по уравнению N уст.    N дв . ,
где  - коэффициент запаса мощности, значения которого определяются в
зависимости от номинальной мощности двигателя N дв . ) и числу оборотов.
Наибольшее
распространение
в
химической
промышленности
получили центробежные насосы, которые имеют перед поршневыми ряд
важных преимуществ. К ним относятся:1) высокая производительность и
равномерная подача; 2) компактность и быстроходность (возможность
непосредственного
присоединения
к
электродвигателю);
3)
простота
устройства, что позволяет изготавливать их из химически стойких, трудно
поддающихся механической обработке материалов (например, ферросилида,
керамики и т.п.); 4) возможность перекачивания жидкостей, содержащих
твердые взвешенные частицы, благодаря большим зазорам между лопатками
и отсутствию клапанов; 5) возможность установки на легких фундаментах.
КПД наиболее крупных и тщательно изготовленных центробежных
насосов достигает 0,95; КПД поршневых насосов 0,9. Однако центробежные
насосы небольшой и средней производительности имеют КПД на 10-15%
ниже, чем поршневые. Это обусловлено наличием больших зазоров между
полостями всасывания и нагнетания, через которые возможен переток
жидкости, а также затратами энергии на неизбежное вихреобразование
вблизи кромок лопаток вращающегося с большой скоростью рабочего
колеса, которая преобразуется в тепло и рассеивается в окружающей среде.
Такие потери резко возрастают для высоко вязких жидкостей, перекачивание
которых центробежными насосами, вследствие резкого снижения КПД,
экономически невыгодно.
К недостаткам центробежных насосов следует отнести относительно
низкие напоры, а также уменьшение производительности при увеличении
сопротивления
сети
и
резкое
снижение
КПД
при
уменьшении
производительности.
Поршневые насосы целесообразно применять лишь при сравнительно
небольших подачах и высоких давлениях (в диапазоне 50-1000 атм. и выше),
для перекачивания высоковязких, огне- и взрывоопасных жидкостей
(паровые насосы), а также при дозировании жидких сред.
3
В области больших подач (до 1500 м / мин ) при небольших напорах (до
10-15 м) применяют пропеллерные насосы, отличающиеся высоким
гидравлическим КПД, компактностью и быстроходностью. Эти насосы
пригодны для перемещения загрязненных и кристаллизующихся жидкостей.
Винтовые
насосы
могут
быть
использованы
для
перекачивания
высоковязких жидкостей, топлив, нефтепродуктов и т.п. Эти насосы
3
применяют в области подач до 300 м / ч и давлений до 175 атм. при скорости
вращения до 3000 об/мин. Винтовые насосы обладают рядом достоинств:
быстроходностью, компактностью,
бесшумностью.
Производительность
винтовых насосов практически не изменяется при изменении давления. КПД
этих насосов достаточно высок и достигает 0,75-0,80.
Область применения одновинтовых (героторных) насосов ограничена
3
производительностью 3,6 - 7 м / ч и давлением 10-25 атм. По стоимости
изготовления
и
эксплуатационным
расходам
эти
насосы
близки
к
центробежным насосам малой производительности, работающих при
давлениях 3-5 атм., и значительнее экономичнее последних, если давление
нагнетания превышает 10 атм. Одновинтовые насосы используются для
перекачивания загрязненных и агрессивных жидкостей, растворов и
пластмасс с высокой вязкостью.
Пластинчатые
содержащих
насосы
твердых
применяют
для
примесей
жидкостей
производительностях и напорах.
перемещения
при
чистых,
не
умеренных
Для перекачивания вязких жидкостей, не содержащих твердых примесей,
3
при небольших подачах (не выше 5-6 м / мин ) и высоких давлениях (100-150
атм.) используют шестеренные насосы.
Вихревые насосы применяют для перемещения чистых маловязких
3
жидкостей с небольшими подачами (до 40 м / ч ) и сравнительно высокими
напорами (до 250 м), в несколько раз превышающими напоры центробежных
насосов. К достоинствам вихревых насосов следует отнести простоту
конструкции, компактность и возможность получения более высоких
напоров, чем в центробежных насосах. Недостатком вихревых насосов
является низкий КПД (20-50%), что обусловлено значительными потерями
при переносе энергии вихрями, а также непригодность для перекачивания
вязких жидкостей и жидкостей, содержащих твердые взвеси.
