Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Ротационные насосы.

Читайте также:
  1. Винтовые насосы.
  2. Водокольцевые вакуумные насосы.
  3. Крыльчатые насосы.
  4. Насосы. Основные параметры
  5. Осевые насосы.
  6. Ротационные компрессоры.
  7. Ротационные способы изготовления поковок
  8. Скважинные насосы.
  9. Струйные насосы.

Эти насосы можно рассматривать как насосы с вращаю­щимися поршнями, выгодно отличающиеся от поршневых от­сутствием возвратно-поступательного движения. Как след­ствие этого, подача их равномерна, они не требуют установки воздушных колпаков, не имеют клапанов и допускают непо­средственное соединение с двигателями, в частности, с элек­тромотором.

На рис. 106 схематически изображен ротационный пла­стинчатый насос. В точеном цилиндрическом корпусе А экс­центрично вращается сидящий на валу барабан В. В ра­диальных пазах барабана свободно пригнаны пластины С, которые под действием центробежной силы инерции, возни­кающей при вращении барабана, скользят в своих пазах, прижимаясь к поверхности цилиндра А, чем создается необ­ходимое уплотнение при разделении камер всасывания и на­гнетания. Конструктивно другой тип ротационного насоса схематически представлен на рис. 107. На верхнем из двух параллельных валов сидит диск, снабженный с каждой сто­роны четырьмя поршнями А. При вращении вала поршни движутся в кольцеобразном пространстве, образуемом корпу­сом насоса В и полым телом С внутри него. При указанном на рис. 107 направлении вращения жидкость поступает в на­сос слева и нагнетается справа. На нижнем валу, получаю­щем вращение от верхнего вала помощью зубчатой передачи, вынесенной обычно за пределы корпуса, сидит распредели­тельный поршень D. Назначение его — отделять всасываю­щее и нагнетательное пространства. В его выемы вступают рабочие поршни при переходе их со стороны нагнетания к стороне всасывания. Форма сердечнику С придается такая, чтобы при вступлении рабочего поршня в камеру распреде­лительного поршня D, а равно при выходе его на стороне всасывания жидкость могла бы проходить свободно, избегая потерь от сильного ее сжатия и возможного удара поршне­вого вала. Выемка К в стенке корпуса сообщается с напор­ным пространством и служит для разгрузки вала от односто­роннего на него давления.

В подобной схеме насосы с вращающимися поршнями встречаются довольно разнообразных конструкций.

К числу ротационных насосов относятся также весьма распространенные зубчатые насосы. Такой насос показан на рис. 108. Он имеет две цилиндрические шестерни, ведущую и ведомую, заключенные в общин кожух. Вал ведущей ше­стерни, пройдя сальник, соединяется муфтой с валом двига­теля. Ведомая шестерня своими концами свободно лежит на двух опорах. Шестерни пригоняются к стенкам корпуса с возможно минимальными зазора­ми. Во время вращения зубчатых колес всасывание жидкости про­исходит с той стороны, где зубья выходят из зацепления. Жид­кость заполняет пространство между зубьями и в направления вращения шестерен переносится в напорную камеру.



Количество жидкости, которое теоретически за один оборот по­дается ротационным насосом, можно определить по его чер­тежу. Практически же подача насоса будет меньше теоретиче­ской, так как уплотнения вращающихся частей по линиям или плоскостям несовершенны и часть жидкости перетекает из нагнетательного пространства во всасывающее.

Как видно, объемный к. п. д. насоса тем больше, чем больше число оборотов. С другой стороны, с увеличением чи­сла оборотов растут потери гидравлические и механические, вследствие больших скоростей, а последние, кроме того, с увеличением нагрузки насоса, т. е. с высотой подачи. Вели­чина напора оказывает также существенное влияние на коэфициент подачи. Помимо этого при больших скоростях увели­чивается износ, особенно в случае пластинчатых насосов.



Величина к. п. д. подобных насосов в значительной мере определяется степенью совершенства его конструкции и ис­полнения и зависит от размеров насоса, колеблясь примерно в пределах = 0,6÷0,8.

Количество подаваемой жидкости может регулироваться или изменением числа оборотов или посредством специаль­ных клапанов, перепускающих часть жидкости во всасываю­щую камеру насосов.

Ротационные насосы могут применяться для подачи раз­личных жидкостей, легких и тяжелых, содержащих даже все­возможные примеси, а потому они имеют довольно большое распространение. Особенно широко они применяются для по­дачи масла в системах самых разнообразных агрегатов и станков. Для жидкостей, содержащих твердые частицы, как например песок, ротационные насосы не пригодны ввиду быст­рого износа и вызываемого этим падения производительности.

