Вивчення конструкції роторних насосів

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКА ДЕРЖАВНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ

Факультет суднової енергетики

Кафедра експлуатації суднових енергетичних установок та загальноінженерної підготовки

З дисципліни Суднові допоміжні установки і системи

Факультет Суднової енергетики

Галузь знань 0701 "Транспорт і транспортна інфраструктура"

Напрям підготовки 6.070104 Морський та річковий транспорт

Професійне спрямування Експлуатація суднових енергетичних установок

Практична робота № 1.

Тема: "Вивчення конструкції роторних насосів"

Подготовил

Морозов А.

Херсон

2017

Мета роботи: Закріплення теоретичних знань з розділу "Суднові насоси" предмета "Суднові допоміжні механізми" (СДМ). Вивчення конструкції і принципу дії шестеренних, шиберних і роторно-поршневих насосів.

1. База для виконання роботи

1. Стенди "Насоси витіснення".

2. Насоси витіснення роторні.

3. Плакати, креслення, інструкції.

2. Методичні рекомендації

Робота виконується в кабінеті СДМ в наступному порядку:

1) повторити теоретичний матеріал по темі "Роторні насоси витіснення";

2) вивчити правила техніки безпеки при виконанні роботи;

3) провести розподіл групи (роботу рекомендується виконувати ланками чисельністю три людини);

4) підготувати допоміжні засоби для виконання роботи:

- Планшети, папір, олівці, гумки,

- Необхідні інструменти;

5) вивчити наявні в кабінеті насоси;

6) за вказівкою викладача, керуючого роботою, виконати ескізи вузлів насосів з необхідними розрізами та їх опис.

3. Правила техніки безпеки при виконанні роботи

1. Для виконання практичної роботи всі виконавці мають бути у відповідній робочому одязі.

2. Невикористовуване в даний час електрообладнання повинно б відключено.

3. Використовуваний робочий інструмент до розпочато роботи повинен бути оглянутий викладачем, керуючим роботою. При цьому слід переконатися в його відповідність вимогам правил техніки безпеки.

4. При розбиранні вузлів, що знімаються, деталі повинні укладатися на спеціально відведені місця, що виключають їх падіння і захаращення вільного проходу до робочого місця.

4. Порядок виконання роботи

1. Провести зовнішній огляд насосів. Визначити типи насосів, місця підведення і відведення рідини, що перекачується, місця установки контрольно-вимірювальних приладів і керуючої арматури.

2. При необхідності, виконати часткову розборку насосів з метою вивчення їх внутрішнього устрою, матеріалу деталей, способу виготовлення.

3. За вказівкою викладача, керівного роботою, виконати ескізи вузлів шестерневого, шиберного і роторно-поршневого насосів.

4. Описати принцип дії, конструкцію і призначення насоса і за актувати вузла.

Использование роторных насосов связано с необходимостью перекачивания большого объема жидкости. Различают несколько видов роторных насосов, различающихся между собой принципом работы и конструктивными особенностями. Об основных разновидностях роторных насосов и об их устройстве рассмотрим далее.

Роторные насосы принцип работы и характеристика

Принцип работы роторного насоса состоит в транспортировке жидкости с помощью ее размещения в камере, из которой она выталкивается с помощью вращательных и поступательных манипуляций. Главным рабочим механизмом данных насосов является ротор. В соотношении с его конструкцией, роторные насосы подразделяются на разные виды.

Рабочий механизм роторный насосов постоянно вращается, но несмотря на это принцип работы данного оборудования индивидуален и не схож с динамическими вариантами насосов. В процессе перекачивания жидкости, она попадает в камеру, а ее вытеснение производится с помощью нагнетательного патрубка.

Внутри рабочей камеры роторного насоса создается пространство замкнутого типа, для ограничения которого используются подвижные и неподвижные детали устройства. В процессе работы данное пространство изменяется в объеме. В процессе перемещения деталей подвижного типа рабочая камера изменяется в размере, таким образом, происходит перекачивание рабочей жидкости.

В зависимости от основного движения в роторном насосе, они бывают двух видов - роторного вращение и роторного поступления. Первый вариант основывается на исключительном вращении подвижных частей в насосе, а второй - на комбинации как вращения, так и поступления.

Роторно вращательные насосы бывают зубчатого и винтового типа. Первый вариант отличается наличием рабочей камеры, корпус которой остается неподвижным, а шестерни двигаются в определенном направлении. Рабочая камера изменяется в размере именно благодаря движению шестерней. Данный вариант насосов может иметь как внешнее, так и внутреннее зацепление.

Винтовые насосы характеризуются наличием рабочей камеры, с неподвижным корпусом и подвижными винтами. Винты вращаются вокруг своей оси, благодаря этому создается временная рабочая камера, которая нагнетает жидкость и перекачивает ее. Рассматривая данный вариант насосов, следует выделить пластинчатый и роторно-плунжерный его варианты.

