Гр 34 ТЕХ ОСНОВИ ГІДРАВЛІКИ І ТЕПЛОТЕХНІКИ ТЕМА Діафрагменні насоси

 

Діафрагменні насоси також можна віднести до поршневих. Їх використовують для перекачування агресивних рідин, мають відносно низьку подачу і незначний тиск на виході.

Різновидом поршневого насосу простої дії є діафрагмовий (мембранний) насос (рис. 3.7), який використовують для перекачування забруднених і агресивних рідин. У цьому насосі циліндр 2 і плунжер 1 відокремлені від рідини, що перекачується, гнучкою перегородкою-діафрагмою 8 з гуми або спеціальної сталі. При русі плунжера наверх діафрагма під дією різниці тисків з двох її боків прогинається вправо, при цьому відкривається всмоктувальний клапан 4 і рідина потрапляє у насос. При ході плунжера вниз діафрагма прогинається вліво, відкривається нагнітальний клапан 7 (всмоктувальний клапан при цьому закривається), і рідина потрапляє в нагнітальний трубопровід 6.

Рис. 3.7. Схема діафрагмового насоса:

1 – плунжер; 2 – циліндр; 3 – корпус; 

4, 7 – всмоктувальний і нагнітальний клапани; 

5, 6 – всмоктувальний і нагнітальний патрубки; 

8 – діафрагма; 9 – сальник; 10 – грунбукса

На рис. 3.8. зображено дещо іншу різновидність діафрагменного насосу. Тут клапанна коробка із всмоктуючим 5 та нагнітальним 4 клапанами розміщена окремо, а прогин діафрагми 3 здійснюється завдяки зворотньо-поступальному руху плунжера 2 в циліндрі насоса 1, заповненого спеціальною рідиною. Насоси подібного типу часто використовуються для перекачування рідин із різними домішками (пісок, абразивні матеріали тощо), а також хімічно активних рідин і будівельних розчинів. Діафрагму можна приводити в рух не тільки за допомогою плунжера, а і звичайним важільним механізмом.

Рис. 3.8. Діафрагменний насос з плунжерним приводом

Шестеренчаті насоси відносяться до класу роторних насосів, які, як і попередні, працюють за принципом витіснення рідини. Такі насоси мають статор (нерухомий корпус), ротор (з’єднаний нерухомо з приводним валом) і витіснювач (зубці колес). Ці насоси не мають клапанів і для них характерні такі переваги:

•                 швидкоходні, частота обертання досягає 3 · 10³хв^-1;

•                 рівномірність подачі, можливість реверсування;

•                 оборотність, тобто можливість працювати в режимі

гідродвигуна;

•                 створює високі тиски при значному к.к.д.;

•                 мала питома маса і об’єм;

•                 надійні в роботі;

•                 характеризуються змащуючими властивостями.

Подача таких насосів визначається розмірами робочого простору і частотою обертання ротора. Ці насоси при незначній подачі можуть створювати високі тиски.

Із всіх роторних насосів шестеренчаті мають найпростішу конструкцію. Вони можуть бути із шестернями з зовнішнім і внутрішнім зачепленнями. На рис. 3.9 показана схема найпростішого насосу із зовнішнім зачепленням.

Робочим органом є дві шестерні 2, які розмішені в корпусі, що має всмоктувальний 1 і нагнітальний 3 патрубки. При обертанні коліс, як це показано на рисунку, рідина надходить із патрубка у западини між зубцями і подається в напірний патрубок. Такі насоси широко застосовуються в системах змащування (як приклад, масляний насос змащення). Вони також можуть працювати і в режимі гідравлічного двигуна.

 Рис. 3.9. Схема шестеренчастого насоса: 

1 – всмоктувальний патрубок; 2 – зубчасті колеса; 

3 – нагнітальний патрубок

Подача шестеренчатого насоса при умові однакових параметрів двох зубчатих коліс становить:

 

                                                                      Q 2 S  Z n ,                    (3.11)

 

де Z – кількість зубів на одній шестерні; – довжина зуба; S – площа западини зуба; n – кількість обертів шестерні за одиницю часу.

В насосах високого тиску (понад 10 МПа) торцеві зазори ущільнюють спеціальними “плаваючими” втулками. Для підвищення тиску рідини на виході (до 20 МПа) застосовують багатоступеневі насоси, в яких подача кожного наступного ступеню менше за подачу попереднього. Для збільшення подачі інколи використовують насоси з трьома і більше шестернями, які розміщені навколо центральної ведучої шестерні.

При визначенні подачі шестеренчатого насоса мають на увазі, що кожний зуб витісняє із відповідної йому впадини об’єм в S. Площу робочої частини зуба, який витісняє рідину, наближено

πD² можна вважати ^S=         ₂ , де D – діаметр початкового кола. Неповнота z

заповнення робочого об’єму враховується к.к.д. η =0,80...0,95.₀ З врахуванням цього формула (3.11) набирає вигляду:

 

                                                       Q πвD² n η₀                                                                                         (3.12)

30z

 

Шестеренчасті насоси з внутрішнім зачепленням більш компактні і мають кращі всмоктуючі характеристики, але суттєво складніші у виготовленні.

Коловратні насоси також можна віднести до шестеренчастих, що мають два або три зуба на кожному роторі. На рис. 3.10 показаний такий насос з двома зубами, які мають такий профіль, щоб вони щільно контактували між собою і стінками статора.

Ці насоси використовують для перекачування великих об’ємів дуже в’язких рідин при низьких тисках (смоли, фарби).