Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация (стр. 13 )

 

кривошипных, и механический КПД у таких насосов более высок и обычно составляет 0,85 —

 

0,95, тогда как у кривошипных насосов он составляет 0,65 — 0,90.

 

Рис. 22 Графики подачи поршневых насосов.

В условиях эксплуатации на судах поршневые насосы имеют ряд преимуществ по сравнению с насосами других типов.

К достоинствам поршневых насосов относятся:

·         способность самовсасывания («сухого» всасывания);

·         возможность достижения высоких давлений;

·         способность перекачивания разнообразных жидкостей при различных температурах, в том числе многокомпонентных сред большой вязкости;

·         к. п. д.; простота конструкции и надежная работа прямодействующих насосов, которые при наличии на судне парового котла не требуют специальных двигателей.

К недостаткам поршневых насосов относятся:

·         неравномерность подачи и колебание давления; большие габариты и масса;

·         большой расход пара (20--60 кг/ч на 736 Вт) у прямодействующих насосов;

·         необходимость применения воздушных колпаков и контроля работы;

·         резкое снижение подачи при работе на жидкостях, отличающихся высоким давлением насыщенных паров.

Объёмная производительность (подача) поршневого насоса определится по формуле:

 Q = F*s*n*k*ηн ,

где: Р - площадь поршня М2 S - ход поршня, м;

n - частота вращения коленчатого вала, об/мин ;

к - коэффициент подачи насоса.

Поршневой насос (конструкция рис. 21). Насос предназначен для перекачки воды и нефтепродуктов. У насосов, перекачивающих нефтепродукты, поршни 2 чугунные с текстолитовыми уплотнительными кольцами, а у перекачивающих воду, поршни латунные с эбонитовыми кольцами.

Роторными называются насосы, у которых механическая энергия равномерно вращающегося ротора-вытеснителя, создаёт энергию перемещающегося потока жидкости.

 

РОТОРНО - ШЕСТЕРЁНЧАТЫЕ НАСОСЫ

 

Конструктивно роторы выполняются в виде сопрягаемых зубчатых шестерен (шестеренные насосы), в виде одного или нескольких сопрягаемых винтов (винтовые насосы), с одной или

Рис. 23 Роторные насосы.

несколькими вращающимися пластинами (пластинчатые насосы). Подача роторных насосов равномерная, им не нужны клапаны для обеспечения всасывания или нагнетания. Роторные насосы используются для перекачивания чистых вязких жидкостей, не приводящих к износу трущихся поверхностей и большим утечкам через зазоры. Насос (рис 23.) состоит из ведущей 4 и ведомой 9 шестерен, входящих в зацепление и вращающихся в корпусе 3. При вращении шестерен, раскрываются их впадины, и в полости всасывания создаётся пониженное давление Р1. Жидкость заполняет впадины и переносится в полость нагнетания, где вытесняется из неё зубьями входящими в зацепление и отводится при давлении нагнетания Р2.

 

Рис.24. Запирание жидкости во впадинах шестерён.

В шестеренном насосе возникают явления запирания жидкости (рис.24). Во впадине зубьями создаётся давление до 40 МПа и жидкость нагревается. При выходе зуба из зацепления давление со стороны всасывания падает и жидкость вскипает, что может сорвать всасывание насоса. Предупреждают закипание жидкости различными конструктивными мерами: создают зазор 0,2-0,5 мм в зацеплении; соединяют впадины ведомой шестерни разгружающими сверлениями; делают соединительные полости на торцевых крышках.

В шестеренном насосе жидкость перекачивается посредством вращающихся шестерен, находящихся в зацеплении. Шестеренные насосы выполняют с внутренним или внешним зацеплением, с прямозубыми, косозубыми и шевронными шестернями. У косозубых и шевронных шестерен зацепление происходит не сразу по всей ширине, как у прямозубых, а постепенно. Такие насосы менее чувствительны к погрешностям изготовления и монтажа, меньше изнашиваются и работают плавно и бесшумно, обладают высокой равномерностью подачи.

На судах распространены шестеренные насосы с внешним зацеплением. Шестерни насоса находятся под действием разности давлений в полостях нагнетания и всасывания. Кроме того, на них действует реакция от вращающего момента на ведущей шестерне. Результирующая этих сил определяет радиальную нагрузку подшипников насоса. Наиболее нагруженными оказываются подшипники ведомой шестерни.

В шестеренных насосах с коэффициентом перекрытия зацепления, большим единицы, и в насосах, не имеющих зазоров при зацеплении, происходит запирание жидкости во впадинах. При таком зацеплении часть жидкости оказывается запертой во впадине шестерни входящим в нее зубом.

Уменьшение запертого объема, сопровождающееся сжатием жидкости, приводит к появлению дополнительной радиальной пульсирующей нагрузки на шестерни, валы и подшипники. Объемный КПД шестеренного насоса равен 0,7--0,85.

