Устройство и принцип действия насоса. Конструктивная схема насоса возвратно–поступательного действия и его теоретическая индикаторная диаграмма показаны на рис. 4.28. Поршневые насосы имеют цилиндры двухстороннего действия (обе полости цилиндра – рабочие) либо цилиндры одностороннего действия (одна полость – рабочая).
В специальных камерах, примыкающих к цилиндру, располагаются всасывающий и нагнетательный клапаны; они автоматически открываются и закрываются под действием разности давлений в полости и в соответствующем трубопроводе – всасывающем и напорном.
В большинстве насосов поршень соединяется с кривошипно–шатунным механизмом посредством штока и особого шарнирного устройства–крейцкопфа (ползуна), двигающегося в параллельных направляющих. В месте прохода штока через крышку цилиндра помещается уплотнение, называемое сальником. В насосах с паровым приводом поршень насоса и поршень парового привода имеют один шток (прямодействующие насосы). При движении поршня из крайнего левого положения вправо объем полости цилиндра увеличивается, давление в ней понижается, всасывающий клапан открывается и цилиндр заполняется жидкостью при почти постоянном давлении (процесс 4 – 1 на диаграмме рис. 4.28). В крайнем правом положении (точка 1) поршень изменяет свое движение на обратное, всасывающий клапан закрывается, давление в цилиндре резко возрастает до давления нагнетания (процесс 1 – 2), затем открывается нагнетательный клапан и жидкость вытесняется поршнем из цилиндра (процесс 2 – 3). В крайнем левом положении поршень снова изменяет направление своего движения, давление в цилиндре падает (процесс 3 – 4), нагнетательный клапан закрывается, и цикл повторяется.
Рис. 4.28. Схема поршневого насоса одностороннего действия с
кривошипношатунным механизмом: 1 – нагнетательный клапан;
2 – поршень; 3– шток; 4 – кривошип; 5 – шатун; 6 – крейцкопф;
7 – цилиндр; 8 – впускной клапан
Разность давлений, обеспечивающая открытие клапанов и преодоление их гидравлических сопротивлений, определяет дополнительные затраты работы по сравнению с циклом идеального насоса (рис. 4.29). Эти потери давления не постоянны в течение всего хода поршня. На процессы всасывания и нагнетания заметное влияние оказывают силы инерции жидкости, перемещаемой поршнем при его неравномерном движении, а также инерция запорных органов клапанов и прилипание их к своим седлам (рис. 4.30). Вследствие постепенного, а не мгновенного открывания клапанов давление в насосе изменяется также постепенно, этим определяется наклон линии ab и cd на действительной индикаторной диаграмме.
|
|
|
|
Рис. 4.29. Действительная индикаторная диаграмма поршневого насоса |
Рис. 4.30. Клапаны: а – тарельчатый (1 – седло; 2 – тарелка; 3 – пружина; 4 – направляющий стержень; 5 – ограничитель хода пружины); б – шаровой (1 –седло; 2 – запорный шарик; 3 – ограничитель подъема) |
Расстояние между крайними положениями поршня называют его
ходом S, а объем, описываемый поршнем за один ход, – рабочим объемом цилиндра,
Vh = π S D2/4 (D – диаметр цилиндра).
Подача насоса одностороннего действия
V = λ n Vh, (4.75)
а насоса двухстороннего действия
V = λ n (2 Vh – S fшт), (4.76)
где n – частота вращения вала насоса (число двойных ходов поршня в секунду); fшт – площадь сечения штока; λ – коэффициент подачи, учитывающий утечки жидкости из-за неплотностей в клапанах, сальниках и уплотнениях поршня (для насосов, применяемых в теплоэнергетике, λ = 0,9 – 0,95).
Давление, развиваемое насосом,
р = рвых – рвх, (4.77)
где рвых и рвх – давление на выходе из насоса и на входе в него.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
