книги / Насосы и компрессорные машины
..pdfПлощади |
поршней |
|
определяются |
из соотно- |
|
шения |
Ступень |
|
V — FSn м3/мин, |
|
|
откуда |
|
|
F = — |
м \ |
I |
Sn |
|
|
Площадь поршня пер |
11 |
|
вой ступени |
|
|
|
|
|
Fл _ ^01 м2 |
III |
|
Sn |
М - |
|
Ход поршня определяется |
как |
|
Таблица 16
Удельные объемы в ж3//сг
всасы
II |
Ctrl |
|
|
|
|
|
f^l |
|
|
|
|
Poi |
|
Pl |
I/ |
|
P02 |
ta II |
*13 |
FTQ2 |
|
|
||
У02= |
“T— |
|
|
|
V0z = |
i |
^ |
y . - Æ |
|
|
|
Рог |
|
Pz |
S = — - D M .
D
Диаметры поршней определяются исходя из конструктивной схемы машины [7].
§ 10. КОНСТРУКЦИИ И ДЕТАЛИ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ
Основными деталями, от исправного состояния которых в большой степени зависит нормальная работа компрессора и его долговечность,
являются цилиндры, поршни, |
клапаны, |
сальниковые |
уплотнения. |
В качестве материала для |
цилиндров |
на давления |
до 50 атм, |
а в больших машинах и до 80 атм применяется чугун. При давлениях от 50 до 150 атм цилиндры изготовляются из стального литья и при давлениях больше 150 атм применяются стальные кованые цилиндры из конструкционной углеродистой стали. Во избежание заклинивания поршня в цилиндре последние имеют вставные чугунные рубашки.
Поршни цилиндров обычно дисковые (до давления 700 атм), самого различного конструктивного оформления. В качестве уплот нений поршней применяются металлические кольца и специальные манжеты из неметаллических материалов. Для кислородных компрес соров применяются фибровые или кожаные манжеты. Металлические кольца применяются в поршнях с диаметром от 30 мм для давлений
до 400 |
атм. В качестве материала для колец применяются |
чугун, |
|
бронза |
(на большие давления). Число таких разрезных |
колец |
на од |
ном поршне в зависимости от давления может быть от |
2 до 32. |
||
В поршневых компрессорах применяются главным образом |
авто |
||
матические (самодействующие) клапаны. Наибольшее распростране
ние в машинах низкого давления имеют тарельчатые |
пластинчатые, |
||
кольцевые пластинчатые |
и ленточные |
клапаны. Запорным органом |
|
у кольцевого клапана |
является одна |
или несколько |
соединенных |
или самостоятельных кольцевых пластинок, нагруженных пружиной.
В ленточном клапане роль пружины выполняет сама пластина. Такие клапаны применяются в высокооборотных машинах. На большие давления применяются клапаны специальных конструкций.
Конструкция сальниковых уплотнений [7] определяется величиной давления. В качестве уплотняющего материала (набивки) применяются мягкая асбестовая и бумажная прографиченная набивки. Мягкие набив ки применяются на давления до 25 атм. При давлении от 25 до 65 атм
и температуре до 400ЭС применяется асбестовый шнур |
с металличе |
ской основой (свинцовая, медная проволока). Для давлений свыше |
|
65 атм применяются металлические разрезные кольца с |
нажимными |
спиральными пружинами. |
|
Охлаждение стенок цилиндра уменьшает работу, затрачиваемую
на сжатие, |
благоприятно сказывается на |
работе |
поршневых колец, |
|
клапанных |
пластин |
и пружин. В результате снижения температуры |
||
поршневые |
кольца, |
смазываемые маслом, |
будут |
меньше пригорать, |
меньше будет образовываться нагара на пластинах и пружинах кла панов.
Смазка поршневого компрессора может быть циркуляционной без давления, самотечной и принудительной.
Смазка цилиндра может осуществляться разбрызгиванием масла, находящегося в картере, подачей масла в цилиндр через всасываю щий трубопровод или под давлением на стенку цилиндра (на шток в сальнике).
Кроме уменьшения трения движущихся частей, смазка уменьшает протечки газа через зазоры. Большинство неисправностей в работе компрессора связано с неисправностями систем смазки и охлаждения. Поэтому эти системы должны быть под постоянным наблюдением об служивающего персонала. Для предупреждения аварий необходимо делать периодический планово-предупредительный осмотр и ремонт компрессорной установки в сроки, установленные действующими инструкциями.
