Файл: Назначение и принцип действтия насосов.docx

.

Площадь прямоугольника, согласно построению, равна: , откуда:

или ,

т. е. у поршневого насоса одностороннего действия максимальная подача превосходит среднюю подачу в 3,14 раза.

Применение поршневых насосов двухстороннего действия способствует уменьшению неравномерности подачи.

Схема поршневого насоса двухстороннего действия представлена на рисунке:



В данных насосах камеры с клапанами располагаются по обе стороны цилиндра. Движение поршня в любую сторону является рабочим. Циклу всасывания в левой камере соответствует цикл нагнетания в правой камере, и наоборот.

Подача поршневого насоса двухстороннего действия почти вдвое больше подачи насоса одностороннего действия тех же геометрических размеров и может быть подсчитана по формуле:

,

где f - площадь сечения штока.

В этом случае:

,

откуда: .

Следовательно: ,

т. е. максимальная подача превышает среднюю подачу в 1,57 раза.

График подачи поршневого насоса двухстороннего действия показан на рисунке:

Применение многопоршневых насосов с параллельным включением цилиндров позволяет еще в большей степени снизить неравномерность подачи. Здесь поршни приводятся в движение от общего коленчатого вала.

На рисунке представлена диаграмма подачи трехпоршневого насоса, состоящего из трех насосов одностороннего действия, кривошипы которых расположены по отношению друг к другу под углом 120^о.

В этом случае имеем:

---

,

откуда .

Степень неравномерности подачи равна:



График подачи трехпоршневого насоса показан на рисунке:

Подача серийно выпускаемых поршневых насосов меняется от 1 до 150 м³/ч при напорах до 2000 м.

Плунжерные насосы

Схема плунжерного насоса представлена на рисунке:



Рис. Насос дозировочный плунжерный НД 1 – шток; 2 – плунжер; 3 – кгидроцилиндр; 4 - коробка регулирующего механизма; 5 – коробка привода; 6 – электродвигатель


Рис Плунжерный насос 1 - шатун; 2 – эксцентрик; 3 – вал; 4 – червячное колесо; 5 – червяк; 6 – упругая муфта; 7 – корпус редуктора; 8 – кронштейн; 9 – ползун; 10 – плунжер; 11 – корпус гидроцилиндра; 12 - проставок

Плунжерные насосы отличаются от поршневых насосов конструкцией рабочего органа. Вместо поршня они имеют плунжер.

Плунжер - полый цилиндр, движущийся в уплотняющем сальнике не касаясь внутренних стенок рабочей камеры.

По гидравлическим параметрам поршневые и плунжерные насосы одинаковы.

В эксплуатации плунжерные насосы несколько проще, так как у них меньше изнашиваемых деталей (отсутствуют поршневые кольца, манжеты и пр.).

---

Диафрагменные насосы

Диафрагменные насосы имеют вместо поршня гибкую диафрагму (мембрану).

Диафрагма может изготовляться из:

• 
  кожи;
  
• 
  прорезиненной ткана;
  
• 
  синтетического материала.
  

ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ С ВРАЩАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ РАБОЧЕГО ОРГАНА

Шестеренные насосы

Схема устройства шестеренного насоса представлена на рисунке:



Рис. Шестеренный насос: 1 – полость всасывания; 2 – ведущая шестерня;

3 – ведомая шестерня; 4 – напорная полость; 5 - корпус

Рабочим органом насоса являются две шестерни: ведущая и ведомая, размещенные в корпусе с небольшими радиальными и торцовыми зазорами.

При вращении колес жидкость поступает из полости всасывания во впадины между зубьями и перемещается в напорную полость.

Подача шестеренного насоса, состоящего из двух колес одинакового размера, определяется выражением:

,

где f – площадь поперечного сечения впадины между зубьями;

l - длина зуба шестерни;

z – число зубьев.

Объемный КПД шестеренного насоса учитывает частичный перенос жидкости обратно в полость всасывания, а также протечки жидкости через зазоры. В среднем он составляет 0,7 – 0,9. Шестеренные насосы обладают реверсивностью. При изменении направления вращения шестерен происходит изменение направления движения жидкости.

Винтовые насосы

Винтовой насос представлен на рисунке:


Данные насосы имеют винты специального профиля, линия зацепления между которыми обеспечивает полную герметизацию области нагнетания от области всасывания.

При вращении винтов эта линия перемещается вдоль оси. Длина винтов для обеспечения герметичности при всех их положениях должна быть несколько больше шага винтов.

Жидкость, расположенная во впадинах винтов и ограниченная корпусом и линией защемления винтов

---

, при вращении их вытесняется в область нагнетания.

В большинстве случаев винтовые насосы выполняются с тремя винтами: средний - ведущий и два боковых – ведомые.

Подача насоса определяется выражением:

,

где d_Н – диаметр начальной окружности винтов.

Винтовые насосы обеспечивают равномерный график подачи жидкости во времени.

Теоретическая подача роторных насосов, как и всех объемных насосов, не зависит от напора, ими создаваемого. В действительности наблюдается незначительное уменьшение подачи с повышением напора, определяемое увеличением протечек жидкости через зазоры внутри насоса.

Напор объемных насосов определяется только сопротивлением внешней сети.

7. 
   ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ НАСОСОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
   

По мере увеличения возможной подачи насосы располагаются в следующем порядке:

• 
  объемные;
  
• 
  центробежные;
  
• 
  осевые.
  

По мере увеличения максимально возможного напора насосы располагаются в следующем порядке:

• 
  осевые;
  
• 
  центробежные;
  
• 
  объемные.
  

Пределы изменения параметров насосов различных типов показаны на рисунке:


Проанализируем достоинства и недостатки рассмотренных нами насосов, определяющие области их возможного применения в сооружениях систем водоснабжения и канализации.

Лопастные насосы (центробежные и осевые)

Достоинства:

• 
  обеспечивают плавную и непрерывную подачу при высоком значении КПД;
  
• 
  высокая надежность и достаточная долговечность;
  
• 
  возможность перекачивания жидкостей с различным содержанием загрязняющих веществ;
  
• 
  простота соединения с приводными двигателями.
  

Недостатки:

• 
  ограниченность их применения в области малых подач и высоких напоров в виду снижения КПД;
  
• 
  необходимость заполнения центробежных насосов перекачиваемой жидкостью перед включением в работу.
  

Объемные насосы

Насосы с возвратно-поступательным движением рабочего органа

---

Достоинства:

• 
  высокий КПД ;
  
• 
  возможность осуществлять подачу незначительных объемов под сколь угодно большим давлением.
  

Недостатки:

• 
  неравномерность подачи;
  
• 
  сложность соединения с приводным двигателем;
  
• 
  наличие легко изнашивающихся клапанов;
  
• 
  тихоходность;
  
• 
  большие размеры и масса.
  

---