Дозировочные насосы

Область применения, параметры, устройство, типы насосов, эксплуатация.

Дозировочные электронасосные агрегаты предназначены для дозирования нейтральных и агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий кинематической вязкостью от 0,0035 до 8 см²/с, температурой от -15 до +200°С, массовой долей твердой неабразивной фазы до 10%, размером зерен твердой неабра­зивной фазы не более 1% от диаметра условного прохода при­соединительных патрубков.

Основные параметры, характеризующие работу этого агре­гата, — это категория точности дозирования, подача, давление нагнетания, допускаемая вакуумметрическая высота всасы­вания.

Категория точности дозирования в установленном диапа­зоне изменения рабочих параметров номинального режима оп­ределяется отклонением фактической подачи эталонной жид­кости при номинальном режиме агрегата, выраженным в про­центах от номинальной подачи.

Фактическая подача вычисляется по отношению объема жид­кости, подаваемой агрегатом, ко времени и зависит от диаметра плунжера, длины его хода, числа ходов плунжера в единицу времени, а также от давления и физико-механических свойств дозируемой жидкости (вязкости сжимаемости, плотности и т. д.). Эти факторы определяют коэффициент подачи агре­гата или его объемные потери — утечки через уплотнения, по­тери от сжимаемости дозируемой жидкости, деформации эле­ментов конструкции насоса и т. д.

Давление нагнетания определяется параметрами насосной установки, т. е. превышением высоты уровня жидкости в на­гнетательном резервуаре над осью насоса, давлением в нагне­тательном резервуаре, а также потерями в нагнетательном тру­бопроводе и физико-механическими свойствами перекачиваемой жидкости.

Вакуумметрическая высота всасывания зависит от давления во всасывающем резервуаре, высоты уровня жидкости в нем над осью насоса, потерь во всасывающем трубопроводе, дав­ления насыщенных паров и других физико-механических свойств перекачиваемой среды. Допустимая вакуумметрическая высота всасывания дозировочных электронасосных агрегатов (при ра­боте на холодной чистой воде с температурой не выше 30 °С) равна 3 м при предельном давлении и наибольшей длине хода плунжера. Превышение вакуумметрической высоты всасывания может вызвать кавитацию, которая приводит к нарушению точ­ности дозирования, снижению подачи, а также к увеличению шума и вибрации агрегата и ускоренному износу узлов про­точной части насоса.

Дозировочный одноплунжерный электронасосный агрегат состоит из редуктора с механизмом регулирования, гидроцилиндра и электродвигателя.

Рисунок 1.15 Редуктор агрегата НД:

1 – червяк; 2 – подшипник; 3 – муфта; 4 – корпус; 5 – червячное колесо; 6 – шатун; 7 – ползун; 8 – вал; 9 – эксцентрик

Редуктор (рис. 1.15) с регулирующим механизмом пред­назначен для преобразования вращательного движения привод­ного вала двигателя в возвратно-поступательное движение плунжера, а также для бесступенчатого регулирования длины хода плунжера. Червяк расположен вертикально в роликовых подшипниках. Верхний конец вала червяка соединен муфтой с валом электродвигателя, который монтируется на фланце корпуса. Червячное колесо закреплено на валу, имеющем эксцент­риковую шейку, на которую надет эксцентрик. Изменяя поло­жение эксцентрика относительно эксцентриковой шейки вала, можно менять эксцентриситет от максимума до нуля, так можно получить различную длину хода плунжера. Шатун, надетый на эксцентрик, предназначен для преобра­зования вращательного движения вала червячного колеса в воз­вратно-поступательное движение ползуна, с которым соединен плунжер.

В дозировочных агрегатах с предельным давлением до 10 МПа манжеты, уплотняющие плунжер и фонарь, поджима­ются при помощи нажимного стакана, в агрегатах с предель­ным давлением свыше 10 МПа манжеты, уплотняющие плун­жер, поджимаются при помощи нажимного стакана, а уплот­няющий фонарь — нажимной втулкой.

В качестве промывочной и затворной жидкости используют чистую жидкость, нейтральную по отношению к окружающей среде и дозируемому продукту. Область применения дозировочных электронасосных агре­гатов определяется стойкостью материала, из которого изго­товлена проточная часть насоса, а также стойкостью мате­риала уплотнений. Агрегаты выпускают в климатическом исполнении У. Они эксплуатируются также и вне помещений при температуре воз­духа 40—45 °С.

В состав дозировочного агрегата входят дозировочные на­сосы следующих типов:

НД- насосы дозировочные с регулированием величины подачи вручную за счет изменения длины хода плунжера при остановленном электродвигателе

НД - насосы дозировочные с приводом от балансира станка-качалки

НДР - насосы дозировочные с регулированием величины подачи за счет изменения длины хода плунжера, как при работающем, так и остановленном основном приводе

НДЭ - насосы дозировочные с регулированием величины подачи за счет изменения частоты вращения вала электродвигателя, с автоматическим и дистанционным регулированием подачи (с электрическим исполнительным механизмом).

Условное обозначение агрегата НД 1,0 Р 100/10содержит:

НД – насос дозировочный;

1,0 – категория точности;

Р – регулировка на ходу;

100 – подача, л/ч;

10 – предельное давление, кгс/см².

Дозировочные насосы изготавливают в различных исполне­ниях:

1) по категории точности дозирования: 0,5; 1 и 2,5 (индексы 0,5; 1; 2,5);

2) по материалу деталей проточной части:

- из стали марки 20X13 (индекс Д);

- из стали марки 12Х18НДТ (индекс К);

- из титана и его сплавов (индекс Т).

3) в зависимости от наличия рубашки для обогрева или ох­лаждения проточной части:

- без рубашки обогрева или охлаждения проточной части (ин­декс 1);

- с рубашкой обогрева и охлаждения (индекс 2).

4) в зависимости от конструкции уплотнительного узла про­точной части:

- без подвода охлаждающей, промывочной или затворной жид­кости (индекс 3);

- с подводом охлаждающей, промывочной или затворной жид­кости (индекс 4).

Контрольные вопросы:

1. Область применения дозировочных насосов?

2. Как производится регулирование подачи дозировочных насосов?

3. Что входит в условное обозначение дозировочных агрегатов?

4. Тип редуктора дозировочного насоса.

5. Какого типа клапаны применяются в конструкции дозировочного насоса типа НД?

6. Как обеспечивается уплотнение плунжера насоса?

Роторные насосы

Область применения, принцип действия, особенности конструкции и работы шестеренных и винтовых насосов, характеристики.

Шестеренные насосы применяют в гидросистемах агре­гатов для подземного ремонта и как топливные в депарафинизационных агрегатах.

Принцип действия шестерённого насоса заключается в засасывании жид­кости в межзубовые впадины, ос­вобождаемые зубьями, выходя­щими из зацепления, и в вытес­нении этой жидкости зубьями, входящими в зацепление. Жид­кость, попавшая во впадину со стороны всасывающей полости, переносится в камеру нагнета­ния. Процессы всасывания и на­гнетания происходят непрерыв­но в течение полного оборота шестерен. Находящиеся в зацеп­лении зубья шестерен представляют собой подвижное уплотнение, разделяющие полости всасы­вания и нагнетания.

Рисунок 1.16 Схема шестерённого насоса: 1 - корпус; 2 - шестерни

В шестеренных насосах применяют главным образом зубья с эвольвентным профилем, который нечувствителен к изменению рас­стояния между осями шестерен и прост в изготовлении.

Подача шестерённого насоса зависит от ряда параметров:

- диаметра начальной окружности шестерен;

- модуля зацепления;

- ширины шестерен;

- числа оборотов шестерен в минуту;

- объемного КПД, учитывающий утечки.

Величина объёмного КПД находится в пределах 0,7...0,9, численное значение механического КПД находится в пределах 0,8...0,95. Шестерни на­соса обычно исполняют одинакового диаметра с числом зубьев 8...12. Шестерни выполняют прямозубыми, косозубыми и шеврон­ными. Насосы применяют для подач 0,25...40 м³/час и напоров до 2...3 МПа.

Винтовые насосы применяются для добычи пластовой жидкости повышенной вязкости из нефтяных скважин.

Винтовые насосы обычно выполняют с одним, двумя, тремя или пятью винтами при этом один винт ведущий, а ос­тальные ведомые. Винты многовинтовых насосов помещают в плот­но охватывающий их кожух. Всасывающую и нагнетательную каме­ры помещают со стороны торцов винтов.

При вращении винтов в раскрывающуюся впадину винтового ка­нала, находящуюся во всасывающей полости, поступает жидкость. При дальнейшем вращении винтов эта впадина замыкается и жидкость, находящаяся в ней, переносится к нагнетательной полости, где впади­на размыкается, и жидкость, находящаяся между входящими в зацепление винтами, проталкивается в нагнетательный трубопровод.

Рисунок 1.17 Устройство винтового насоса: 1 – крышка корпуса; 2 – обойма ротора; 3 – ведомый ротор; 4 – нагнетательный патрубок; 5 – ведущий ротор; 6 – нажимная втулка уплотнительного сальника; 7 - корпус; 8 – опорная втулка ведущего ротора; 9 – ведомый ротор; 10 – всасывающий патрубок; 11 и 13 – разгрузочные поршни ведомого ротора; 12 – разгрузочный поршень ведущего ротора

Винтовые насосы имеют ряд преимуществ перед шестеренчаты­ми: меньше габариты и вес, бесшумность работы, отсутствие перебал­тывания перекачиваемой жидкости, способность к перекачиванию жидкостей с самой различной вязкостью, большое допустимое число оборотов. Наибольшее распространение имеют насосы трехвинтовые.

Контрольные вопросы:

1. Область применения роторных насосов?

2. Как устроен шестерённый насос?

3. От чего зависит подача шестерённого насоса?

4. Какие конструкции винтовых насосов вы знаете?

5. Преимущества роторных насосов по сравнению с поршневыми.