Пластинчатый вариант роторного насоса отличается наличием ротора с продольными прорезями, внутри которых находятся пластинчатые детали. Вращение ротора осуществляется внутри цилиндрического корпуса, при этом, оси ротора и корпусной части между собой не совпадают.

Для ограничения рабочей камеры в цилиндрических насосах используется корпусная его часть и шиберы. Для того, чтобы замкнуть рабочую камеру, шиберы плотно прилегают к корпусной части с помощью использования силы центробежного назначения или специальных пружинистых механизмов, установленных во внутренней части роторного насоса. В соотношении с конструктивными особенностями роторного цилиндрического насоса они имеют однократное, двукратное действие.

Роторные насосы плунжерного действия подразделяются на радиальные и аксиальные. Принцип работы данного насосного оборудования сопоставим с насосом и гидромотором. Данные насосы работают из-за комбинации движений как вращательного, так и поступательного типа.

Преимущества и недостатки роторного насоса

Несмотря на то, что роторные насосы различаются по конструкции, у всех разновидностей данного оборудования, присутствуют такие преимущества:

· наличие равномерной подачи перекачиваемой жидкости, в соотношении с возвратно-поступательным насосным оборудованием;

· возможность работы насоса в гидромоторном режиме из-за наличия обратимости;

· отсутствие клапанов в конструктивном составе насоса, поэтому коэффициент полезного действия и мощность оборудования находится на высоком уровне;

· частота движений роторного насоса довольно высокая, их быстроходность находится на самом высоком уровне по сравнению с другими альтернативными насосами.

Однако, у насосов роторного типа имеются определенные недостатки, а именно:

· перекачиваемая среда должна отвечать определенным требованиям регрессивности и не должна оказывать на внутренние детали насоса абразивное воздействие;

· высокий уровень надежности оборудования, влечет за собой высокую стоимость на его обслуживание и эксплуатацию.

Устройство и схема роторного насоса

Внутри проточной части роторного насоса находится один полый вращающийся диск, который отвечает за совершение вращательных манипуляций и перекачивание жидкости между патрубками.

Насосы, внутри которых находится пустой диск используются в процессе перекачивания жидкостей с твердыми частицами. Однако, они отличаются надежностью, длительностью эксплуатации, низкой скоростью вращения. Возможен вариант установки нескольких полых дисков внутри насоса. Среди преимуществ данного варианта насосов отметим:

1. Возможность самостоятельного самовсасывания. Запуск насоса осуществляется даже в том случае, если в нем отсутствует жидкость.

2. Возможность работы на низких оборотах. Благодаря данному преимуществу насосы имеют возможность перекачивать жидкости высокой вязкости. Работа на низкой скорости обеспечивает длительную эксплуатацию оборудования, высокий уровень его надежности и стойкости к износу.

3. Для того, чтобы очистить нисходящие трубы от жидкости используется функция обратного потока. Использование второго насоса или переключение патрубков не потребуется.

4. Твердые частицы поступают в жидкость благодаря тому, что диск характеризуется высокой адаптируемостью.

5. Значение высоты всасывания роторного насоса составляет более восьми метров.

6. Низкая шумопроизводительность и низкий уровень вибрации обеспечивает удобство в эксплуатации насоса.

7. Высокий уровень КПД и производительности также является одним из преимуществ данных насосов. Производительность устройства не зависит от уровня вязкости жидкости, которую оно перекачивает.

8. Универсальность применения насоса обеспечивается прежде всего его способностью к перекачиванию разного рода жидкостей.

9. Конструктивные особенности насоса отличаются простотой, так как он содержит в своем составе компактные элементы, легко поддающиеся замене или ремонту.

10. При определенных обстоятельствах нанос способен работать без жидкости.

Принцип работы данного насоса состоит в вращении полого диска, который постепенно соприкасается с внутренними участками на корпусной части. Вследствие этого создается линия, которая отвечает за всасывание жидкости из системы. Благодаря этому жидкость начинает движение. Для управления диском используется мембрана, в процессе этого происходит создание двух раздельных герметичных камер. Вакуумное пространство отвечает за всасывание жидкости во внутрь насоса.

Из-за того, что дисковые роторные насосы содержат в своем составе всего несколько комплектующих, они отличаются длительным сроком эксплуатации, не ломаются и легко ремонтируются. Сфера использования данного рода устройств распространяется на:

· как летучие, так и вязкие жидкости;

· смазочные масла и жидкости с повышенной сухостью;

· жидкости, в составе которых содержаться абразивные вещества;

· жидкости агрессивного и коррозийного характера;

· продукты пищевой промышленности.

