Диференциални помпи
Теоретичният дебит на помпата за секунда при n двойни удара за минута се определя по формулата
.
Действителният дебит Q на помпата е по-малък от теоретичния. Намаляването на предлагането се дължи на следните причини: забавяне на отварянето и затварянето на клапаните; изтичане на буталото и жлезите, което води до изтичане на определен обем течност от нагнетателната страна в смукателната зона, както и извън корпуса на помпата; въздух, навлизащ в цилиндъра на помпата отвън чрез течове в салниковите кутии и в смукателната тръба, както и заедно с вода в разтворено състояние.
Тези течове се вземат предвид от обемната ефективност ηo. действителен фураж
Обемната ефективност зависи от размера на помпата и е в диапазона от 0,85 ... 0,99.
Въз основа на разглежданата помпа е възможно да се формулират общите свойства на обемните помпи, които се дължат на техния принцип на работа и ги отличават от разгледаните по-рано лопаткови помпи:
- цикличността на работния процес и неравномерното предлагане, свързано с него;
- херметичност на помпата, т.е. постоянното отделяне на напорния тръбопровод от смукателния тръбопровод (лопатковите помпи нямат херметичност, а са проточни);
- самозасмукване, т.е. способността на обемната помпа да създава вакуум в смукателната тръба, пълна с въздух, достатъчен за повдигане на течността в смукателната тръба до нивото на помпата. Лопатковите помпи не са способни на това;
- твърдостта на характеристиката, т.е. нейната стръмност в координатната система Q = f (p), което означава малка зависимост на дебита на помпата Q от налягането, което развива (фиг. 11.3).
Обемна помпа е в състояние да създаде произволно високо налягане поради съпротивлението на хидравличната система, следователно, за да се избегне авария, тяоборудван с предпазен клапан. Настроен на определено налягане pkl, той ще заобиколи част от течността в хидравличния резервоар и по този начин ще намали налягането в системата.
Диференциални помпи. За да се намали неравномерното захранване на еднодействаща помпа, е изобретена диференциална помпа (фиг. 11.4).
В такава помпа общата мощност на двоен ход се разпределя равномерно между ходовете. Когато буталото се движи надясно, в камера А се получава вакуум и тя се пълни с течност. В същото време от страната на стеблото, от камера B, течността ще се подава към изпускателния тръбопровод. По време на обратния ход (наляво) смукателният клапан се затваря и течността се изтласква от камера А през изпускателния клапан. Едната половина от него отива в нагнетателния тръбопровод, а другата половина отива в камера B.
Помпа с двойно действие. За намаляване на неравномерното подаване се използват помпи с двойно действие (фиг. 11.5).
За тази помпа, при едно завъртане на манивелата, потокът се представя (фиг. 11.6) от две синусоиди с различни амплитуди (първата е по-малка от втората поради площта на пръта), потокът отива до нула два пъти и достига максималната стойност два пъти. Неравномерността на подаването е по-малка от тази на еднодействаща помпа, но все още е много голяма.
Теоретичният поток на такава помпа
.
За допълнително намаляване на неравномерното подаване, буталните помпи започнаха да се оборудват с въздушни капачки на смукателните и нагнетателните линии на помпата (фиг. 11.7).
Кожухът за смукателен въздух 1 е поставен под смукателния клапан и е свързан към помпата с къса тръбаl1. Водата влиза в аспиратора през смукателна тръба с дължинаl2. Преди да стартирате помпата, смукателната тръба и част от капачката се пълнят,например вода. След стартиране се създава вакуум във въздушното пространство над нивото на водата в капачката. При достатъчно голям обем въздух в капачката, колебанията на нивото са малки; поради това налягането на въздуха в аспиратора остава почти постоянно. В този случай, поради постоянната разлика в налягането между p0 на повърхността на водата и в капачката p1, водата се влива в капачката непрекъснато и равномерно през цялото време. Това значително подобрява условията за засмукване на течността, тъй като височината на засмукване hs е намалена. Неравномерното (по-точно, нестабилното) движение остава само на къс участък от тръбата между капачката и помпата.
