ПОРШНЕВИХ НАСОСІВ

4.1 Мета і завдання

 

4.1.1 Аналіз схем та принципу дії зворотно-поступальних насосів (ЗПН).

4.1.2 Визначення теоретичної та дійсної подачі поршневих насосів.

4.1.3 Побудова графіків миттєвих подач ЗПН.

 

Тривалість заняття – 2 години.

 

4.2 Теоретичні відомості

 

Поршневі насоси відносяться до насосів об’ємного типу.

Принцип роботи поршневих насосів оснований на витисканні рідини із замкнутого простору, що періодично з’єднується з входом і виходом.

Насоси перетворюють механічну енергію приводу в енергію тиску рідини.

Насос складається з двох частин: гідравлічної і приводної (рис. 4.1).

В склад гідравлічної частини входять:

– корпусні деталі: а) гідрокоробка з елементами ущільнення; б) вхідний колектор; в) вихідний колектор;

– циліндрові втулки; поршні; клапанні групи; штоки; ущільнюючі елементи; пневмокомпенсатор; запобіжний клапан.

Два послідовних ходи поршня називаються одним ходом. Кількість ходів в одиницю часу називається частотою ходів поршня. Хід поршня, коли йде наповнення циліндра рідиною, називається всмоктуванням. Хід, коли проходить витіснення рідини, називається нагнітанням.

Об’єм циліндра, що утворюється в результаті руху поршня в межах одного ходу, називається робочим об’ємом.

Середня теоретична подача насоса двосторонньої дії обчислюється за формулою:

.

(4.1)

 

 

1 – вхідний патрубок; 2 – зливна лінія запобіжного клапана;

3 – запобіжний клапан; 4 – вихідний трубопровід;

5 – пневмокомпенсатор; 6 – вихідний колектор; 7 – поршень;

8 – шток; 9 – ущільнення штока; 10 – шатун; 11 – кришка

станини; 12 – трансмісійний вал; 13 – зубчаста передача;

14 – кривошипний (ексцентриковий) вал; 15 – станина;

16 – рама; 17 – крейцкопф; 18 – контршток; 19 – ущільнення контрштока; 20 – гідрокоробка; 21 – клапани;

22 – вхідний колектор

Рисунок 4.1 – Схема поршневого насоса двосторонньої дії

 

Середня теоретична подача насоса односторонньої дії визначається за формулою:

,

(4.2)

де – площа поперечного перерізу поршня;

– площа перерізу штока;

– число циліндрів насоса;

– довжина ходу поршня;

– частота ходів поршня.

Дійсна подача насоса визначається за формулою:

,

(4.3)

де – коефіцієнт подачі ( = 0, 88–0, 99). Причому, менша величина коефіцієнта приймається для насосів меншої потужності, а більша – для більш потужних насосів.

Кутова швидкість кривошипа обчислюється за формулою:

.

(4.4)

Швидкість поршня обчислюється за формулою:

,

(4.5)

де – кут повороту кривошипа;

– радіус кривошипа ().

Миттєва подача передньої робочої камери обчислюється за формулою:

.

(4.6)

Для насосів двосторонньої дії миттєва подача штокової робочої камери обчислюється за формулою:

.

(4.7)

Кут зміщення між кривошипами для багатоциліндрових насосів обчислюється за формулою:

,

(4.8)

де – число робочих камер насоса.

Коефіцієнт нерівномірності подачі визначається за формулою:

,

(4.9)

де – максимальне значення подачі насоса, м³/с;

– середнє значення подачі насоса, м³/с;

 

4.3 Порядок виконання роботи

 

4.3.1 Визначити кут зміщення кривошипів, якщо відомо число робочих камер насоса.

4.3.2 Знайти теоретичну і дійсну подачу насоса, якщо відомо що діаметр поршня рівний , діаметр штока , число робочих камер насоса , радіус кривошипа .

4.3.3 Побудувати графіки миттєвих подач насоса за один оберт корінного вала (з кроком 15⁰).

4.3.4 Знайти максимальне значення миттєвої подачі насоса.

4.3.5 Знайти коефіцієнт нерівномірності подачі насоса.

 

Таблиця 4.1 – Вихідні дані для виконання роботи

Варіанти	Параметри
, м	, м	, м			Дія насоса
	0, 2	0, 070	0, 125			одностороння
	0, 19	0, 071	0, 200			двостороння
	0, 18	0, 072	0, 150			двостороння
	0, 17	0, 072	0, 120			одностороння
	0, 16	0, 068	0, 200			двостороння
	0, 15	0, 067	0, 150			двостороння
	0, 14	0, 069	0, 130			одностороння
	0, 13	0, 071	0, 200			двостороння
	0, 14	0, 073	0, 150			двостороння
	0, 15	0, 072	0, 135			одностороння

 

4.4 Контрольні запитання

 

4.4.1 Яка можлива максимальна висота всмоктування поршневого насоса?

4.4.2 На чому оснований принцип роботи поршневих насосів?

4.4.3 Класифікація поршневих насосів за розміщенням осей циліндрів.

5.4.4 Класифікація поршневих насосів за числом циліндрів.

4.4.5 Які елементи входять в склад приводної частини поршневого насоса?

4.4.6 Які елементи входять в склад гідравлічної частини поршневого насоса?

4.4.7 Основні переваги та недоліки поршневих насосів в порівнянні з іншими типами насосів.

4.4. Які переваги трипоршневих насосів односторонньої дії?

4.4.9 Які недоліки двопоршневих насосів двосторонньої дії?

4.4.10 Чому на практиці не застосовують трипоршневі насоси двосторонньої дії?