По мере изнашивания деталей это значение уменьшается. Потери энергии на трение также велики; они обусловлены трением торцов шестерен о боковые диски, трением в подшипниках и уплотнении.

Развитые поверхности трения вызывают значительные механические потери, поэтому механический КПД не превышает 0,6--0,7.

 

РОТОРНО - ВИНТОВЫЕ НАСОСЫ

 

Рис. 25. Винтовой насос.
1 — ведущий вал; 2 — ведомые винты; 3 — предохранительно-перепускной клапан.

Эксплуатация роторных насосов (пуск и работа насоса, неполадки в работе насоса). Правила технической эксплуатации.

Перед пуском насоса производят следующие операции:

1. Осматривают насос и его привод;

2. Насос заливают перекачиваемой жидкостью;

3. Открывают приёмный и напорный клапаны на трубопроводе;

4. Открывают арматуру на трубопроводах;

5. Запускают приводной двигатель.

ВНИМАНИЕ! Пуск насоса при закрытом нагнетательном клапане категорически запрещён.

Во время работы насоса следят за показаниями:

1.вакуумметра на приёмном патрубке;

2.манометра на нагнетательном патрубке;

3.амперметра приводного электродвигателя;

4.состоянием сальников и соединительной муфты.

Насос не обеспечивает напора и подачи:

1. Подсос воздуха в приёмном трубопроводе или через сальник;

2. Засорена сетка приёмного фильтра;

3. Нарушена регулировка перепускного (предохранительного) клапана (при ослаблении его пружины жидкость перепускается из нагнетательной во всасывающую полость);

4. Большие зазоры в радиальном и торцевых, направлениях и в зацеплении.

Насос греется или потребляет завышенную мощность:

1. Повышенное давление нагнетания;

2. Имеются механические повреждения в роторе;

3. Нарушены зазоры в зацеплении роторов.

Остановка насоса.

Остановить приводной двигатель. Закрыть напорный и приёмный клапаны.

Для высоких давлений применяют нерегулируемые пластинчатые насосы двукратного действия. Применяют на судах в гидравлических рулевых машинах и гидравлических приводах палубных механизмов.

 

 

 

Рис. 26. Пластинчатый насос.

ПЛАСТИНЧАТЫЕ НАСОСЫ

 

Пластинчатые насосы (простейшая схема рис. 26). В корпусе насоса однократного действия (рис. 26.а и 26.6) с эксцентриситетом вращается двухпластинчатый ротор 1. Пластины 3 размещены в сквозном пазу ротора и прижимаются к корпусу пружинами 2. При вращении ротора пластины образуют с ротором и корпусом две полости: всасывающую и нагнетательную. Полости постоянно разобщены благодаря плотному прилеганию ротора к корпусу за счёт эксцентриситета. Для увеличения равномерности подачи насосы выполняются с большим числом пластин. Изменение направления потока осуществляется изменением направления вращения ротора. Насосы применяются главным образом в гидравлических системах.

Основные характеристики пластинчатых насосов:

Подача = Q н м3/ час ,0,3 –50

Напор =H н м вод. ст, до 70

Высота всасывания Рв, м. вод.ст. (МПа) , до 6,5 (0,65)

Частота вращения nн, об/мин ,до 3000

 

 

 

РОТОРНО-ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ

В гидравлических передачах мощности механизмам судна наиболее широкое применение получили роторно-поршневые насосы.

Роторно-поршневым насосом называют роторно-поступательный насос с рабочими органами в виде поршней или плунжеров. Различают насосы радиально-поршневые, у которых ось вращения перпендикулярна осям поршней, и аксиально-поршневые, у которых ось ротора параллельна осям поршней.

РАДИАЛЬНО - ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ

Рис. 27. Радиально-поршневой насос.

Внутри цилиндрического корпуса 1 расположен звездообразный блок 2 цилиндров с поршнями (плунжерами) 4, которые могут совершать возвратно-поступательное движение. Поршни опираются на ползуны 3, которые при вращении ротора скользят по внутренней поверхности направляющего кольца (обоймы) 6, перемещаемого в поперечном направлении относительно корпуса насоса тягами 7. При этом создаётся эксцентриситет между осью ротора и кольца. Центральная неподвижная часть насоса имеет перемычку 5, отделяющую верхнюю полость насоса а от нижней б, которые соединены с полостями цилиндров ротора. При работе насоса ротор вращается с постоянным числом оборотов в неизменном направлении. Производительность (подача) насоса будет меняться в зависимости от положения обоймы в корпусе. «0» подачи соответствует концентричному расположению обоймы в корпусе, а неполная или полная подача зависит от величины эксцентриситета. В зависимости от положения обоймы (сдвинута вправо или влево) в корпусе, насосные полости а,б будут менять своё назначение, становясь всасывающей или нагнетательной, при этом поток создаваемый насосом в присоединённых к этим полостям трубах будет менять своё направление.