К обслуживанию компрессорных установок могут допускаться только лица, сдавшие специальный экзамен.
На фиг. 208 изображен двухцилиндровый, одноступенчатый ком прессор типа 2-250-П Сумского завода имени Фрунзе.
Основными его деталями являются блок цилиндров <5, поршни 6У крышки цилиндров 7, в которых размещены нагнетательные клапаны, коленчатый вал 4, шатуны 5, картер коленчатого вала /, картер ко
ренных подшипников 5, приводной маховик |
9 и масляный насос 2. |
|
Всасывающие клапаны помещены в самих поршнях. |
||
Технические данные компресора |
2-250-П |
|
Диаметр поршней |
250 мм |
|
Ход поршней |
250 |
» |
Число оборотов |
400 об/мин |
|
Давление нагнетания |
6 |
атм |
Подача |
7 |
м2/мин |
Мощность |
55 |
л. с. |
Фиг. 208. Одноступенчатый двухцилиндровый компрессор.
Глава XI
ПОРШЕНЬКОВЫЕ, САМОВСАСЫВАЮЩИЕ И ДРУГИЕ ТИПЫ НАСОСОВ, КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
§ 1. ПОРШЕНЬКОВЫЕ НАСОСЫ
Пэршеньковые насосы являются одной из разновидностей рота ционных насосов. Они выполняются с параллельным и радиальным расположением поршеньков по отношению вала насоса. Поршеньковые насосы, так же как и пластин
|
чатые, применяются для подачи ра |
||||||
|
бочей |
жидкости |
в |
гидросистемы |
|||
|
станочного |
оборудования, |
автома |
||||
|
тического регулирования и |
др. На |
|||||
|
личие наклонной шайбы |
позволяет |
|||||
|
просто и эффективно |
изменять его |
|||||
|
подачу. |
|
поршеньковых |
насосов |
|||
|
Подача |
||||||
|
достигает |
25 м3/ч, |
давление на |
||||
|
гнетания — 300 кг/см2, число оборо |
||||||
|
тов — 5000 об/мин и к. п. д. — 95%. |
||||||
|
На фиг. 211 изображен девяти |
||||||
Фиг. 211. Девятицилиндровый поршень- |
цилиндровый порш.ньковый насос. |
||||||
ковый насос. |
Цилиндры |
насоса помещены парал |
|||||
|
лельно |
в |
блоке |
насоса |
4. |
Подача |
|
насоса изменяется с помощью вращающейся вместе с блоком наклон
ной шайбы |
5, насаженной на приводной вал 7 Шайба имеет девять |
шарниров |
Гука для поршней и один центральный шарнир Гука 6 |
для передачи вращения блоку, который скользит торцом по золот |
|
никовому |
зеркалу 1. |
Золотниковое зеркало имеет два почти полукольцевых изолирован ных друг от друга окна, соединенных каналами с пустотелыми цап фами 3 рамки. Оси цапф 3 расположены на одной прямой с центральным шарниром Гука 6. Угол а между осями вала 7 и блока 4 получают по воротом блока около оси цапф. Смазка зеркала золотника осуществля
ется из масленки М через канал 2. |
к оси |
блока, |
При угле поворота а = 0 шайба перпендикулярна |
||
ход поршней, а следовательно, и подача насоса в этом |
случае |
будут |
также равны нулю. При угле а > 0 за один оборот вала каждый пор-
шенек сделает внутри цилиндра один всасывающий и один нагнетатель ный ход. В течение первого хода соответствующий цилиндр сообщается с одним окном золотникового зеркала, а при втором ходе — с другим окном. Чем больше угол а, тем больше ход поршней и подача насоса.
Ход поршня
S =* 2rsina,
где г — радиус окружности, по которой расположены центры цилиндров. При повороте шайбы в обратную сторону, т. е., когда а < 0, насос при вращении вала двигателя в ту же сторону будет подавать жидкость в обратную сторону. Поршеньковый насос может быть превращен в
двигатель, если в него нагнетать жидкость.
§ 2. САМОВСАСЫВАЮЩИЕ НАСОСЫ
Самовсасывающие насосы широко применяются в качестве состав ной части центробежного насоса и могут использоваться для перекач ки сжиженных газов, бензина и т. д.
