Характеристика подачи поршневых насосов

Одной из отличительных особенностей поршневых наосов является неравномерная подача жидкости за время двойного хода поршня.

При кривошипно-шатунном приводе скорость движения поршня изменяется по закону синуса:

, (266)

а мгновенная подача

, (267)

где - угловая скорость вращения кривошипа, ;

- радиус кривошипа, м.

Насос одностороннего действия имеет коэффициент неравномерности подачи равный . Это значит, что у насоса одностороннего действия максимальная подача больше средней в раз.

Рис. 73. График подачи однопоршневого насоса

одностороннего действия

Насос двустороннего действия имеет за один оборот вала двигателя две подачи – при движении поршня вправо и влево. Если пренебречь площадью штока, то эти подачи будут одинаковыми по величине и диаграмма подачи насоса изобразится в виде двух одинаковых синусоид (рис. 74).

(268)

Рис. 74. График подачи однопоршневого насоса

двустороннего действия

Для трехпоршневого насоса график подачи показан на рис. 75. Коэффициент неравномерности подачи

. (269)

У дифференциальных насосов процесс всасывания происходит только при ходе поршня в одном направлении, поэтому неравномерность всасывания характеризуется таким же коэффициентом, как и у насоса однопоршневого одностороннего действия.

Рис. 75. График подачи трехпоршневого насоса

Воздушные колпаки

Во избежание появления больших инерционных сил движение жидкости должно быть приближено к равномерному. Для этого поршневые насосы снабжаются воздушными колпаками 1 и 2, установленными на всасывающей и нагнетательной трубах.

Принцип действия воздушных колпаков:

Перед пуском насоса всасывающая труба и часть всасывающего воздушного колпака заполняются водой. Затем перекрывается кран, служащий для сообщения колпака с атмосферой. При движении поршня вправо насос засасывает жидкость через клапан К_в непосредственно из колпака по очень короткой всасывающей трубе D. При этом в колпаке 1 появляется разряжение, приемный клапан 3 открывается и жидкость поступает в колпак.

Движение жидкости остается неустановившимся только на коротком расстоянии l ₂ от горизонта жидкости во всасывающем колпаке до поршня насоса.

У поршневого насоса без всасывающего колпака наблюдается неравномерное движение по всей длине всасывающей трубы, что вызывает увеличение инерционных сил жидкости.

Воздушный колпак уменьшает сопротивление во всасывающей трубе, так как на участке от ее начала до воздушного колпака движение жидкости происходит с более или менее постоянной скоростью. Поэтому насосы с воздушными колпаками имеют большую высоту всасывания.

Объем воздушной части всасывающих ВК:

Напорный колпак служит аккумулятором, сглаживающим неравномерность поступления жидкости в нагнетательную трубу. При нагнетании часть жидкости поступает в напорный трубопровод, а другая часть в воздушный колпак, в котором она сжимает воздух. При всасывании избыток давления вытесняет жидкость из колпака в напорный трубопровод.

Рис. 76. Воздушный колпак

1 – всасывающий воздушный колпак; 2 – напорный воздушный колпак;

3 – приемный клапан.

Размеры воздушных колпаков зависят от степени неравномерности подачи насосов. Объемы воздушной части в напорных колпакахприводных насосов в долях от объема цилиндра не менее:

- однопоршневых одностороннего действия не менее ;