Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация (стр. 14 )

Рабочая жидкость насоса - минеральное масло.

Радиально - поршневые насосы имеют высокий к.п.д. (объемный 0.96-0,98 и механический 0,80--0,95) и ресурс работы до 40 000 ч, в связи с чем их широко применяют в различных отраслях промышленности, а также на судах.

Мощность отдельных радиально-поршневых насосов достигает 3000 кВт, а подача -- 500 м3ч. Они рассчитываются на номинальное давление 10--20 МПа.

АКСИАЛЬНО - ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ

 

 

Рис.28. Аксиально-поршневой насос.

Аксиально-поршневые нерегулируемые насосы с постоянным направлением потока, наклонным блоком и двойным карданом выпускаются отечественной промышленностью трех типоразмеров:

Н71Н, Н140Н и Н250Н (Н - насос, цифра - рабочий объем, см3, Н - нерегулируемый).

При работе на номинальном режиме они имеют до первого капитального ремонта ресурс более 5000 ч. Причем через каждые 2000 ч работы необходимо заменять уплотнительные манжеты, утечка жидкости через которые не должна превышать 0,5 см3/ч. В конце ресурса объемный к.п.д. не должен снижаться более чем на 10%. Привод насоса предусмотрен через упругую муфту. Корпус должен быть ниже уровня рабочей жидкости в системе. На валу 1 приводного двигателя на шпонке сидит фланец, соединённый шарнирно 8 шатунами 3 с блоком цилиндров 7 с поршнями 6, который при работе насоса вращается. При отклонении оси блока от оси вала на угол α, поршни начинают совершать возвратно-поступательное движение в своих цилиндрах, обеспечивая перекачивание жидкости по каналам неподвижного распределительного диска 12 из области всасывания 4 в область нагнетания 5. Вращающийся блок цилиндров опирается на распределительный диск 12 с разделённой полостью, которая каналами 10 и 11 сообщается с полостями цилиндров блока. При работе насоса в зависимости от знака угла α наклона блока в полостях цилиндров будет происходит всасывание или нагнетание, при этом поток создаваемый насосом будет менять своё направление. Производительность насоса зависит от величины угла α наклона блока.

АПН по сравнению с РПН имеют более высокие значения объёмного и механического КПД, потребляют меньшее усилие для изменения угла наклонения оси блока, чем для перемещения направляющего кольца.

Роторно-поршневые гидравлические машины широко используют в качестве гидродвигателей. Гидродвигатели используются в гидроприводах палубных механизмов.

 

Вопросы для повторения и самопроверки:

1. Дайте определение понятию «насос» и объясните принцип его действия.

2. Объёмные насосы вытеснения, их виды и принцип действия.

3. Лопастные насосы, их виды и принцип действия.

4. Струйные насосы, их виды и принцип действия.

5. Дайте определение понятию «производительность» насоса.

6. Дайте определение понятию «напор» насоса.

7. Дайте определение понятию «полезная или гидравлическая мощность насоса» и запишите её выражение.

8. Дайте определение понятию «эффективная мощность насоса» и запишите её выражение.

9. Дайте определение понятию «коэффициент полезного действия насоса» и запишите его выражение.

10. Охарактеризуйте гидравлический, объёмный и механический КПД насоса.

11. Запишите уравнение Д.Бернулли для полной энергии удельной единицы массы жидкости.

12. Записать и объяснить характер изменения величины Е, из условий движения жидкости.

13. Запишите уравнение Д.Бернулли для полного гидродинамического напора в любом сечении трубопровода и объясните значение его членов.

14. Рассмотрите работу насоса, расположенного ниже уровня перекачиваемой жидкости и определите величину напора всасывания для этой установки.

15. Рассмотрите работу насоса, расположенного выше уровня перекачиваемой жидкости и определите величину напора всасывания для этой установки.

 

ВОДОКОЛЬЦЕВОЙ НАСОС

 

Водокольцевой насос (простейшая схема рис.29). Насос состоит из цилиндрического корпуса 4 с патрубками 1 и 2 для подвода и отвода перекачиваемой среды (газ, жидкость или паровоздушная смесь). Внутри корпуса эксцентрично смонтирован ротор 3 (лопаточное рабочее колесо).

Перед пуском насос заливают водой. При вращении лопасти ротора отбрасывают воду к стенкам корпуса, образуя вращающийся водокольцевой слой (водяное кольцо).

 

Рис.29. Водокольцевой насос.