Основными рабочими органами шестеренчатого насоса являют­ся две шестерни. Одна из ннх жестко посажена на приводном валу, а другая — вращается (рис. 109). Жидкость переносится со всасывающей стороны на нагне­тательную во впадинах между зу­бьями шестерен, плотно охватываемых кожухом насоса. Для большей эффек­тивности работы такого насоса необ­ходимо, чтобы зацепление шестерен было плотным. В противном случае жидкость будет переходить из области нагнетания в область всасывания. По­этому по мере износа зубчатых колес объемный КПД насоса падает. Пода­ча шестеренчатых насосов может быть определена зависимостью

где, q — объем впадины между зубьями;

z— количество впадин на одной шестерне;

п — частота вращения;

— объемный КПД (обычно равен 0,7—0,8).

Шестеренчатые насосы часто устанавливаются с приводом от электродвигателя через редуктор (рис. 110). Такие насосы, например, в спиртовой промышленности применяются для транспортировки заторов, картофельной массы. На сахарных заводах такими насосами перекачиваются патоки.

Шестеренчатый насос модели НШМ-10 показан на рис. 111.

Кулачковые ротационные насосы. В промышленности применяются ротационные насосы, работающие по принципу шестеренчатых, у которых для вытес­нения жидкости служат специально профилированные сопрягаю­щиеся лопасти. Такие насосы обычно называют коловратны­ми. На рис. 112 показана схема работы кулачкового с трехзубчатым ротором насоса, который применяется для пере­качки вязких молочных продуктов и сиропов.

Преимуществом таких насосов перед шестеренчатыми явля­ется то, что их роторы силовой нагрузки не несут. Силовая на­грузка воспринимается синхронизирующими шестернями, жест­ко посаженными на валах роторов. Наряду с этим следует от­метить, что равномерность подачи жидкости в нагнетательный трубопровод у кулачковых насосов меньшая по сравнению с ше­стеренчатыми.

Техническая характеристика насоса модели НРМ-5 следую­щая:

Подача, м3 ...................................... 5

Напор, м ....................................... 30

Частота вращения роторов, мин-1 ......... 930

Диаметр всасывающего и нагнетательного патрубков, мм …. 36

Мощность электродвигателя, кВт ........ 1,7

Частота вращения электродвигателя, мин-1 ... 930

Для перекачивания высоковязких, пастообразных молочных и других продуктов применяются ротационные насосы модели НРТ, имеющие два ротора. На каждом из роторов смонтированы две специально профилированные лопасти-вытеснители, ко­торые, перемещаясь, делят проточную часть насоса на замкну­тые камеры. Вал одного из роторов является ведущим. Передача движения к ведомому валу осуществляется с помощью синхронизирующих шестерен, жестко посаженных на роторные валы. Все детали насоса, соприка­сающиеся с перекачиваемым про­дуктом, изготовляются из нержаве­ющей стали.

За полный оборот вала четыре порции продукта переносятся к на­гнетательному патрубку насоса и вытесняются в нагнетательный тру­бопровод.

Зная объем одной камеры (меж­лопастного пространства), можно определить массовую подачу тако­го насоса:

где п — частота вращения роторов;

V—объем одной камеры;

р— плотность продукта;

— объемный КПД.

Следует заметить, что объемный КПД этого насоса сильно зависит от консистенции подаваемого продукта.

Техническая характеристика насоса модели НРТ, имеющего редуктор и вариатор частоты вращения, следующая:

Подача массовая, кг/ч ........ 500—1000

Напор, м .......................... 50

Частота вращения, мин-1 ....... 210—372

Мощность электродвигателя, кВт ..... 1,7

Частота вращения электродвигателя, мин -1 ….. 930

Пластинчатые ротационные насосы. Насос состоит из корпуса 6, у которого имеется верхняя съемная крышка /, закрепляющаяся специальными гайками с рукоятками 3. Снизу имеется крышка 5. Нагнетательный патру­бок 4 расположен справа, а всасывающий патрубок — слева (рис. 113). В корпусе 6 насоса смонтирована гильза 7, по внут­ренней поверхности которой перемещаются выдвижные лопасти 8 ротора 9, жестко посаженного на вал 2. Ротор насоса делается меньшего диаметра, чем диаметр статора, и располагается в нем с некоторым эксцентриситетом. В роторе 9 сделаны радиальные пазы, в которых свободно перемещаются пластины 8. В тех слу­чаях, когда центробежной силы недостаточно для выхода пла­стин из пазов (при ма­лой частоте вращения ро­тора), внутри пазов с тыльной стороны пластин устанавливаются вытал­кивающие пружины.

При вращении ротора (рис. 113) против часовой стрелки, вследствие его эксцентричного располо­жения, в статоре образует­ся серповидное простран­ство, разделяемое вы­движными лопастями на несколько камер. Камеры ограничиваются с внеш­ней стороны внутренней поверхностью гильзы, с внутренней стороны — на­ружной поверхностью ро­тора, а с боков — выд­вижными лопастями. Объ­ем камер при вращении ротора в левой верхней части увеличивается, а затем при переходе в нижнюю пра­вую часть уменьшается. Со стороны камеры с максимальным объемом в гильзе статора делается окно, соединяющее эту ка­меру со всасывающим патрубком насоса. Аналогично со стороны камеры с минимальным объемом в гильзе статора делается окно, соединяющее эту камеру с нагнетательным патрубком. Соответственно, в левой части происходит всасывание перекачи­ваемого продукта, а в правой — его нагнетание в нагнетатель­ный патрубок.

