РАЗДЕЛ А. ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ И ГИДРОДВИГАТЕЛИ

Общие положения

Объемные насосы, принцип действия, общие свойства и классифи­кация.

Методические указания

В объемных насосах передача механической энергии жидкости осуществляется изменением объемов их рабочих камер. Объемные насо­сы делятся на классы:

1) поршневые — с возвратно-поступательным движением вытеснителя (поршня или плунжера) и клапанным рас­пределением жидкости;

2) роторные — с вращательным движением вытеснителей или замыкателей (например, поршней плунжеров, зубьев шестерен, лопаток или пластин) и с бесклапанным распределением жидкости.

В отличие от лопастных насосов в объемных насосах жидкости сообщается потенциальная энергия давления при практически неиз­менной кинетической энергии жидкости. В этих насосах подача и на­пор независимы друг от друга, насосы характеризуются неравномер­ностью подачи и пульсацией давлений.

Литература: [1, с. 336—342]; [2. с. 272-274]; [3. с. 155-157]; [4, с. 204—214]; [6, с. 256-272]; [8, с. 81-90]; [9, с. 5—7].

Вопросы для самопроверки

1. Расскажите о принципе действия объемных насосов. 2. Приведи­те примеры объемных насосов и укажите элементы, присущие объем­ным насосам всех типов. 3. Каковы преимущества и недостатки, присущие объемным насосам всех типов?

Поршневые и плунжерные насосы

Устройство и область применения поршневых и плунжерных на­сосов. Индикаторная диаграмма. Графики идеальной подачи и ее не­равномерность. Диафрагменные насосы.

Методические указания

Поршневой насос представляет собой гидравлическую машину, в которой преобразование механической энергии двигателя в механиче­скую энергию перемещаемой жидкости осуществляется при помощи поршня или плунжера, совершающего возвратно-поступательное дви­жение в цилиндре. Поршневые насосы принадлежат к классу объемных насосов. Они классифицируются по кратности действия, устройству поршня, расположению цилиндров, способу соединения поршня с дви­гателем, по быстроходности (числу двойных ходов), по развиваемому давлению. Студент должен знать принцип действия насосов, уметь изобразить и пояснить принципиальные схемы насосов одинарного, двойного, дифференциального действия и др.

Подача поршневых насосов пропорциональна их размерам (объ­ему, вытесняемому поршнем при его движении на нагнетание), а также скорости движения поршня (числу двойных ходов — или числу оборотов в единицу времени). Напор поршневых насосов не связан с подачей и зависит от сопротивлений (геодезический напор, гидравли­ческие сопротивления), которые он должен преодолевать.

Одной из основных особенностей поршневых насосов является неравномерная подача жидкости по времени. Студент должен знать способ построения графиков мгновенной подачи и уметь вывести чис­ловые значения коэффициента неравномерности подачи для насосов различной кратности действия. Следует рассмотреть влияние клапан­ного распределения жидкости на характеристики и свойства поршне­вых насосов.

Для улучшения равномерности подачи на всасывающем и напор­ном патрубках насоса устанавливаются воздушные колпаки. При рас­смотрении работы воздушных колпаков необходимо понять, почему ус­тановка колпака на всасывающем патрубке позволяет увеличить вы­соту всасывания и число двойных ходов насоса, а установка колпака на напорном патрубке сглаживает неравномерность подачи жидкости к потребителю.

Важной характеристикой работы насоса является индикаторная диаграмма, представляющая собой кривую изменения давления в ка­мере насоса за один двойной ход поршня. Индикаторная диаграмма позволяет судить о качестве насоса, влиянии воздушных колпаков на процессы всасывания и нагнетания, дает возможность установить наличие! тех или иных нарушений в работе насоса, позволяет уточнить баланс мощности и КПД в насосе.

Литература: [1, с. 343—354); [2, с. 274—276]; [3, с. 157—166]; [4, с. 214—226]; [6, с. 272—289]; [8, с. 115—117]; [9, с. 8—49].

Вопросы для самопроверки

1. Приведите схемы и объясните принцип действия поршневых насосов одинарного, двойного, дифференциального действия. 2. От чего зависит и по каким формулам определяется производительность насо­сов различной кратности действия? Что такое объемный КПД насо­са? 3. Приведите графики мгновенной подачи поршневых насосов оди­нарного и двойного действия; объясните метод их построения и гид­равлическую сущность; укажите способы уменьшения неравномерности подачи. 4. Изобразите индикаторную диаграмму поршневого насоса и объясните ее. В чем отличие действительной индикаторной диаграммы от идеальной. 5. От чего зависит и как определяется высота всасыва­ния поршневых насосов? Укажите способы увеличения высоты всасы­вания. 6. Каковы преимущества и недостатки поршневых насосов по сравнению с центробежными? 7. Как регулируется подача поршневых насосов и каковы правила их пуска?