К всасывающим насосам относятся: вихревые насосы типа В (фиг. 212), в которых основным рабочим органом является вихревое колесо, помещенное в корпус, имеющий боковые кольцевые направ
ляющие каналы; центробежно-вихревые насосы типов |
ЦВ, ЦСВ — |
|
комбинированные насосы (фиг. 214), у которых первая |
ступень имеет |
|
обычное центробежное |
колесо, а вторая — вихревое колесо. |
|
Вихревые насосы. |
Особенностью вихревого насоса |
является то, |
что он способен всасывать и перекачивать жидкости, |
их эмульсии с |
|
с воздухом или парами этих жидкостей. Ввиду сложности процессов, происходящих в вихревом насосе, в настоящее время нет установившей ся его теории, да и сам принцип действия его еще недостаточно изу чен. Способность вихревого насоса к самовсасыванию, по всей вероят ности, следует объяснить свойством образующихся вихрей создавать вблизи их вакуум.
Рабочие колеса с вихревыми лопатками при одинаковой окружной скорости с центробежными колесами создают больший напор. Это свойство объясняется образованием вторичных токов жидкости, вследствие чего происходит непрерывная дополнительная передача
энергии жидкости за счет ее перемешивания. |
Однако повышение дав |
|||
ления за счет перемешивания сильно |
сказывается на |
уменьшении |
||
к. п. д. такого насоса по сравнению с центробежным. |
|
В, |
||
На фиг. 212 изображен одноступенчатый |
вихревой насос типа |
|||
предназначенный для перекачивания |
воды |
и других |
жидкостей |
с |
малой вязкостью и температурой не более 90°С, без наличия абразив
ных примесей. |
Насосы типа |
В строятся на подачу от 1 до 35 м3!ч, |
|||
с напором от |
9,5 |
до 90 м вод. cm. Они |
выпускаются пяти |
размеров: |
|
1 В-0,9; 1,5В-1,3; |
2В-1,6; |
2,5В-1,8 и |
ЗВ-2,7лс* Марка |
ВО озна |
|
* Марка насоса означает: 3 — диаметр всасывающего и напорного патрубка, умень шенный в 25 раз; В — вихревой; 2,7 — коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз и округленный.
17 560
чает — вихревой |
обогреваемый, |
марка ВС — самовсасывающий. На |
сосы марки ВО |
применяются |
для перекачки быстрозастывающих |
жидкостей. |
|
|
Вихревые насосы состоят из двух основных частей: гидравлической, к которой относятся корпус 7, передняя крышка корпуса 2, внутрен няя крышка корпуса 3, рабочее колесо 4 и узел уплотнения вала,
31 32 33 34 35 ЗЬ |
37 38 39 40 |
Основной Вариант сальника |
Вариант сальника |
|
сманжетным уплотнением |
суплотнениемнабивкой |
|
Фиг. 212. Одноступенчатый |
вихревой насос |
типа В. |
и приводной части, состоящей из опорной стойки |
19, подшипников 24 |
|
и 20 и вала 16. Передняя крышка корпуса 2 крепится к корпусу шпиль ками и 'гайками 28.
Чугунный корпус насоса имеет канал 27, сообщающий всасываю щий и нагнетательный патрубки, расположенные в верхней части корпуса. Всасывающая полость отделена от нагнетательной перемыч кой 29. Вихревое колесо насоса (стальное) получают фрезерованием по окружности диска радиальных пазов, которые и образуют вихревые лопатки. Колесо от проворачивания на валу стопорится шпонкой 8 и от осевого смещения — специальной шайбой и болтом 5.
Для установления необходимого осевого зазора между внутрен ней крышкой и колесом имеется набор колец 9 и паронитовая про кладка 11. Узел уплотнения вала выполняется в двух вариантах.
Первый вариант: уплотнение вала имеет три резиновые манжеты 34, пружинные манжетные кольца 35, два стальных прокладочных коль ца 33, пружина 32, запорное кольцо 31 и кольцо жесткости 36. Манжеты уплотняются пружиной и осевой силой насоса.
Второй вариант: уплотнение вала с набивкой имеет два нажимных кольца 39, пружину 38, мягкую хлопчатобумажную набивку 40 и запорное кольцо 37. Все насосы, за исключением ЗВ-2,7, имеют ра диальные шарикоподшипники, а насос ЗВ-2,7 — радиально-упорные
цЬ%
30
20
Ю
J0
NÔKÔm
1,2
0,8
ОЛ
О 0,2 ОЛ 0,6 QвЛ/секО
О 0,8 1,6 2А 06м3/ч
О |
2 |
i |
6 й б~м3/ч' |
Фиг. 213. Характеристики насосов 1В-09 и 1,5В-1,3.
