Насосы объемного действия (стр. 1 из 3)

Министерство образования и науки Украины

Реферат

по предмету – ГПГМ (практика)

на тему:

«Насосы объемного действия»

Выполнил: ст. гр. ГРммС 09-1

Недашковский Д.В.

Проверил: Шворак В.Г.

г. Днепропетровск 2010 г.

Насосы. Классификация

По принципу действия насосы подразделяются на две основные группы: динамические и объемные. К первой относятся насосные агрегаты, где жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере постоянно сообщающихся с входом и выходом насоса.

В объемных – перемещение рабочей среды осуществляется под воздействием поверхностного давления при периодическом изменении объема насосной камеры попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

В группу динамических относят: лопастные (центробежные и осевые насосы), насосы трения (вихревые, дисковые, червячные гидроструйные), инерционные (вибрационные).

К объемным – насосы возвратно-поступательного действия (поршневые, плунжерные), а также ротационные (шестеренчатые и винтовые).

Устройство и принцип действия возвратно-поступательных насосов

К объемным относится большое число насосов различных типов: поршневые, плунжерные, диафрагмовые, винтовые, шестеренные и др. Наиболее распространенными из объемных насосов являются поршневые и плунжерные. В системах водоснабжения и канализации поршневые насосы в настоящее время применяются относительно мало: для подъема воды из скважин малого диаметра, для перекачивания вязких жидкостей, например осадка из первичных отстойников, а также в качестве дозировочных насосов.

Рис. 5.1. Схемы возвратно-поступательных насосов

а — поршневой насос одностороннего действия; 6 — плунжерный насос двустороннего действия

Рис. 5.2. Схема дифференциального плунжерного насоса

1— плунжер; 2 — шток; 3 — всасывающий клапан; 4 — нагнетательный клапан

Поршневые и плунжерные насосы относятся к возвратно-поступательным. Устройство и принцип работы поршневого насоса одностороннего действия можно уяснить из рис. 5.1, а. Такой насос состоит из рабочей камеры 1 со всасывающим и напорным клапанами ВК и НК и цилиндра 2 с поршнем 3, совершающим возвратно-поступательное движение. К рабочей камере присоединены всасывающий и напорный трубопроводы.

За один цикл, т. е. за один поворот вала 4 с кривошипом 5 в цилиндр засасывается, а затем выталкивается объем жидкости, равный

V = FS (5.1)

где S и F — ход и площадь поршня.

В плунжерном насосе двустороннего действия (рис. 5.1,6) обе полости поршня являются рабочими, и за один ход поршня в прямом направлении одновременно происходит всасывание и нагнетание жидкости. Эти же процессы повторяются и при ходе поршня в обратном направлении.

При одних и тех же площадях поршня F, одинаковом ходе S и постоянном числе ходов в единицу времени подача насосов двустороннего действия в 2 раза больше подачи насосов одностороннего действия. Кроме того, насосы двустороннего действия обеспечивают более равномерную подачу жидкости.

С целью большего выравнивания подачи применяют строенные насосы. Эти насосы состоят из трех насосов одностороннего действия, объединенных общим коленчатым валом. Кривошипы каждого из объединенных таким образом насосов расположены под углом 120 ° по отношению друг д кругу.

Равномерную подачу обеспечивают также и дифференциальные насосы (рис. 5.2). В таких насосах обе полости поршня так же, как и у насосов двустороннего действия, являются рабочими. Но в отличие от насосов двустороннего действия эти насосы имеют только два клапана: всасывающий и нагнетательный. Поэтому за один оборот коленчатого вала (кривошипа) в этих насосах происходят один цикл всасывания и два цикла нагнетания. При одинаковых с насосами одностороннего действия габаритных размерах дифференциальный насос обеспечивает такую же подачу, но с большей равномерностью.

В соответствии с приведенными схемами, а также в зависимости от назначения, условий работы и конструкции можно принять следующую классификацию возвратно-поступательных насосов.

1. По роду действия — насосы:

а) одностороннего действия;

б) двустороннего действия;

в) строенные;

г) сдвоенные двустороннего действия;

д) дифференциальные.

2. По расположению цилиндров — насосы:

а) горизонтальные;

б) вертикальные.

3. По конструкции рабочего органа — насосы:

а) поршневые, в которых дисковый поршень, снабженный уплотняющими устройствами (манжетами, поршневыми кольцами), перемещается в расточенном цилиндре;

б) плунжерные, у которых вместо поршня применяют плунжер (скалку) в виде полого стакана, который движется в уплотняющем сальнике, не касаясь внутренних стенок цилиндра; плунжерные насосы проще и надежнее в эксплуатации, так как у их нет сменных уплотняющих деталей (колец, манжет);

в) с проходным поршнем — вертикальные насосы, вода в которых при нагнетании проходит внутри поршня через нагнетательный клапан, расположенный в верхней его части.