Когато излиза от помпата, водата навлиза в капачката за изпускателен въздух 2. По време на изпомпване въздухът в капачката се компресира под налягането на течността, изпомпвана от буталото. По време на смукателния ход въздухът, разширявайки се, избутва течността в тръбопровода. По този начин ходът на впръскване изглежда се увеличава с времето, което намалява неравномерното подаване.
По време на работа на помпата количеството въздух в нагнетателната капачка непрекъснато намалява, като частично се разтваря в изпускателната вода. Можете да подновите това количество въздух с помощта на компресор или от цилиндър за сгъстен въздух.
Бутална помпа.Буталната помпа е вид бутална помпа, при която вместо бутало е направено бутало, което влиза във вътрешността на камерата на помпата през салниковата кутия 1, която в този случай е цилиндърът на помпата (фиг. 11.8).
При производството на такава помпа се обработва само буталото, а вътрешната повърхност на самата помпа остава необработена.
Буталните помпи, с подходящата технология за тяхното производство, са в състояние да създават много високи налягания, измервани в десетки, стотици, а в някои случаи и хиляди атмосфери.
Нобуталните помпи могат да се използват само при относително ниска скорост, не повече от 300 ... 500 об / мин. При по-висока скорост се нарушава нормалната работа на самодействащите клапани в помпата. Във връзка с това свойство на ниска скорост размерите на буталната помпа се оказват много по-големи от центробежната помпа, проектирана за същите параметри (дебит и налягане). Поради това буталните помпи са заменени от центробежни и ротационни помпи от водоснабдяването и редица други клонове на технологията.
Понастоящем буталните помпи под формата на мощни механично задвижвани агрегати се използват главно в петролната и химическата промишленост за изпомпване на течности със значителен вискозитет, както и в топлоелектрически централи за захранване на парни котли с високо налягане.
Освен това буталните помпи се използват в онези специални зони, където се изисква особено високо налягане.
11.2. Ротационни помпи
Ротационната помпа е обемна помпа с въртеливо или въртеливо и възвратно-постъпателно движение на работните части, независимо от естеството на движението на задвижващата връзка на помпата. Така задължителното движение е въртеливо.
Основните представители на тази група помпи според класификацията са зъбни, лопаткови, радиално бутални и аксиално бутални.
Зъбни помпи.На примера на зъбна помпа ще разгледаме характеристиките на работния процес на всички ротационни помпи.
Тези помпи (фиг. 11.9) най-често се изработват под формата на двойка еднакви зъбни колела с еволвентно зацепване, затворени в корпус.
Всички ротационни помпи се състоят от три части: статор (неподвижната част на помпата), ротор и изместители.
Работният процес на ротационната помпа се състои от триетапи.
1. Пълнене на работните камери с течност. При зъбната помпа това се случва, когато зъбите се отделят. Камерата е кухината на зъба.
2. Изолиране (късо съединение) на камери от входната зона и прехвърлянето им от входната към изходната зона.
3. Изместване на течността от работните камери. При зъбната помпа това се случва, когато зъбите се зацепят.
Прехвърлянето на работни камери в ротационна помпа прави ненужни смукателни и напорни клапани. Поради това ротационните помпи имат принципа на реверсивност, т.е. способността да работят като хидравлични двигатели (хидравлични двигатели), когато течността им се подава под налягане от друга помпа (фиг. 11.10).
Поради липсата на клапани, ротационните помпи са по-бързи от буталните. В момента те работят при скорости до 3000 ... 5000 rpm, а в някои случаи дори и при по-високи. В резултат на това те са и по-компактни.
В сравнение с буталните ротационни помпи, те имат много по-голяма равномерност на подаването: