Вопрос 1.7. Воздушные колпаки

Для уменьшения колебания давления, обусловленного неравно­мерностью подачи насоса, применяют воздушные колпаки, устанав­ливая их на всасывающем и нагнетательном трубопроводах. Прин­цип действия воздушных колпаков заключается в их заполнении пе­рекачиваемой жидкостью при увеличении мгновенной подачи выше средней и в опорожнении при уменьшении ее ниже средней.

В результате в напорном и всасывающем трубопроводах поддер­живается постоянной скорость движения жидкости, и влияние сил инерции ее движения сводится к минимуму. Установка воздушных колпаков позволяет резко улучшить параметры насосов, повысить их подачу и надежность. Эффект от применения воздушных колпаков тем выше, чем больше неравномерность подачи насоса - в особенно­сти у одноцилиндровых насосов одинарного и двойного действия.

Воздушный колпак (рис. 1.4) представляет собой цилиндрический сосуд, частично наполненный газом. При увеличении давления в тру­бопроводе жидкость, наполняя колпак, сжимает газ, а при уменьше­нии давления вытесняется из него сжатым газом.

Рассмотрим работу колпака достаточно большого объема, уста­новленного на нагнетательном трубопроводе одноцилиндрового на­соса двойного действия.

В статическом состоянии при неподвижной жидкости в трубопро­воде газ, заполняющий верхнюю часть колпака, находится под тем же давлением, что и жидкость.

 

 

-14-

В начале вытеснения поршнем жидкости из цилиндра (рис. 1.4, фаза 1) расход ее минимален и пока он не достигнет среднего, объем жидкости, поступающей в напорный трубопровод, будет:

,

где, - мгновенная подача насоса,

- расход жидкости из колпака.

По мере увеличения мгновенной подачи насоса расход жидкости из колпака будет уменьшаться, а при будет равен нулю. При увеличении мгновенной подачи насоса выше средней (фаза 2) кол­пак начнет наполняться и расход жидкости в напорном трубопрово­де будет равен:

,

При уменьшении мгновенной подачи насоса ниже средней (фаза 3) колпак начнет опорожняться, при этом:

,

Таким образом, объем воздуха в компенсаторе все время будет изменяться от минимального У_т1п до максимального У_гшг, и в процессе работы колпак будет аккумулировать объем жидкости, равный:

= .

Изменению объема воздуха будет соответствовать увеличение или уменьшение давления.

Рис. 1.4. Схема работы воздушного колпака:

а — фазы работы воздушного колпака; б - график подачи

одноцилиндрового насоса двойного действия

 

-15-