Конструкции объёмных насосов

Конструкции гидравлической и приводной частей поршневых (плунжерных) насосов.

Смазка узлов приводной части насоса.

Быстроизнашиваемые детали.

Предохранительные устройства.

Поршневые насосы состоят из приводной и гидравлической частей. Приводная часть служит для передачи механической энергии от двигателя (ДВС либо электродвигателя) к поршням, движущимся возвратно-посту­пательно. Гидравлическая часть служит для преобразования механической энергии поршней в гидравлическую энергию перекачиваемой жид­кости и для придания жидкости необходимого направления.

Наиболее распространены односторонние кривошипные (рис. 1.6, а) насосы, приводной механизм которых состоит из трансмиссионного вала, получающего вращающий момент через трансмиссию от двигателя, зубчатого редуктора и коренного вала, связанного с шатунами посредством собственно кривошипов, эксцентриков, пальцев или колен. Схема с червячной передачей (рис. 1.6, б) используется для привода насоса от вала, расположенного вдоль оси насоса, например, на автомобиле. Приводная часть разме­щается в закрытом корпусе, предотвращающем попадание влаги и абразива в масляный картер. Полость картера заполнена маслом. Зубчатое колесо коренного вала насоса при вращении окунается в масляную ванну и захватыва­ет масло, обеспечивая смазку зубчатой пары. При этом часть масла попадает в надкрейцкопфную камеру, а оттуда на направляющие крей­цкопфа и через специальный канал на палец соединения крейцкопфа с шатуном, излишки масла стекают в картер. В верхней части картера имеется люк для осмотра деталей приводной части насоса с сапуном, в нижней части - щуп для измерения уровня масла.

а б

Рисунок 1.6 Схемы поршневых насосов

В некоторых поршневых насосах подшипники и крейцкопфы сма­зываются при помощи шестеренного масляного насоса, который при­водится в действие от коренного вала и подает смазку в места трения по трубкам.

В гидравлическую часть входят: корпусные детали, цилиндровые втулки с механизмами крепления и уплотнения в корпусе; поршни, плунжеры, штоки; узлы уплотнения плунжеров и штоков; клапаны; пневмокомпенсаторы, предохранительные клапаны. Клапанная коробка относится к гидравлической части насоса. В ней размещены рабочие камеры насоса и клапаны; ее также назы­вают цилиндром насоса. Большей частью клапанную коробку выпол­няют отдельно от станины. В многоцилиндровых насосах клапанные коробки изготавливают отдельно друг от друга или в общем блоке. В зависимости от рабочего давления, температуры и коррозион­ных свойств перекачиваемой жидкости клапанные коробки изготав­ливают литыми из чугуна или стали (углеродистой, нержавеющей). Для высоких давлений клапанные коробки выполняют коваными, например, у насосов для гидроразрыва пласта (на 50...70 МПа). Клапаны стараются расположить так, чтобы уменьшить мертвое пространство и способствовать самоудалению воздуха через нагнетательный клапан. Вместе с тем заботятся об упрощении замены клапанов. Ступенчатое расположение клапанов (рис. 1.7, а) обеспечивает свободный доступ к каждому клапану, но зато значительно увеличено мертвое пространство. При соосном расположении клапанов (см. рис. 1.7, б) ремонт нижнего клапана затруднен, но гидравлическая коробка очень компактна.

Комплект сменных цилиндровых втулок и поршней нескольких размеров позволяет изменять подачу насоса. Основная причина выхода из строя цилиндровых втулок - абразивный износ. Для повышения износоустойчивости их поверхность упрочняют током высокой частоты и другими средствами. Находят применение биметаллические втулки, изготовляемые методом центробежного литья с повышенным содержанием углерода и хрома во внутренних слоях, а для работы в сильно коррозионной среде - из стали, содержащей никель, или из высокопрочной керамики. Система крепления и уплотнения цилиндровой втулки, состоящая из болтов, шпилек, нажимных и промежуточных втулок и коронок, металлических и эластичных колец, предотвращает смещение втулки и герметизирует зазор между втулкой и корпусом.

Рисунок 1.8 Узлы крепления и уплотнения цилиндровой втулки

В буровых насосах высокого давления функции крепления и уплотнения разделены. В некоторых насосах предусмотрена возможность замены поршня и осмотра насосной камеры без демонтажа цилиндровой втулки. На рис. 1.8, а для этого служит винтовой затвор 2, прижимающий лобовую крышку 3 к уплотнению 4. Фланцевая крышка 1 предназначена для крепления цилиндровой втулки 7, а винты 5 - для регулирования сжатия уплотнительных колец 6. В некоторых насосах одностороннего действия цилиндровую втулку устанавливают со стороны приводной части (рис. 1.8, б). Такое расположение устраняет лобовую крышку в клапанной коробке с ее уплотнениями, а крепление втулки осуществляется более просто. Применение для этой цели шарнирных хомутов, состоящих из двух половин, сокращает время на смену втулки и поршня и обеспечивает хорошую соосность сопрягаемых деталей.

Поршни бывают цельные и сборные. Для их уплотнения служат поршневые кольца, изготовленные из чугуна, эбонита (для воды), текстолита (для нефтепродуктов), резины и прорезиненных тканей. Цельный поршень бурового насоса (рис. 1.9, а) состоит из стального сердечника с центральным коническим отверстием для посадки на шток и привулканизированных к нему с двух сторон резиновых манжет. Форма и размеры манжет обеспечивают предварительное их прижатие к цилиндровой втулке, самоуплотнение при действии давления жидкости и удержание на трущейся поверхности жидкости, служащей смазкой. Сборный поршень двустороннего действия (рис. 1.9, б) на каждой стороне от разделительного фланца снабжен уплотнительной резиновой манжетой 1 и опорным пластмассовым кольцом 2, закрепленным на металлическом сердечнике шайбой 3 и пружинным кольцом 4.

Рисунок 1.9 Поршни буровых насосов

Опорное кольцо, диаметр которого больше диаметра фланца сердечника, перекрывает уплотняемый зазор, чтобы не выдавливалась в него резина. Скошенная часть кольца под давлением резины деформируется и прилегает к постепенно увеличивающейся в диаметре цилиндровой втулке по мере ее изнашивания. Пластмассовое подкладочное кольцо устанавливают и в цельных резинометаллических поршнях (рис. 1.9, а). Сборный поршень насоса одностороннего действия (рис. 1.9, в) с задней стороны имеет вспомогательную манжету 5, служащую для очистки зерен абразива со свободной поверхности цилиндра.

Плунжеры изготавливают из чугуна или стали. Плунжеры не­большого диаметра делают сплошными, а плунжеры диа­метром более 100 мм - в виде полого стакана. В на­сосе плунжер передвигается в короткой втулке и в набивке уп­лотняющего сальника.

Рисунок 1.10 Двухкольцевой клапан

Клапаны часто выполняют тарельчатыми. Клапаны современных возвратно-поступательных насосов исключительно самодействующие. Они открываются и закрываются под действием изменяющегося давления жидкости. Для насосов высокой подачи тарельчатые клапаны выполняются двухкольцевыми (рис. 1.10) и трехкольцевыми. Наиболее часто употребляемая конструкция клапана для малого расхода дана на рис. 1.11. Седло 1 клапана плотно впрессовано в клапанную перегородку цилиндра. Седло имеет две кольцевые притертые поверхности: 2 и 3. Клапан 4 скользит по направляющему стержню 5 и под влиянием разности давлений над клапаном и под ним, а также под действием конической пружины 6 плотно прижимается к