Классификация роторных наносов и особенности их применения

Существует два основных класса роторных насосов:

· роторно вращательные насосы;

· насосы роторно-поступательного типа.

Первый вариант насосов отличается наличием только вращательных движений в процессе перекачивания жидкости. Различают разновидность роторно вращательного насоса, называемую зубастым или шестеренным насосом.

Данный вариант насоса может иметь внутреннее или наружное зацепление. Насос, у которого имеется внешнее зацепление используется для перекачивания жидкостей с высоким уровнем вязкости, у которых присутствуют способности смазывающего типа. Возможность самостоятельного всасывания у таких насосов составляет не более пяти метров. Принцип работы данного механизма основывается на постоянном соединении ведущей и ведомой части механизма. Далее следует процесс приведения ее в движение. В процессе вращения наноса, зубья начинают всасывать жидкость, из-за образования вакуумного пространства. Вследствие образования между зубьями контакта жидкость переносится из одной части механизма в другую.

Второй вариант шестеренного насоса имеет внутреннее зацепление и отличается более компактными размерами. Однако, для изготовления данного устройства потребуется приложить немало усилий, поэтому его стоимость немного дороже. Для того, чтобы привести в действие ведущую шестерню, необходим электрический двигатель. Так как его вал с помощью зубьев захватывает ведущий участок прибора начинается вращение колеса. В процессе вращения происходит освобождение объема, вследствие чего жидкость попадает во внутрь насоса. Перемещение среды осуществляется под действием ее нагнетания.

Роторно поступательные варианты насосов разделяются на:

· роторно шиберный насос пластинчатого типа;

· насос роторно поршневой.

Шиберный насос еще называют роторно пластинчатым, данное оборудование является самовсасывающим и отличается объемными размерами. Главной функцией данного насоса выступает перекачивание жидкости, которая характеризуется смазывающими характеристиками, такими как масла или дизель. Насосы способны к всасыванию жидкости в сухом положении и не нуждаются в наличии жидкости рабочего типа.

Принцип работы данного устройства основывается на наличии ротора с эксцентрически расположенными пластинами, внутри которых находятся пазовые участки продольной вариации, называемые шиберами. Для их прижимания к поверхности статора используется центробежная сила.

Из-за эксцентрического расположения ротора, в процессе его вращения пластины постоянно контактируют со стеной корпусной части, вначале входя во внутрь ротора, а затем выходя из него. Из-за этого, жидкость сначала закачивается во внутрь механизма, а затем выходит из него под давлением.

Насос объемный роторный поршневой бывает аксиально поршневым и радиально поршневым. Внутри данного механизма располагаются рабочие детали, которые играют роль нагнетания жидкости. Чаще всего это плунжерные или поршневые элементы. Аксиально поршневые насосы отличаются наличием возвратно поступательных движений, расположенных параллельно по отношению к оси вращения механизма. У радиально поршневых насосов, данное движение осуществляется радиально.

Аксиально поршневые роторные насосы имеют наклонные диски или наклонные шайбы, расположенный в осевом направлении. Довольно популярными остаются аксиальные насосы поршневого типа, имеющие наклонный блок. Для передачи крутящего момента в таких устройствах применяется шатун, расположенный во внутренней части поршней. С помощью данной схемы удается не только уменьшить размеры самого насоса, но и улучшается динамика разгона и торможения работы.

Ручной роторный насос используется в процессе перекачивания материалов горюче-смазочного типа. Чаще всего данный насос изготавливается из чугуна. Выделяют также насос роторный бочковой, выполненный из алюминия, предназначенный для перекачивания бензина. Удобством эксплуатации отличаются насосы, которые различают масло по отдельным резервуарам. Несмотря на доступную стоимость, данные варианты насосов отличаются высоким уровнем надежности и длительной эксплуатацией. шестеренний поршневий відведення рідина

Роторные насосы динамического типа основываются на динамическом принципе работы. С помощью вращения определенного рода элементов, происходит образование кинетической энергии, которая подает давление для перекачивания жидкости. В зависимости от принципа действия, данные насосы бывают вихревыми и лопастными. Роторно лопастный насос не имеет функции самовсамывания. Среди разновидностей лопастных насосов отметим:

· устройства центробежного, радиального, диагонального и осевого типа;

· с наличием спирального, кольцевого или направляющего привода;

· в зависимости от типа жидкости однопроточные и двухпроточные.

Роторно вихревые насосы бывают открытыми звездообразными и закрытыми, имеющими периферийный канал. В зависимости от прохождения потока жидкости вихревые насосы бывают одно- и многоступенчастыми.

В зависимости от сферы использования насосного оборудования, данные устройства подразделяются на насосы питательного, циркуляционного и конденсатного типа.

Размещено на Allbest.ru