Безударная работа клапанов
Одним из требований, предъявляемых к клапанам, является условие спокойной безударной работы. В результате исследования работы клапанов профессор И.И.Куколевский (МВТУ) и другие исследователи установили «границу стука», т.е. скорость посадки клапана, при которой он начинает садится с ударом – стучать. Установлено, что эта скорость составляет VКЛ = 50÷60 мм/с при работе клапанов без уплотнений.
Максимальная скорость движения клапана и максимальная высота подъем клапана
![]() |
Сравнивая
и
, получим VМАХ =ώ·hМАХ или
VКЛ = 50÷60= ;
.
Таким образом, «граница стука» определяется по формуле
nhМАХ = 500÷600.
Отсюда следует, что при определении предельного числа двойных ходов необходимо учитывать и условие «границы стука» клапанов.
Роторные насосы
Шестеренные насосы
Шестеренные насосы относятся к роторно-вращательным гидромашинам. Они выполняются с шестернями внешнего и внутреннего зацепления, причем наиболее распространены насосы первого типа, так как они проще в изготовлении. На рисунке 7.1 представлен шестеренный насос. В корпусе 1 плотно устанавливаются две шестерни, ведущая шестерня 2 на валу, присоединяемом к валу электродвигателя, и ведомая шестерня 3. Жидкость, попадая во впадины зубьев, переносится в камерах, которые образуются между шестерней и корпусом, из входного патрубка А в напорной Б. Зубья в зацеплении создают уплотнение типа лабиринта, обеспечивающее защиту от перетекания жидкости из патрубка Б в патрубок А.
Рисунок 7.1
Идеальная подача шестеренных насосов определяется по упрощенной формуле
где 2πDНmb=V и представляет сумму объемов впадин (камер) обеих шестерен за вычетом объемов радиальных зазоров в зацеплении (DH -диаметр начальной окружности ведущей шестерни, m и b - зацеплений и ширина шестерни).
Шестеренные насосы выполняются с числом зубьев 8-16, уменьшение числа зубьев увеличивает неравномерность подачи , а увеличение числа зубьев осложняет транспортировку жидкости, так как впадины зубьев становятся мелкими.
Шестеренные насосы с внешним зацеплением шестерен просты по устройству и надежны в эксплуатации, имеют малые габариты и вес, компактны. Хорошо работают на вязких жидкостях.
Давление, развиваемое насосами, обычно (3-100)105 Па (3-100кгс/см2), подача находится в пределах от 6 до 5000 л/мин при числах оборотов 1500-3000 в минуту, к.п.д. шестеренных насосов составляет 0.6-0.9.
Для повышения давления жидкости применяют многоступенчатые шестеренные насосы путем последовательного соединения нескольких пар шестерен в одном корпусе. Для увеличения подачи применяют многошестеренные насосы, у которых вокруг ведущей шестерни располагается 3-7 ведомых.
Винтовые насосы
Винтовые насосы выполняют с одним, двумя, и тремя винтами.
Винтовые насосы в отличие от шестеренных способны перекачивать жидкости различной вязкости, они надежны в работе, компактны, неравномерность подачи практически отсутствует.
На рисунке 7.2 представлен одновинтовой насос, у которого в корпусе 1 имеется резиновая двухзаходная обойма 2, стальной однозаходный винт 3, который с помощью карданного вала 4: соединен с приводным валом. Так как обоймы вдвое больше шага винта, то при вращении винта между ним и обоймой образуются полости, в которых замыкается всасываемая жидкость и переносится в область нагнетания. За один оборот вала величина осевого перемещения жидкости в насосе будет равна шагу обоймы t.
Рисунок 7.2
Поперечное сечение обоймы представляем собой две полуокружности радиуса R (рисунок 7.3), центры которых отстоят на расстояние 4е. R и е - радиус и эксцентритет винта относительно оси
![]() |
Рисунок 7.3
Таким образом, площадь поперечного сечения потока равна разности между поперечными сечениями обоймы и винта:
Объем жидкости в полостях между винтом и обоймой равен:
, t – шаг винта
Следовательно, идеальная подача одновинтового насоса равна:
В многовинтовых насосах один винт ведущий, а остальные - ведомые. Жидкость движется в полостях между винтами и корпусом, в котором вписываются винты (поперечные сечения винтов трехвинтового насоса показаны на рисунке 7.4).
![]() |
Рисунок 7.4
Идеальная подача такого насоса может быть определена, если
известны площадь поперечного сечения корпуса F, суммарная площадь
поперечного сечения всех винтов , шаг ведущего винта
и число оборотов
.
Одновинтовые насосы способны перекачивать жидкости с
механическими примесями, они используются как погружные для откачки нефти и других жидкостей. Эти насосы развивают небольшое давление 3¸20кгс/см2 ((3¸20)105 Па), их подача - от 80 до 400 л/мин при числах оборотов 1500 в минуту, к.п.д. всего 0.4¸0.65.
Трехвинтовые насосы находят применение для перекачки высоковязких нефтепродуктов. Они пригодны для работы при давлениях до 200 кгс/см (200 ×105Па) в широком диапазоне подач от З до 9000 л/мин, допускают высокие числа оборотов в минуту (до 18 000), к.п.д. 0,7¸0,8.
Двухвинтовые насосы выпускаются на относительно небольшие подачи (20 – 40 л/мин) при давлении до 100кгс/см .