Будова роторних насосів

Роторні насоси зазвичай складаються з трьох основних частин:

статора (нерухомого корпусу), ротора, жорстко пов'язаного з валом, і витискує (одного або декількох). У деяких конструкціях ротор одночасно є і витіснювачем.

Робочий процес роторних насосів має такі особливості. При обертанні ротора робочі камери переміщаються, змінюють свій об'єм і, відтинаючи рідина від порожнини всмоктування, переміщають її в порожнину нагнітання. При такому принципі роботи не потрібні всмоктувальні та нагнітальні клапани, і робочий процес ділиться на три етапи: заповнення робочих камер рідиною; замикання робочих камер та їх перенесення; витіснення рідини з робочих камер.

3. Специфіка робочого процесу роторних насосів визначає їх особливі властивості:

1) велика швидкохідність;

2) рівномірність подачі, можливість її регулювання та реверсування;

3) оборотність, тобто здатність працювати в якості гідродвигуна;

4) здатність створювати високі тиску при досить високих ККД;

5) малі маса і обсяг, що припадають на одиницю потужності;

6) велика надійність в роботі;

7) здатність працювати тільки на чистих, неагресивних рідинах (які міст ять абразивних та інших частинок), що володіють змащувальні властивості, що обумовлено малими зазорами обертових тертьових деталей, оброблених з високою точністю.

Якщо перші шість властивостей є перевагою роторних насосів, то останнє - їх недоліком, так як обмежує область застосування насосів.

Подача роторних насосів визначається розмірами робочого простору і частотою обертання ротора, а також міцністю елементів насоса. Якщо засувка на напірної лінії випадково виявляється закритою, то тиск може зрости вище допустимого, що викликає поломку або пошкодження насоса. Тому необхідна запобіжна апаратура, що захищає насоси від перевантаження, а міцність елементів насоса повинна мати достатній запас (з урахуванням опору напірної лінії).

Роторні насоси знаходять саме широке застосування в техніці, особливо в тих випадках, коли при порівняно невеликій подачі необхідно забезпечити високий тиск. Вони успішно застосовуються в гідропередача, в автоматичних пристроях і системах регулювання, в паливних системах газотурбінних і ракетних двигунів, в гідравлічних пресах, в мастильних системах двигунів для перекачування в'язких рідин, в нафтовому, коксохімічному та інших виробництвах.

Оскільки роторні насоси мають властивість оборотності, тобто здатні працювати в якості гідродвигунів (гідромоторів) при підводі до них рідини під тиском, то в технічній літературі їх іноді називають гидромашинами; надалі ми будемо використовувати цей термін. Шестеренні насоси. З усіх роторних насосів шестеренні (Зубчасті) мають найбільш просту конструкцію. Вони виконуються з шестернями зовнішнього або внутрішнього зачеплення. Найбільшого поширення набули насоси з шестернями зовнішнього зачеплення. Насос складається з пари однакових шестерень - ведучої і веденої, що знаходяться в зачепленні і поміщених у корпусі насоса (статорі) з малими торцевими й радіальними зазорами. Ведуча шестерня приводиться в обертання двигуном. При обертанні шестерень в напрямку, вказаному на малюнку стрілками, рідина, заповнює западини між зубами, переміщається з порожнини всмоктування в порожнину нагнітання. Так як кришка корпусу насоса досить щільно прилягає до торців шестерень, то рідина вичавлюється з западин, коли зуби входять в зачеплення на протилежній нагнітальному боці насоса.

Внаслідок різниці тисків на усмоктуваної і на нагнітальному сторонах шестерні піддаються впливу радіальних сил, що може призвести до заклинювання ротора. Щоб запобігти надмірне збільшення тиску в області нагнітання і освіта вакууму на протилежній стороні при відході зуба з западин, в корпусі насосів виконують розвантажувальні канали для вирівнювання тиску. Для цих же цілей можуть служити канали і в роторних шестірнях, отримані свердлінням отворів в западинах зубів.