Вследствие несжимаемости воды, вращающейся кольцевой слой имеет постоянную толщину и располагается концентрично по отношению к корпусу насоса. Серповидное пространство между внутренней поверхностью водяного кольца и ступицей ротора составляет рабочую камеру насоса. Если ротор вращается по часовой стрелке, то справа поверхность водяного кольца удаляется от ступицы ротора и между каждыми смежными лопастями и боковыми стенками корпуса образуется свободный объём, который через серповидное окно 5 будет заполняться перекачиваемой средой. Слева водяное кольцо приближается к ступице, объём уменьшается, и перекачиваемая среда через серповидное окно 6 выталкивается в нагнетательный патрубок. Роль окон будет меняться при изменении направления вращения ротора. Вверху внутренняя поверхность водяного кольца - касается ступицы рабочего колеса и препятствует перетеканию среды с нагнетательной стороны во всасывающую.

Очень важно, чтобы при работе насоса, не было утечек воды из него и чтобы толщина водяного кольца, оставалась постоянной.

Утечки жидкости из насоса происходят постоянно в результате вихре- и брызгообразования на внутренней поверхности водяного кольца и уноса брызг через нагнетательное отверстие. Кроме того, от постоянного перемешивания и трения жидкость в кольце нагревается и ухудшается работа насоса. Поэтому центробежные насосы оборудуются собственной системой с напорным бачком для постоянной замены части воды в кольце.

Основные характеристики водокольцевых насосов:

Подача= Qн, м /час 0,3-12

Напор = Нн м. вод. ст. до 70 (7,0) (МПа)

Вакуум % = 98-99 %

Частота вращения nн, об/мин - до 960

 

Вопросы для повторения и самопроверки:

1. Конструкция поршневого насоса.

2. Работа поршневого насоса.

3. Подача поршневого насоса. Воздушные колпаки.

4. Производительность поршневого насоса.

5. Преимущества и недостатки поршневого насоса

6. Эксплуатация поршневого насоса.

7. Роторные насосы. Типы насосов. Принцип работы.

8. Шестеренные насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

9. Винтовые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

10. Пластинчатые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

11. Водокольцевые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

12. Радиально-поршневые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

13. Аксиально-поршневые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

14. Эксплуатация роторных насосов (пуск и работа насоса, неполадки в работе насоса).

 

 

 

 

 

 

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ

 

Характеристики центробежных насосов при их совместной работе.

 

В практике может возникнуть необходимость увеличения производительности или напора в насосной установке. Если два насоса, имеющие отдельные всасывающие трубопроводы, нагнетают жидкость в общую магистраль, работа их называется параллельной.

Суммарная характеристика двух параллельно работающих насосов (рис.30.а) получается сложением их подач при одинаковых напорах. Удваивая абсциссы кривой 1, получим характеристику 2, которая с характеристикой трубопровода 3 будет пересекаться не в точке А1 а в точке А2. Абсцисса точки А2 пересечения суммарной характеристики 2 с характеристикой 3 трубопровода будет соответствовать общей подаче двух параллельно работающих одинаковых насосов, а ордината развиваемому этими насосами напору Н, причём, совместная их производительность Q`` v = 2 Q` v .

А Б

 

 

Рис. 30. Построение характеристик совместно работающих насосов.

 

Если один насос подаёт жидкость во всасывающий патрубок другого насоса, а последний нагнетает её в напорную магистраль, то такая работа насосов называется последовательной (рис. 30.б). При последовательном соединении центробежных насосов их суммарная характеристика 5 получается сложением ординат характеристик 1 и 2. Координаты точки А пересечения кривой 5 с характеристикой трубопровода 4 будут соответствовать суммарной подаче и развиваемому напору. Точки пересечения характеристики 1 и 2 насосов с характеристикой 4 трубопровода определяют параметры работы каждого из насосов в отдельности. Поэтому в общем случае:

Q v``` ≠ Qv + Qv", Н3 = Н1+Н2.

Вопросы для повторения и самопроверки:

1. Дайте определение понятию «насос» и объясните принцип его действия.

2. Объёмные насосы вытеснения, их виды и принцип действия.

3. Лопастные насосы, их виды и принцип действия.

4. Струйные насосы, их виды и принцип действия.

5. Дайте определение понятию «производительность» насоса.

6. Дайте определение понятию «напор» насоса.

7. Определение «полезная или гидравлическая мощность насоса» и запишите её выражение.

8. Дайте определение понятию «эффективная мощность насоса» и запишите её выражение.

9. Определение «коэффициент полезного действия насоса» и запишите его выражение.

10. Охарактеризуйте гидравлический, объёмный и механический КПД насоса.