подшипники. Для предотвращения утечек масла из подшипников и попадания пыли установлено войлочное кольцо 22, которое удержи вается крышкой опорной стойки 21. Во избежание утечек масла через радиальный зазор во внутренней крышке опорной стойки имеется второе войлочное кольцо 17 и уплотняющие резиновые кольца 25. Для контроля за уровнем масла в опорной стойке имеются отверстия 18, 23 и 30, заглушенные пробками.
Отверстие 26 служит для спуска жидкости из корпуса насоса при длительной остановке. Обогреваемые насосы ВО в дополнение имеют обогревающую крышку 7 и измененную внутреннюю крышку 14 с обогревающими каналами. Обогревающий пар подводится к отвер стиям 6, 10 и 15. Давление обогревающего насыщенного пара — около 5 кг/см2. Самовсасывающие насосы ВС имеют дополнительный узел, состоящий из воздушного колпака 12 и воздухоотвода 13, которые обеспечивают его самовсасывающую способность. На фиг. 213 пред ставлены характеристики насосов 1 В-0,9 и 1,5В-1,3 а в табл. 17 — их технические данные.
Таблица 17
|
Подача Q |
|
|
Мощность N е кет |
|
Допусти |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
мая ваку- |
|
|
|
|
|
Число |
|
|
|
умметри- |
Диаметр |
|
|
|
Полный |
|
|
к. П. д. |
ческая вы |
||
Марка |
|
|
оборо |
|
|
сота вса |
рабочего |
||
насоса |
|
|
напор |
тов п |
|
электро |
насоса |
сывания |
колеса |
|
в м31ч |
в л/сек |
Н в м |
в 1 мин на валу |
Ч в % |
ridon |
D в мм |
||
|
|
|
насоса |
двигателя |
|
аак |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
в м |
|
|
1 |
0,3 |
37 |
|
0,6 |
|
18 |
|
|
1В-0,9 |
1,8 |
0,5 |
21 |
1490 |
0,4 |
1,0—1,7 |
28 |
6,5 |
140 |
|
2,5 |
0,7 |
9,5 |
|
0,25 |
|
28 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,83 |
58. |
|
2,6 |
2,8—4,5 |
18 |
|
|
1,5В-1,3 |
4,5 |
1,25 |
39 |
1490 |
2,0 |
24 |
6,5—5 |
155 |
|
|
6 |
1,7 |
23 |
|
1,5 |
|
25 |
|
|
Центробежно-вихревые насосы 2,5 ЦВ*. Основными деталями насоса (фиг. 214) являются чугунный корпус 15 с крышкой 26, чугун ное центробежное рабочее колесо 3, стальное вихревое рабочее колесо* (вторая ступень) 27, чугунная вставка 2 и стальной вал 7.
Центробежное колесо стопорится на валу выступом вала и шпон кой. Вихревое колесо, как и в насосах типа В, получают фрезерованием по его окружности пазов. Для уравновешивания осевой силы и для съема вихревого колеса последнее имеет у ступицы сквозные, отверстия.
Вставка, устанавливаемая в корпусе, разделяет первую ступень насоса от второй и вместе с крышкой корпуса образует рабочий канал 1 вихревого насоса.
Торцовые зазоры в вихревом насосе регулируются паронитовыми прокладками. Для фиксации положения вставки имеется специальный штифт 16. В качестве опор вала устанавливаются два радиально-упор ные шарикоподшипника 9, вставленных в расточку корпуса со стороны привода и закрепленных крышкой 8 с гайкой, и один радиальный шарикоподшипник 2/, закрепленный гайкой и крышкой 22 с другой стороны насоса. Подшипник смазывается густой смазкой, которая удер живается войлочными кольцами 10 и 20. В качестве уплотнения вала со стороны привода используется узел, состоящий из бронзового коль ца 4, одновременно являющегося и упором для пружины 14, латунного направляющего кольца 13, резинового уплотнения 5, бронзовой пяты 12 и стального подпятника 6.
На валу имеется специальное кольцо 11, при помощи которого масло отбрасывается и отводится в дренаж. С противоположной сто роны уплотняющее устройство вала состоит из направляющего коль
* Например, марка насоса 2,5ЦВ-1,5 означает: 2,5—диаметр нагнетательного патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз, Ц — центробежный, В — вихревой, 1,5— коэффицент быстроходности, уменьшенный в 10 раз.