5. Поршневые насосы

143

Как следует из теории кривошипно-шатунного механизма, поступательная скорость движения поршня изменяется пропорционально синусу угла поворота кривошипа а. Жид- кость следует за поршнем безотрывно, поэтому подача насоса простого денстия будет изме- няться в соответствии с законом движения поршня (рис. Ш-15, а).

Насосы двойного и тройного действия (триплекс-насосы) отличаются более равномер- ной подачей, представляющей собой сумму подач двух или трех насосов простого действия,

у которых периоды нагнетания и

всасывания сдвинуты во времени. Графически подача этих насосов может быть изображена синусои- дами, смещенными по фазе соответ-

гп

Зп

Ь7С

5л се

\/ \/ \/ \/ \/ ’*/ \/ V/

Л / Л/7Л 1П Л / Л // К Ш к I ь

/ \ /V / \ I \ / \ / \ / \ / \

' ' I \ I \ ! \ I \ I \ ! \ / \

л

2л ОЛ в

Ьл

5л (х

Рис. Ш-15. Диаграммы подачи поршневых на­сосов:

а *- простого действия; б *— двойного действия; в — тройного действия (триплекс-насоса).

Рис. Ш-16. Воздушные кол­паки;

я — на всасывающей линии; б — на нагнетательной линии.

->л/

ственно на 180° (у насосов двойного действия, рис. Ш-15, б) и 120° (у насосов тройного действия, рис. 111-15, в).

Для уменьшения неравномерности подачи и смягчения гидравлических ударов (напри- мер, при быстром закрытии вентиля на напорном трубопроводе) поршневые насосы снаб- жаются воздушными колпаками (рис. Ш-16), которые устанавливают на входе жидкости в насос (рис. Ш-16, а) и выходе ее из насоса (рис. Ш-16, б). Воздушный колпак представляет собой буферный промежуточный сосуд, около 50% емкости которого занимает воздух.

При ускорении движения поршня, т. е. когда в воздушный колпак поступает наиболь- шее количество жидкости, воздух, находящийся в последнем, сжимается. Избыток жидкости

поступает в колпак и удаляется из него, когда подача становится ниже средней.

При этом давление воздуха, находящего- ся в колпаке, изменяется незначительно (поскольку его объем гораздо больше объема поступающей жидкости) и движе- ние жидкости в нагнетательном (или вса- сывающем) трубопроводе становится близ- ким к равномерному.

Индикаторная диаграмма. Эта диа- грамма показывает зависимость абсолют- ного давления в цилиндре поршневого насоса от пути, пройденного поршнем, или объема, описываемого поршнем. Она вы- черчивается специальным прибором — индикатором, устанавливаемым на цилиндре работающего насоса.

На рис. II1-17 представлена упрощенная индикаторная диаграмма поршневого насоса простого действия. Линия аЬ соответствует процессу всасывания. Давление в цилиндре в этот период р₀ меньше атмосферного р_а. Под действием разности давлений р_а — р₀ вса­сывающий клапан поддерживается в открытом состоянии. Точка Ь отвечает правому край­нему положению поршня. В этот момент всасывающий клапан закрывается, поршень начи­нает двигаться влево и давление в цилиндре резко возрастает (линия Ьс) до р„, при котором открывается нагнетательный клапан (точка с). Подача жидкости в напорный трубопровод происходит при постоянном давлении р_н. Точка й соответствует левому крайнему положе­нию поршня, после которого поршень начинает двигаться вправо. Нагнетательный клапан закрывается, давление в цилиндре резко падает до значения р₀, при котором происходит открытие всасывающего клапана (точка а). В моменты открытия клапанов (точки а и с) возникают некоторые колебания давления, вызванные инерцией клапанов.

зМ

Рис. Ш-17. Индикаторная дяаграмма порш­невого насоса простого действия.