Гусев В.П. Основы гидравлики
Подождите немного. Документ загружается.
121
Воздушные колпаки выполняют
роль, своего рода буферных
ѐмкостей, для сглаживания
пульсационной подачи.
На рис. 6.4 приведена схема
поршневого насоса с воздушными
колпаками: 1 – воздушный колпак на
линии всасывания, 11 – на линии
нагнетания. Воздушный колпак – это
сосуд, в котором находится воздух.
Этот воздух сжимается или
расширяется в зависимости от
изменения давления. Например, на
линии всасывания: при ходе поршня
влево, когда всасывающий клапан 4
закрыт, жидкость из всасывающего
трубопровода поднимается в
воздушный колпак 1 до уровня «б»,
а при движении поршня вправо
жидкость заполняет цилиндр насоса
и уровень ее в воздушном колпаке понижается до линии «а». При достаточно
большом объеме воздуха в колпаке поток во всасывающем трубопроводе
движется почти с постоянной скоростью, а неравномерное его всасывание
компенсируется переменным расходом жидкости из воздушного колпака.
На рис.6.5. приведена диаграмма подачи поршневого насоса, снабжѐнного
воздушными колпаками. Заштрихованная площадь, выше линии EF под
синусоидой, представляет собой объѐм жидкости, поступающей в колпаки
при ускорении движения поршня. Тогда выделенная площадь, которая
находится ниже линии ЕF и ограниченная снизу синусоидами,
представляет собой объѐм жидкости, удаляющейся из колпаков при
замедлении движения поршня. Эти площади равновелики, и тогда площадь
прямоугольника АЕFD равна площади под синусоидой. Приведѐнная
диаграмма показывает, что, воздушные колпаки несколько сглаживают
неравномерность подачи.
Плунжерные насосы. При работе в условиях высокого давления
поршневые насосы требуют сложных уплотняющих устройств. Поэтому
поршни заменяют полым
или сплошным
плунжером. Часто
плунжер именуют
скалкой. На рис.6.6
приведены устройства
горизонтальных
плунжерных насосов
Рис. 6.4. Схема поршневого насоса
простого действия с воздушными
колпаками
122
простого и двойного действия. Они так же могут быть и вертикального
исполнения.
а) б)
Рис.6.6. Устройство плунжерного насоса:а) простого действия; б) двойного действия.
1-плунжер;2-корпус; 3-всасывающий клапан; 4- нагнетательный клапан; 4-
сальниковое уплотнение.
Плунжер (или скалка) отличаются от обычного поршня тем, что у них
значительно большее отношение длины поршня к его диаметру, а так же
отсутствием уплотнительных колец. В промышленности плунжерные
насосы получили наибольшее применение в тех случаях, когда
перекачиваются сравнительно более вязкие жидкости, а так же в тех случаях,
когда требуется создание более высоких давлений. Для плунжерных насосов
не требуется тщательная пригонка поверхностей поршня и цилиндра.
Плотность обеспечивается сальниковым устройством и может быть
восстановлена без разборки насоса.
6.3. Динамические насосы.
Центробежные насосы. Эта группа насосов является самой
многочисленной из всех. Они обладают большой универсальностью, могут
быть в разных исполнениях, более надѐжны в эксплуатации, обладают
равномерной подачей и т.д. В них достаточно просто осуществляется
регулирование производительности. В центробежных насосах всасывание и
нагнетание жидкости происходит равномерно и непрерывно под действием
центробежной силы, возникающей при вращении рабочего колеса с
лопатками, заключенного в улиткообразном корпусе.
В одноступенчатом центробежном насосе (рис. 6.7) жидкость из
всасывающего трубопровода 4 поступает вдоль оси рабочего колеса 2 в
корпус 1 насоса и, попадая на лопатки 3, 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
8. При этом, как следует из уравнения Бернулли, происходит преобразование
кинетической энергии потока жидкости в статический напор, что ведет к
повышению давления жидкости. На входе в колесо создается пониженное
123
давление, что обеспечивает непрерывное поступление жидкости из приемной
емкости.
Рис.6.7. Центробежный насос.
.
Давление, развиваемое центробежным насосом, зависит от скорости
вращения рабочего колеса.
Перед пуском насос в обязательном порядке должен быть залит
перекачиваемой жидкостью, в противном случае, не будет происходить
передачи кинетической энергии от колеса насоса жидкости, т.к.
перекачиваемая жидкость является своего рода рабочим элементом насоса. В
результате жидкость не будет подниматься по всасывающему трубопроводу,
т.к. для этого не хватит создаваемого разрежения, снимаемого за счет
зазоров между колесом и корпусом насоса. Обратный клапан 6 предназначен
для предупреждения стока жидкости из остановленного насоса.
Центробежные насосы могут быть как одноступенчатыми, так о
многоступенчатыми.
Напор одноступенчатых центробежных насосов (с одним рабочим
колесом), как правило, не превышает 50-60 м. Если требуется большой
напор, применяют многоступенчатые насосы с несколькими рабочими
колесами, расположенными последовательно на одном валу в общем
корпусе. Кратность увеличения напора равна числу колес, количество
последних обычно не превышает пяти. Производительность насоса при
увеличении числа ступеней практически остается постоянной.
124
Движение жидкости в насосе. Уравнение центробежного насоса.
Перемещаясь между лопатками колеса, жидкость совершает сложное
движение: во-первых, она движется вдоль канала в радиальном направлении
(относительно колеса), во-вторых, вместе с колесом, по направлению
вращения его.
При выходе жидкости из канала в корпус скорость снижается. Для
уменьшения сопротивления при переходе с колеса в корпус устанавливают
направляющие лопатки. Направляющие лопатки неподвижны и имеют
направление, обратное лопаткам рабочего колеса.
Рис. 6.8. К основному уравнению центробежных машин:
w
1
, w
2
– относительные скорости жидкости при входе в канал и выходе из него,
соответственно, м/с; U
1
, U
2
– окружные скорости на внутренней и наружной
окружности колеса, м/с; S
1
, S
2
– сечения
канала на входе и выходе, м
2
; С
1
, С
2
–
абсолютные скорости, определяемые по
правилу сложения скоростей; w
1
>w
2
; S
1
<S
2
При вращении колеса на каждую
частицу жидкости массой m, находящейся
в межлопастном канале на расстоянии r от
оси вала, действует центробежнпя сила,
которая выражается произведением массы
на центробежное ускорение:
- 2008 — 2025 «СтудМед»