Струйные насосы, монтежю и воздушные подъемники используют в
производствах, где наличие движущихся и трущихся частей недопустимо.
Как указывалось, струйные насосы можно применять лишь в тех случаях,
когда допустимо смешение перекачиваемой жидкости с рабочей. Струйные
насосы, монтежю и подъемники могут быть изготовлены из химически
стойких материалов, но обладают низким КПД.
Практическая работа № 1
НАСОС РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ
НЕРЕГУЛИРУЕМЫЙ
Внешний
вид
элемента
«Разрезная
модель
насоса
аксиально-
поршневого с наклонным блоком» показан на рисунке 13.
Рисунок 13 - Внешний вид элемента
«Разрезная модель насоса радиально – поршневого»
Конструкция радиально-поршневого насоса построена по схеме
радиального расположения поршней, рисунок 14, рисунок 15.
Рисунок 14 -
Конструктивная схема радиально-поршневого насоса
1 - цилиндр; 2 - трубка высокого давления, соединяющая цилиндры;
3 - пружина; 5 - корпус; 4-крышка задняя; 6-поршень; 7-клапан всасывания;
8-клапан
нагнетания:
9-выходной
штуцер
нагнетания;
10-
штуцер
всасывания; 11,13 – подшипник вала; 12 – подшипник эксцентрика вала;
14 - приводной вал; 15,16 – манжета вала; 17 - отверстие для выпуска
воздуха; 18 - уплотнение; 19 - крышка пружины клапана нагнетания;
20- корпус с седлом клапана нагнетания; 21- запорный элемент клапана
нагнетания; 22- пружина клапана нагнетания; 23- корпус с седлом клапана
всасывания; 24- запорный элемент клапана всасывания; 25- пружина клапана
всасывания; 26- крышка пружины клапана всасывания.
Рисунок 15 - Конструктивная схема радиально – поршневого насоса
1- цилиндр; 2-трубка высокого давления, соединяющая цилиндры;
3-пружина.
Приводной эксцентриковый вал 14 насоса опирается на подшипники
11, 13 установленные на крышке 4 и корпусе 5 насоса.
На эксцентриковой части вала 14 установлен подшипник 12, на
который опираются поршни 6, установленные в цилиндрах 1. Пружины 3
установлены между цилиндром 1 и опорными головками поршня 3 и
прижимают постоянно поршень к подшипнику 12 эксцентрика вала.
Контакт поршней 6 с эксцентричным валом насоса в такте всасывания
обеспечивается пружинами, в такте нагнетания дополнительно давлением
жидкости.
В цилиндрах установлены клапаны всасывания 7 и нагнетания 8.
Всасывание осуществляется через сетчатый фильтр, установленный на
цилиндре перед клапаном 7 из корпуса насоса.
Клапан всасывания состоит из корпусной детали 23 с седлом, пружины
25 и запорного элемента 24. Пружина 25 удерживается крышкой 26. В
режиме всасывания (ходе поршня 6 по направлению к оси вала) запорный
элемент 24 отжимается от седла разностью давлений жидкостью и жидкость
заполняет полость цилиндра.
Запорный элемент клапана нагнетания 21 прижимается к седлу
корпусной детали 20 пружиной 22, установленной в крышке 19. При ходе
поршня по направлению от центра вала 14, объем в цилиндро - поршневой
группе уменьшается и жидкость, отжимая элемент 21 от седла вытесняется в
линию нагнетания. Линия нагнетания образована трубками 2, которые
соединяют между собой цилиндры. Выход из насоса линии высокого
давления осуществляется через штуцер 9.
Подсос воздуха в корпус насоса предотвращается манжетами 15, 16
вала 14. При первоначальном заполнении корпуса насоса жидкостью выпуск
воздуха из корпуса осуществляется через отверстие 17. Насос для этого при
эксплуатации должен находиться по расположению отверстия 17 «вверх».
Контрольные вопросы
1. Что такое насосы? Разновидности насосов?
2. Устройство и принцип действия радиально-поршневого насоса?