При перекачке кашеобразных и пластичных, т.е. малотекучих продуктов, последние подаются во всасывающий патрубок насо­са принудительно при помощи специального шнека.

Подача пластинчатых ротационных насосов колеблется в больших пределах (от 1 до 30 м3/ч и более). Напор насосов, ко­торые применяются в пищевой промышленности, обычно состав­ляет 20—30 м.

Для определения подачи пластинчатого ротационного насоса с эксцентричным расположением ротора можно пользоваться достаточной для практики точностью формулой:

где D — внутренний диаметр гильзы статора, м;

d — диаметр ротора, м;

е — эксцентриситет, м;

b — длина ротора или пластины, м;

с — толщина пластины, м;

z — число пластин;

п — частота вращения ротора, мин-1;

— коэффициент, учитывающий уменьшение объема меж­лопастного пространства в результате смещения зоны всасывания от максимальной щели всасывания, ;

— объемный КПД, зависящий от качества выполнения насоса, давления, вязкости перекачиваемого продукта и способа подвода его к всасывающему патрубку насоса; для нормальных условий .

Техническая характеристика пластинчатого насоса, приме­няемого для перекачки густых молочных продуктов, следующая:

Подача, л/ч............ 1000

Напор, м............. 20

Частота вращения ротора, мин-1 ............... 40

Внутренний диаметр гильзы статора, мм .... 162

Эксцентриситет, мм.......... 12

Длина ротора, мм........... 130

Число пластин, шт............ 6

Мощность электродвигателя, кВт...... 2,8

Частота вращения электродвигателя, мин-1 …… 950

Водокольцевые насосы. К ротационным насосам относятся и водокольцевые, очень про­стые по устройству. Эти насосы в пищевой промышленности при­меняются, главным образом, как вакуум-насосы, реже как возду­ходувки с давлением до 0,15—0,17 МПа.

Принцип действия водокольцевого вакуум-насоса состоит в следующем (рис. 114, а). Ротор с несколькими лопастями вра­щается в кожухе, в котором находится некоторое количество жидкости (рис. 114, а, I).

Если ротор заставить вращаться с достаточно большой угло­вой скоростью, то под действием центробежных сил вокруг ро­тора у стенок замкнутого кожуха образуется водяное кольцо и ряд одинаковых по объему незаполненных жидкостью каналов /, 2, 3, 4, 5, 6, разделенных лопастями ротора (рис. 114, а, II).

При эксцентричном расположении ротора по отношению к кожуху (рис. 114, a, III) при вращении ротора каналы, разде­ленные лопастями, уже не будут одинаковыми по объему. При вращении ротора по часовой стрелке объем каналов /, 2, 3 сна­чала увеличивается, а затем уменьшается — 4, 5, 6. Если в торце­вой крышке кожуха сделать отверстия А и В, то через первое из них должно происходить всасывание воздуха вследствие увеличения объема каналов, а через второе — нагнетание воздуха вследствие уменьшения объема каналов.

При этом для разобщения области всасывания от области нагнетания насоса водяное кольцо должно в верхней части касать­ся поверхности ступицы ротора, а в нижней — лопасть насоса своим внешним концом (по вертикали) должна быть надежно погружена во внутренние слои водяного кольца. Для повышения качества вакуум-насоса целесообразно всасывающее отверстие А выполнять больших размеров, чем нагнетательное отверстие В.

Кроме этого, должны быть приняты меры к устранению не­плотностей у торцевых стенок, так как малейшая неплот­ность отрицательно сказывается на работе иасоса, снижает его КПД.

На рис. 114,б показана схема установки водокольцевого насо­са. В установку входят: собственно насос / со всасывающим и нагнетательным патрубками; всасывающая труба 3, соединяю­щая всасывающий патрубок насоса с емкостью, из которой от­сасывается воздух; нагнетательная труба 2, соединяющая нагне­тательный патрубок насоса с верхней полостью приемного бака, в который выбрасывается из трубопровода 2 откачиваемый воздух и отработанная вода. Приемный бак снабжен выхлопным патрубком 4 для выпуска воздуха. Имеется также патрубок 6 для подвода свежей водопроводной воды и сливной патрубок и для выпуска воды из приемного бака.

Объемный КПД водокольцевых насосов при достаточном охлаждении довольно велик и достигает 70%, но общий КПД их мал и составляет 22—40%.

Тем не менее, водокольцевые насосы широко применяются в промышленности, так как они дают возможность обеспечить зна­чительный вакуум до 96%, не требуя очистки поступающего в них воздуха, а также допускают попадание в насос жидкости вместе с засасываемым воздухом.


Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 58; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Крыльчатые насосы. | Винтовые насосы.
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.015 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты