14
.pdfЦентр дистанционного обучения
Поршневые насосы
Схема и принцип действия поршневого насоса:
1 — цилиндр, 2— поршень, 3, 6 — трубопроводы, 4, 5— клапаны, 7— шток, 8— ползун, 9 — шатун, 10 — кривошип, 11 — палец кривошипа
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Схема плунжерного насоса:
I — цилиндр, 2 — плунжер (скалка), 3 — сальник
Недостаток плунжерных насосов — худшее (по сравнению с поршневыми) использование рабочего объема цилиндра. Поэтому, для получения достаточных производительностей плунжерные насосы вытянуты в длину: отношение S/D доходит до 5—8 против 0,5—1,5 для поршневых (здесь D — диаметр поршня или плунжера).
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Схема работы насоса двойного действия:
1— цилиндр, 2 — поршень, 3 — всасывающие клапаны, 4 — нагнетательные клапаны, 5- сальник.
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Схема работы насосов четверного (а) и тройного (б) действия.
Для повышения равномерности подачи жидкости используют насосы:
—четверного (четырехкратного) действия, представляющие собой два насоса двойного действия, работающих на один трубопровод от одного коленчатого вала, но с запаздыванием (сдвигом по фазе) на 1/4 оборота (π/2);
—тройного (трехкратного) действия (триплексы), состоящие из трех насосов простого действия с общим коленчатым валом, кривошипы которых расположены под углом 120°.
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Производительность поршневого насоса
Для насоса простого действия за один оборот кривошипа происходит один акт всасывания и один акт нагнетания (выталкивания) порции жидкости. При этом объем порции жидкости за один оборот (или ход) в идеале составляет
V [м3] |
(13.1) |
где F= πD2/4— площадь поршня или плунжера, S— ход. |
|
При частоте вращения кривошипа п (в секунду) идеальная производительность |
|
(подача) насоса простого действия составит |
|
ид [м3/ с] Реальная производительности насоса простого действия меньше в сравнении с
идеальной: |
|
|
|
|
ид |
|
(13.2) |
где < 1 — коэффициент подачи. |
|
|
|
малая производительность = 0,85-0,90 |
|
|
|
средняя производительность |
0,9 - 0,95 |
|
|
большая производительность |
=0,95 - 0,99. |
15 |
online.mirea.ru |
Центр дистанционного обучения
Закон движения поршня
Средняя скорость движения поршня сср рассчитывается из простых соображений: за 1 оборот кривошипа поршень проходит путь 2S= 4r; за 1 секунду (n оборотов) этот путь, т. е.
средняя скорость, составит
сср 2 4 м/с
Переменный темп подачи жидкости связан с переменной во времени скоростью движения поршня, обозначим ее буквой с.
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Закон движения поршня
Поворот кривошипа на угол α (от нулевого значения, когда шатун и кривошип расположены на одной линии A0EO) вызывает перемещение ползуна (из точки А0 в точку А, причем отрезок A0A= х) и точно такое же перемещение поршня х. Из рис.13.6 видно, что АВ - A0E= l — длина шатуна; OB= ОЕ =r - радиус кривошипа. Обозначим угол шатуна с горизонталью осью буквой β и опустим из точки В перпендикуляр BD на А0O. Тогда из геометрического рассмотрения положений шатуна и кривошипа в начальный момент (α =
0, прямая A0EO) и при повороте кривошипа на угол α (ломаная АВО) получаем
х — АО ! ЕО — # ! #
Так как AD= lcosβ (из прямоугольного треугольника ABD) и DO=rcosα (из треугольника OBD), то
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Закон движения поршня
Поворот кривошипа на угол α (от нулевого значения, когда шатун и кривошип расположены на одной линии A0EO) вызывает перемещение ползуна (из точки А0 в точку А, причем отрезок A0A= х) и точно такое же перемещение поршня х. Из рис.13.6 видно, что АВ - A0E= l — длина шатуна; OB= ОЕ =r - радиус кривошипа. Обозначим угол шатуна с горизонталью осью буквой β и опустим из точки В перпендикуляр BD на А0O. Тогда из геометрического рассмотрения положений шатуна и кривошипа в начальный момент (α =
0, прямая A0EO) и при повороте кривошипа на угол α (ломаная АВО) получаем
х — АО ! ЕО — # ! #
Так как AD= lcosβ (из прямоугольного треугольника ABD) и DO=rcosα (из
треугольника OBD), то
х $ ! — lcosβ ! rcosα l 1 — cosβ ! r 1— cosα
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Закон движения поршня
х $ ! — lcosβ ! rcosα l 1 — cosβ ! r 1— cosα
Поскольку обычно длина шатуна l больше радиуса кривошипа r примерно в 5-7 раз, то cos β близок к 1. Поэтому закон движения поршня достаточно точно представляется зависимостью
- $ . /012 |
(13.3) |
online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Закон движения поршня
х $ ! — lcosβ ! rcosα l 1 — cosβ ! r 1— cosα
Поскольку обычно длина шатуна l больше радиуса кривошипа r примерно в 5-7 раз, то cos β близок к 1. Поэтому закон движения поршня достаточно точно представляется зависимостью
- |
$ . /012 |
(13.3) |
Теперь можно найти |
скорость движения |
поршня как производную пути |
(перемещения) х по времени τ, т.е. с =dx/dτ. Так как х = х(α) и α = α(τ), то по правилам дифференцирования сложной функции имеем:
3- |
3- |
32 |
|
d6r l . cosα 7 32 |
|
/ 34 |
32 |
34 |
32 |
34 |
online.mirea.ru