Практическая работа №2
НАСОС АКСИАЛЬНО- ПРОШНЕВОЙ
РЕГУЛИРУЕМЫЙ
Внешний
вид
элемента
«Разрезная
модель
насоса
аксиально-
поршневого регулируемого» показан на рисунке 4.
Рисунок 16 - Внешний вид элемента
«Разрезная модель насоса аксиально-поршневого регулируемого»
Конструктивная схема насоса аксиально-поршневого регулируемого с
наклонным блоком цилиндров показана на рисунке 17.
Рисунок 17 - Конструктивная схема аксиально-поршневого насоса с
наклонным блоком цилиндров
1 - вал; 2 - крышка крепления подшипников и уплотнения;
3 - дистанционная втулка; 4 - корпус регулятора; 9 - сферический опорнораспределительный диск; 10 - поршень; 11 - шатун; 12,13,14 - подшипники;
15-стопорное
кольцо;
16-уплотнительная
манжета
вала;
17-
пробка
дренажного отверстия; 18 - тяга ручного изменения рабочего объема насоса;
19,20,22 - уплотнение; 23 - пружина; 24 - болты; 25 - винты предварительного
натяжения пружины регулятора; 26 - крышка регулятора.
Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком и регулируемым
рабочим объемом состоит из следующих основных деталей и узлов:
корпуса8, в котором размещен входной вал 1, установленный на
подшипниках 12,13,14; блока цилиндров 5 с поршнями 10 и сферического
опорно-распределительного диска 9.
Подшипники удерживаются крышкой 2, вал уплотняется манжетой 16.
Блок цилиндров 5 расположен в корпусе с возможностью изменения угла
собственной оси по отношению к оси вала и опирается на сферический
опорно-распределительный диск 9. При максимальном угле оси блока 5 к оси
вала насос имеет максимальный рабочий объем. В блоке цилиндров 5
расположены поршни 10 с шатунами 11. Жидкость к блоку цилиндров 5
расположены поршни 10 с шатунами 11. Жидкость к блоку цилиндров
подводится через отверстия в крышке корпуса и распределительный диск с
серповидными пазами.
На торце блока цилиндров 5, взаимодействующем с диском 9,
выполнены отверстия, выходящие в каждую из рабочих камер поршневой
группы. При вращении вала, и соответственно блока цилиндров с поршнями
указанные отверстия соединяются с одним из пазов.Центрировать блок
цилиндров на сферической поверхности помогает не силовой кардан 6.При
вращении вала, и соответственно, блока цилиндров с поршнями происходят
возвратно-поступательные
движения
поршней.Таким
образом
при
увеличении объема поршневой камеры (выдвижении поршня) происходит
процесс всасывания рабочей жидкости, а при уменьшении объема камеры –
процесс нагнетания.
Величина
рабочего
объема
насоса
и,
соответственно,
объема
подаваемого масла зависит от угла наклона блока цилиндров по отношению
к оси входного вала. Таким образом, при уменьшении угла наклона
уменьшается подача насоса. Регулировка угла наклона и подачи может
осуществляться в ручном режиме с помощью тяги 18. В исходном состоянии
пружина 23 устанавливает блок цилиндром в положение, соответствующее
минимальному рабочему объему.
Контрольные вопросы
1. Сравнительная характеристика насосов?
2. Устройство и принцип действия аксиально-поршневого насоса с
наклонным блоком цилиндров?
Практическая работа №3
НАСОС ПЛАСТИНЧАТЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ
Внешний вид элемента» Разрезная модель насоса пластинчатого
регулируемого» показан на рисунке 18.
Рисунок 18 - Внешний вид элемента
«Разрезная модель насоса пластинчатого регулируемого»
Конструкция насоса пластинчатого регулируемого прямого управления
представлена на рисунке 19.
Насос имеет рабочий комплект, состоящий из вала-ротора 1 с
пластинами 5, статора 2, переднего распределительного диска 3 и заднего 13
опорного диска. Комплект установлен в соединенных между собой винтами в
корпусе 7 и крышке 19 и скреплен винтами. Шейки вала-ротора опираются
на подшипники скольжения 18, установленные в корпусных деталях 7 и 19
Рисунок 19 - Конструкция насоса пластинчатого регулируемого прямого
управления
1-ротор;2-статор;3-
передний
распределительный
диск;
4-
уплотнительная манжета вала; 5- пластина;6,14-разгрузочный канал; 7корпус насоса;8-толкатель;9-пружина; 10-поршень; 11- крышка регулятора;
12- регулировочный винт; 13-задний опорный диск; 15 - пробка дренажного
канала; 16,17- каналы всасывания и нагнетания; 18- подшипник скольжения;
19-крышка. .
В
переднем
распределительном
диске
3
предусмотрены
пазы
(рисунок 7 г) для всасывания и нагнетания рабочей жидкости, а так же пазы
для соединения к центру ротора торцовых поверхностей пластин с напорной
(на участке нагнетания) или всасывающей (на участке всасывания) линиями.
Задний опорный диск имеет связанною с напорной линией кольцевую
проточку, обеспечивающую поджим диска к ротору и статору.
При вращении ротора рабочий комплект сжимается давлением рабочей
жидкости через задний опорный диск 13, а пластины под действием
центробежной силы и
давления(на участке нагнетания) прижимаются к
расположенной эксцентрично внутренней поверхности статора, причем
объемы рабочих камер, ограниченных двумя соседними пластинами,
ротором, статором и распределительными дисками, изменяются при
вращении ротора при эксцентричном расположении статорного кольца. Пазы
в диске 3 выполнены таким образом, что при увеличении объемов камер
последние постоянно связаны со всасывающей линией, а при уменьшении – с
напорной. Давление рабочей жидкости в зоне нагнетания создаст силу,
действующую
на
ротор
сверху
вниз
(воспринимая
подшипниками
скольжения) и на статор - снизу вверх.
Появляется сила, действующая на статор, и стремящаяся сдвинуть
статор вверх. Статор опирается на толкатель8, который в свою очередь
опирается на пружину 9. Величина поджатия пружины регулируется винтом
12, установленным в крышке регулятора и позволяющего перемещать
поршень 10 и менять усилие сжатия пружины 9.Таким образом, статор
находится
в
равновесии
при
равновесии
сил
давления
жидкости,
стремящихся сдвинуть его вверх и силы сжатия пружины, стремящейся
сместить его вниз.
При возрастании давления выше определенной величины, например
обозначим Р1, статор начинает смещаться вверх и происходит уменьшение
эксцентриситета. В зависимости от жесткости пружины при величине
давления, условно назовем Р 2 , статор становится концентрично ротору. При
этом исчезает разница объемов создаваемых при вращении ротора и подача
насоса прекращается.Каналы 6 и 14 служат для разгрузки полостей установки
вала и плотности манжеты и соединяются с линией дренажа.
Характеристика насоса приведена на рисунке 20.
Рисунок 20 - Внешний вид статической характеристики регулируемого
пластинчатого насоса
При увеличении давления Р подача насоса Q медленно снижается в
связи с ростом внутренних утечек(QH – номинальная подача; QO–подача при
р=0). Когда давление достигает величины Р1, сила давления преодолевает
сопротивление пружины при дальнейшем росте давления до значения Р2
внешняя подача Q резко уменьшается, практически до нуля. Остается только
величина подачи, необходимая для компенсации внешних утечек при
давлении Р2. Заменой силовых пружин 9 можно обеспечить различные
диапазоны настройки диапазона регулирования.
.Контрольные вопросы
1. Область применения насосов?
2.
Устройство
и
принцип
регулируемого прямого управления?
действия
насоса
пластинчатого
ЛИТЕРАТУРА
1. Баранов Д. А.- Процессы и аппараты.- М.: Академия, 2010. - 304с.
2. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.
-2009 г., 753 с.
3. Пилипенко Н.И., Пелевина Л.Ф. - Процессы и аппараты. - М: Академия,
2008. - 336 с.
4. Дытнерский Ю. И. – Процессы и аппараты химической технологии. Изд.
2-е. В 2-х кн. М.: Химия, 1995. - 368с.
5. Тимонин А. С. Инженерно- экологический справочник: В 3-х томах.,М.
2003 г.
6.
Тимонин
А.
С.
Основы
конструирования
и
расчета
технологического и природоохранного оборудования. М., - 2000г.
Интернет-ресурсы
1. knigafund.ru(книги в электронном виде)
2. tehlit.3dn.ru( ГОСТы , каталоги)
химико-