У насосах високого тиску (понад 10 МПа) торцеві зазори ущільнені спеціальними В«плаваючимиВ» втулками, які притискаються до шестерень при підвищеному тиску. Для підвищення тиску рідини застосовують багатоступінчасті шестеренні насоси, в яких подача кожної наступної щаблі менше подачі попередньої. Вони розвивають тиск до 20 МПа. Пристрій і принцип роботи турбін основних типів.Основною ознакою, що характеризує тип турбіни, є конструкція її проточної частини, яка складається з трьох основних конструктивних елементів: пристрої, що підводить воду до робочого органу; безпосередньо робочого органу або робочого колеса; пристрої, відвідного воду від робочого колеса.

Конструкції турбін повинні задовольняти наступним вимогам: має бути виключена можливість удару потоку рідини про рухомі та нерухомі, тверді і рідкі поверхні; втрати на тертя про тверді поверхні повинні бути мінімальними; відпрацьована рідина повинна виходити з турбіни з можливо меншим запасом енергії.

Головним конструктивним елементом турбіни є робоче колесо. Залежно від конструкції колеса і принципу взаємодії його з потоком рідини розрізняють чотири види турбін: ковшові, осьові, діагональні і радіально-осьові.

Розглянемо будову та принцип роботи турбін основних типів.

Турбіна представляє собою робоче колесо 7, укріплене на валу 8 вище рівня води. Колесо обертається в повітрі, і тільки частина лопаток

взаємодіє з водою. Вода подається на робочі лопаті 6

Ковшова турбіна (рис. 7).

по трубопроводу 2 через сопло. Робоче колесо складається з диска, по колу якого укріплені робочі лопаті, по формі схожі на ковші (звідси назва ковшова). Кожна лопать виконана в вигляді двох півсфер, розділених ножем 5. Робоче колесо встановлено в корпусі таким чином, щоб ножі збігалися з віссю струменя. При натекания на лопаті струменя діляться ножем на дві частини. Кожна з частин обтікає свою півсферу, впливаючи на лопаті з силою.

Щоб наблизити струмінь до центру ковша і усунути удар тильного боку лопаті про струмінь, в лопаті зроблена спеціальна проріз 4 шириною не менше діаметра d струменя. Розміри лопатей також встановлюються в Залежно від діаметра струменя:

ширина - (2,8-3,6) d, довжина - (2,5-2,8) d, товщина - (0,9 - 1,0) d. Число лопатей на робочому колесі підбирається таким чином, щоб, по-перше, струмінь не могла проскочити повз ковша, тобто при відході однієї лопаті наступна відразу потрапляла під струмінь, і, по-друге, щоб кожний наступний ківш не заважав сходові води з попереднього. У Залежно від діаметра робочого колеса загальна кількість лопатей коливається від 12 до 40. p> Так як швидкість обтікання лопатей потоком рідини дуже велика, щоб зменшити втрати потужності, ковші повинні бути виготовлені з великою точністю і якісно оброблені. Крім того, лопаті турбіни працюють в умовах змінного навантаження: вона максимальна тоді, коли лопата проходить через струмінь, а в інший час відсутня. Це викликає втома металу, сприяє розхитування і послаблення кріплення ковшів. Конструкції кріплення лопатей до диска постійно удосконалюються. В останні десятиліття стали застосовувати нероз ємні суцільнолиті і зварювально-литі робочі колеса.

Потужність, що розвивається турбіною, регулюють зміною подачі води через сопло. Для цих цілей служить голка 2, яка дозволяє змінювати або повністю перекривати вихідний перетин сопла. Тимчасово знизити потужність турбіни можна і без зменшення подачі води через сопло. Для цих цілей служить дефлектор, який або відхиляє, або відсікає струмінь.

Робоче колесо обертається в підшипниках, змонтованих в корпусі турбіни, захищеному від розбризкування води кожухом (Корпус і кожух на малюнку не показані). Збільшуючи число сопел, підводять воду до робочого колеса, можна отримати дві, чотири або шість струменів; при цьому відповідно збільшується і потужність турбіни.

За розташуванням вала ковшові турбіни діляться на горизонтальні і вертикальні. Горизонтальні турбіни можуть мати одне або два робочих колеса на одному валу. У вертикальних турбінах, як правило, встановлюється одне робоче колесо.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лекція 4.	\|	Лекція 5.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.