Графическое изображение подачи насоса

За один ход поршня насоса простого действия подается объем жидкости V=fS.

Так как скорость поршня является величиной переменной, то и подача насоса изменяется за время хода поршня пропорционально изменению его скорости.

Если длина шатуна L (см. рис. 1) весьма велика по сравнению с радиусом кривошипа r и окружная скорость вращения цапфы кривошипа с_ц постоянна, то скорость поступательного движения поршня с изменяется пропорционально синусу угла поворота кривошипа α:

(1.9)

Следовательно, секундная подача жидкости насоса также будет изменяться приблизительно, как и синус угла поворота кривошипа:

(1.10)

где r - радиус цапфы кривошипа;

- угловая скорость вращения кривошипа.

Подачу насоса можно изобразить в виде синусоиды (рис. 5).

Описав в любом масштабе полуокружность радиусом fc_ц=fr_w, разделим ее на некоторое число равных частей. По оси абсцисс отложим время хода поршня t = 30/n сек, и разделим его на столько же равных частей, на сколько поделена полуокружность. На графике указаны углы поворота кривошипа (от 0 до 360°), пропорциональные отложенным по оси отрезкам времени.

Рисунок 6 – Диаграмма подачи насоса простого действия

Из полученных точек деления оси абсцисс восстановим ординаты, равные frw sin α, и полученные при делении полуокружности. Соединив верхние точки ординат получим кривую - синусоиду, выражающую закон изменения секундной подачи насоса в зависимости от угла поворота кривошипа или времени t.

За первую половину оборота вала (ход всасывания) насос простого действие нагнетает жидкости и на участке оси абсцисс, соответствующем углу поворота кривошипа от 0 до 180°, линия подачи совпадает с осью абсцисс (линия АВ). Таким образом, график подачи насоса за полный оборот за два хода поршня изобразится линией ABCD.

Рисунок 7 - Диаграмма подачи насоса тройного действия

График подачи насоса тройного действия (рис. 7) составляется из трех графиков подач насосов простого действия при нагнетании. Если кривошипы насоса расположены под углом 120°, то площади, ограниченные кривыми подачи I, II и III, равны, но смещены по оси абсцисс друг относительно друга на 120°, т.е. на одну треть оборота. Результирующая кривая подачи получается сложением ординат кривых I, II и III, когда они накладываются одна на другую, т. е. в периоды совместной работы нагнетания насосов простого действия.

Как видно из графика, подача насоса тройного действия очень близка к равномерной.

1.1.7 Размеры цилиндра и число оборотов насоса

Зная действительную производительность насоса Q, можно вычислить диаметр поршня D и длину его хода S. Эти величины для насосов простого действия и дифференциальных связаны следующей зависимостью:

(1.11)

Для того чтобы решить последнее уравнение, задаются отношением S/D и на основании опытных данных число оборотов n, отвечающее намечаемым работы насоса.

По числу оборотов в минуту n насосы делятся на тихоходные (n=45-60 об/мин), нормальные (n=60-120 об/мин) и быстроходные (n=120-180 об/мин). У быстроходных насосов с электрическим приводом n<250 об/мин, у прямодействующих насосов число двойных ходов равно 50-120 в минуту.

Отношение S/D выбирают, исходя из средней скорости поршня с_ср, величину которой принимают по практическим данным для насосов различных типов нормального исполнения.

У приводных насосов при работе на воде можно принимать с_ср равной: для малых насосов (D<50 мм) 0,2-0,5 м/сек; для средних (D<150 мм) 0,5-0,9 м/сек и для больших (D>150 мм) 1-2 м/сек. Для прямодействующих насосов с_ср=0,3-0,7 м/сек.

При этих средних значениях скорости принимают S/Dв пределах 0,8-8 в за­висимости от конструкции насоса: для горизонтальных насосов 1,4-3,0; вертикальных 0,8-2,0; быстроходных 0,9-1,1; прямодействующих 0,9-1,5 и для насосов гидрав­лических прессов 3-8.