4. По способу приведения насоса в действие — насосы:

а) приводные — от двигателя, соединенного с насосом шатунным механизмом и соответствующими передачами;

б) прямодействующие — паровые, у которых поршень насосного цилиндра расположен на общем штоке с поршнем паровой машины (паровая машина составляет с насосом общий агрегат).

5. По назначению—насосы для подачи: раствора, бетона, кислоты, масла и т. п.

Электроприводной поршневой насос

Наибольшее применение в системах водного хозяйства поршневые и плунжерные насосы находят в качестве насосов-дозаторов, описание которых см. далее. Существует множество конструкций возвратно-поступательных поршневых насосов. Одной из них является выпускаемый промышленностью электроприводной поршневой насос ЭНП 63/2,5 (рис. 5.3). Насос состоит из гидравлической и приводной частей. В приводной части установлен кривошипный вал с насаженным на нем колесом, сцепляющимся с червяком. Движение от вала передается ползунам и далее поршням. Насос обладает большой высотой всасывания — 7 м и достаточно высоким КПД — 80 %. Такие насосы применяют на водном транспорте для перекачки воды и нефтепродуктов. Масса насоса (с приводом) 1300 кг. Масса аналогичных по подаче и напору центробежных или вихревых насосов в 5—8 раз меньше.

Рис. 5.4.

Схемы клапанов поршневых насосов

а—тарельчатый; б—кольцевой; в—шаровой

Рис. 5.3. Электроприводной поршневой насос

1 — всасывающий патрубок; 2 —узел маслоподачи; 3 — червяк; 4 — шатун; 5 — гидроблок; 6 — поршень

Для перекачивания осадка (например, из первичных отстойников) применяют плунжерные насосы типа НП, в частности НП-28 и НП-50 с подачей соответственно 28 и 54 м3/ч при максимальном напоре до 30 м. Это плунжерные насосы одностороннего действия. Насос НП-28 двухплунжерный, а насос НП-50 четырехплунжерный. Привод насосов — от электродвигателя через клиноременную передачу и редуктор. Подачу можно изменять путем уменьшения хода плунжера. Основными деталями поршневых насосов являются цилиндры, поршни, клапаны, кривошипно-шатунные механизмы и воздушные колпаки. Цилиндры — основная деталь собственно поршневых насосов. Так как в полости цилиндра движется поршень, то внутренние стенки его должны быть тщательно обработаны. Поршни должны быть также обработаны и иметь уплотнительные детали — поршневые кольца или манжеты.

В плунжерных насосах плунжер движется в камере, не соприкасаясь с ее стенками, поэтому в таких насосах тщательной обработки требуют только плунжеры и сальниковые устройства, в которых они движутся. Обработка плунжеров значительно проще, чем обработка внутренней полости цилиндров.

Весьма ответственными деталями насосов являются всасывающие и нагнетательные клапаны. Как правило, применяют автоматические (самодействующие) клапаны и лишь иногда клапаны с принудительным движением. Различают поднимающиеся и откидные автоматические клапаны. В поршневых насосах обычно устанавливают поднимающиеся клапаны, которые, в свою очередь, могут быть тарельчатыми, кольцевыми, шаровыми (рис. 5.4).

Существенной деталью поршневых насосов является воздушный колпак, который служит для выравнивания подачи жидкости и уменьшения инерционного воздействия массы жидкости на детали насоса. Так как воздушные колпаки обеспечивают равномерную подачу жидкости в трубопровод, они должны аккумулировать избыток жидкости в периоды максимальной подачи и пополнять расход в периоды, когда подача меньше средней. Колпаки устанавливают на корпусе насоса в непосредственной близости от камер нагнетания или всасывания. При установке воздушного колпака на всасывающем трубопроводе увеличивается высота всасывания.

Объем воздушных колпаков зависит от типа насоса и степени неравномерности подачи. Объемы воздуха VK в напорных колпаках (в долях от рабочего объема цилиндра насоса FS) принимают равными для насосов:

одностороннего действия — 22 FS

двустороннего — 9 FS

строенных — 0,5 FS.

Объем воздуха в колпаках, установленных на всасывающей стороне насоса, должен быть не меньше (5—10) FS, независимо от типа насоса. Полный объем колпака составляет около 1,5 объема воздуха. Схему установки воздушных колпаков на насосе двойного действия см. на рис. 5.1, б.

Поршневые насосы можно пускать в ход только при открытой задвижке на напорном трубопроводе, так как пуск насоса при закрытой задвижке может привести к поломке насоса или разрыву напорного трубопровода. Этим поршневые насосы принципиально отличаются от центробежных. Останавливать поршневой насос следует тоже при открытой задвижке. Следовательно, задвижку на напорном трубопроводе закрывают только при ремонте или замене поршневого насоса.