Построение характеристики насосной установки с предохранительным клапаном

В настоящее время в большинстве случаев в качестве гидравлических приводов машин используют объемные гидроприводы, в которых источником энергии рабочей жидкости является нерегулируемый или регулируемый объемный насос [2].

Нерегулируемые объемные насосы, как правило, работают совместно с предохранительными или переливными клапанами, а регулируемые – с регуляторами подачи. Совокупность насоса с клапаном и насоса с регулятором принято называть насосной установкой. Поэтому характеристика использующаяся в расчете, фактически является характеристикой насосной установки.

В 1-м примере выполнения курсовой работы рассматривается построение характеристики объёмного насоса с переливным клапаном, а во 2-м – регулируемого объёмного насоса с регулятором; ниже рассматривается построение характеристики объёмного насоса с предохранительным клапаном.

На рисунке 3.1 представлены схема и характеристика насосной установки с предохранительным клапаном.

Рисунок 3.1 – Насос с предохранительным клапаном

Предохранительный и переливной клапаны объединяются под общим названием – напорные клапаны. Принцип работы этих клапанов одинаков, но они различаются по конструкции из-за разных задач стоящих перед ними.

Переливные клапаны работают непрерывно, поддерживая заданное давление. Предохранительные клапаны должны срабатывать в критической ситуации при превышении давления выше предельно допустимого. Поэтому главное требование к ним – надежность срабатывания.

На рисунке 3.2 приведены две конструктивные схемы напорных клапанов

а) – шариковый, б) – плунжерный

Рисунок 3.2 – Напорные клапаны

Принцип работы обоих клапанов одинаков: если подводимое к ним давление превысит расчетную величину, то запорно-регулирующий элемент 1 сожмет пружину 2 и произойдет "сброс" давления на слив (р_сл).

Если клапан предохранительный, то он срабатывает только в аварийных ситуациях, а при нормальной работе закрыт, т.е. и подача насосной установки .

Следовательно, характеристика насосной установки совпадает с характеристикой объемного насоса (рис. 3.1 а).

Поскольку эта характеристика практически линейна, ее можно построить по двум точкам (рис. 3.1 б):

а) первая точка – точка А, соответствующая теоретической подаче насоса, которая определяется по формуле

, (3.1)

где – рабочий объем насоса;

– частота вращения вала насоса;

б) координаты второй точки определяются по величине объёмного кпд насоса , заданного при определенном давлении ,

, (3.2)

где – объемный кпд насоса при .

Величина по условию задачи может быть задана не в явном виде, а коэффициентом объемных утечек в насосе , который используется в следующей формуле:

. (3.3)

Для получения координат точки при этом, в формулу (3.3) подставляют произвольно выбранное давления ри определяют при этом давлении , а затем используют его значение для расчета соответствующей величины по формуле (3.2).