Рисунок 1.11 Простой тарельчатый клапан

седлу. В некоторых случаях тарельчатые клапаны выполняются в виде толстых резиновых пластин: это обеспечивает высокую герметичность клапана. Тарельчатый клапан может быть с плоским или коническим седлом; с верхним, нижним, или двумя направлениями, обеспечивающими точную посадку на седло; с притиркой клапана к седлу (для чистых жидкостей) или с резиновым или полиуретановым уплотнением, расположенном на клапане или на седле (для засоренных жидкостей, рис. 1.12, а, б). В кольцевом клапане (рис. 1.12, в) жидкость протекает по наружным и внутренним стенкам кольца. Благодаря этому площадь прохода для жидкости больше, чем в тарельчатом клапане; однако кольцевой клапан устроен сложнее. Седла клапанов выполняются в виде втулки с наружной конической поверхностью для запрессовки в гнездо клапанной коробки или с наружным пояском для крепления посредством клетки или стакана. Ребра в седле могут служить для нижнего направления клапана, а также для его опоры. Всасывающие и нагнетательные клапаны обычно выполняются одинаковыми и взаимозаменяемыми. Быстросъёмность клапанов достигается использованием винтового затвора (крепежной втулки) с трапецеидальной или упорной резьбой. Резьба выполняется в теле клапанной коробки или в привертном фланце (рис. 1.12, г), что упрощает изготовление клапанной коробки и предохраняет ее от порчи при эксплуатации.

 

Рисунок 1.12 Клапаны:

а – тарельчатый с уплотнением на тарелке; б – то же, с уплотнением на седле;

в – кольцевой; г – крепление крышки клапана во фланце

Рисунок 1.13 Сальники с кожаными манжетами

Сальники поршневых насосов бывают с мягкой набивкой или с кожаными манжетами (рис. 1.13). Здесь давление, создаваемое насосом, действует на внутреннюю поверхность манжеты Г- или П-образного сечения, прижимает её к штоку и создаёт тем большую плотность, чем выше давление, создаваемое насосом. Армирование уплотнения позволяет управлять распределением контактного давления на поверхности штока, снижая пики давлений и уменьшая oпасность выдавливания резины в уплотняемый зазор. Для набивки сальника при­меняют асбестовый шнур, кожа­ные или резиновые манжеты, металлические кольца в зависи­мости от рода перекачиваемой жидкости, ее температуры и давления. Конструкции уплотнений плунжеров подобны уплотнениям штоков. В среднюю часть уплотнения поступает смазка (вода, масло, эмульсия). При увеличении сопротивления в нагнетательном трубопроводе объемный насос почти не снижает подачу жидкости, поэтому в случае образования пробки в линии или в случае ошибочного пуска при закрытой задвижке давление возрастает до предела, при котором останавливается двигатель или разрывается трубопровод либо корпус насоса.

 

 

Для предотвращения аварии предусматривают предохранительные устройства в приводе и в гидравлической системе. В последнем случае для защиты служит предохранительный клапан. В простейшем исполнении - это поршень, удерживаемый металлическим штифтом (рис. 1.14), или диафрагма, которые разрушаются от повышенного давления и пропускают жидкость в область всасывания. Более оперативны пружинные предохранительные клапаны, которые снова закрываются при снижении давления до нормального.

Рисунок 1.14 Предохранительный клапан насоса НЦ320:

1 – кожух; 2 – шток; 3 – гвоздь предохранительный; 4 – пробка; 5 – амортизатор;

6- корпус; 7 – кольцо; 8 – уплотнение; 9 – шайба;

10 – шплинт

 

Контрольные вопросы:

1. Перечислите детали гидравлической и приводной части насосов.

2. Какие типы клапанов вы знаете?

3. Из каких деталей состоит клапанный узел?

4. Какой тип передачи в приводной части насоса?

5. Как производится смазка крейцкопфных узлов?

6. Какие элементы входят в обвязку насосов?

7. Где устанавливается предохранительный клапан?

8. Принцип работы предохранительного клапана насоса НЦ320.

 

<2345678>

---

Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 2707;

---