Шестеренный насос с внешним зацеплением

Шестеренчатые насосы применяются для перекачки жидкостей различной вязкости: масла, нефтепродукты, химические жидкости, краски и др.

Классификация

Шестеренчатые насосы по конструктивному исполнению зубчатых колес могут быть:

1. с внешним зацеплением
2. с внутренним зацеплением.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением шестерен

В насосы с внешним зацеплением устанавливаются цилиндрические шестерни с прямыми, косыми или шевронными зубьями, которые являются основным рабочим органом.

Косозубые или шевронные зубья устанавливаются для уменьшения шумности работы, а также уменьшения негативных сил, влияющих на работу насоса.

Шестеренные насосы с внутренним зацеплением шестерен

Насосы с внутренним зацеплением шестерен представляют собой двойную систему роторов (шестерен) — наружная и внутренняя.

Наружная с внутренним зубчатым венцом, внутренняя — с внешним установлены в корпусе насоса с определенным экцентриситетом находятся в зацеплении. Одна из шестерен является приводной, как правило, внутренняя. Перекачка жидкости происходит по тому же принципу, что и при внешнем зацеплении.

Насосы с внутренним зацеплении более компактны, но из-за сложности производства уступают насосам с зубчатыми колесами с внешним зацеплением, а кроме того, внутреннее зацепление, в виду конструктивных особенностей, позволяет работать только при небольших давлениях (до 14 МПа).

Принцип работы

В корпусе насоса имеются две шестерни: ведущая и ведомая, которые находятся в постоянном зацеплении. Ведущей шестерни вращение передается через ведущий вал от привода насоса (электродвигателя). Вращение шестерен 2 и 3 по часовой стрелке создает периодическое разряжение со стороны всасывания в полости А. Из-за разности давлений жидкость начинает поступать полость А и далее во впадинах зубьев шестерен переносится в полость нагнетания Б.

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками насосов являются:

• рабочий объем, см 3 — тот объем жидкости, который вытеснят шестерни за один оборот;
• подача, л/мин — какой объем жидкости вытеснит насос за единицу времени (производительность насоса);
• вакуумметрическая высота всасывания, м — характеристика показывает максимальную высоту, на которую можно установить насос относительно уровня жидкости. Если в технических характеристиках указано, что вакуумметрическая высота всасывания составляет 3 метра, то это говорит, что расстояние от уровня жидкости до оси входного отверстия не должна превышать 3 метра. При превышении данного значения насос не будет засасывать жидкость из-за отсутствия разности атмосферного давления и во всасывающей камере;
• давлением на выходе;
• объемный КПД η_о — также его называют коэффициентом подачи) насоса nо – объемные потери (утечки насоса), происходящие из зазоров между частями насоса или уплотнения. Этот параметр не допускает наружных утечек (если они присутствуют, то необходимо провести инспекцию уплотнений). Утечки зависят от зазоров между частями, перепада давления в зазорах, вязкости жидкости. В технической документации вместо вакуумметрической высоты всасывания указывают давление на входе насоса – то разряжение, созданное во всасывающей камере. Отсюда возникают рекомендации о сокращении длины всасывающих трубопроводов при установке насосов: уменьшение длины приводит к уменьшению потерь энергии на всасывание. Поэтому рекомендуют монтировать насосы на гидробаке или целиком погружают в жидкость;
• гидромеханический КПД η _г.м. — потери из-за сил трения между слоями жидкости, жидкости о стенки трубопровода, движущихся деталей в самом насосе;
• полный КПД η _п — совокупность объемного и гидромеханического КПД. Зависимость полного КПД от нагрузки не линейная и имеет при определенном давлении оптимальное значение n_п.опт
• номинальная мощность
• крутящий момент

Зависимость КПД насоса от давления нагрузки

Достоинства и недостатки

Основными преимуществами шестеренчатых насосов являются:

• дешевизна
• простота и компактность конструкции
• высокий КПД (порядка 90%)
• не высокие требования к частоте жидкости (способны работать с включениями до 100 мкм)
• широкий диапазон вязкости жидкостей
• малые габариты и масса
• отсутствие необходимости смазки движущихся частей насоса.

Недостатки можно отметить следующие:

• высокая чувствительность к увеличению зазоров между шестернями и корпусом и значительное понижение объемного КПД при повышении температуры рабочей жидкости.
• в типовых шестеренных насосах увеличение торцового зазора на 0,1 мм вызывает понижение объемного КПД на 20%. Шестеренные насосы, рассчитанные на высокое давление рабочей жидкости, для повышения объемного КПД снабжены устройствами автоматической компенсации торцового зазора между шестернями и крышками, а также разгрузки подшипников шестерен, работающих в тяжелых условиях из-за значительного радиального давления. Для увеличения подачи в некоторых конструкциях шестеренных насосов с одной ведущей шестерней устанавливают несколько ведомых.
• подача пульсирующего потока в систему, что приводит к колебаниям давления, повышенному шуму и неравномерной работе исполнительных органов.
• не регулируемые, т.е. имеют постоянную подачу, которую нельзя регулировать. Чтобы обеспечить регулирование, то привод насоса подключают к двигателю с переменной частотой вращения. Для увеличения подачи жидкости в таких насосах или организовать несколько потоков, то производят двух или многосекционные насосы. Каждый поток может обеспечивать различную величину подачи.

Область применения

Шестеренные насосы применяются в строительстве, нефтехимической, пищевой промышленностях. Служат для перекачки нефтепродуктов, масла, красок и других жидкостей.

Шестеренный насос внешнего зацепления – объёмный насос, принцип действия которого основан на синхронном вращении в противоположном направлении двух шестерён одинакового размера. Шестерёнчатые насосы с внешним зацеплением используются для перекачивания чистых жидкостей средней и высокой вязкости с высоким давлением. При использовании шестерённых насосов для перекачивания чистых смазывающих жидкостей достигается их максимальный срок службы. Применение шестерёнчатого насоса с внешним зацеплением обосновано в пищевой, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Шестеренные (ротационные) насосы

Шестеренные насосы являются объемными насосами, действующими по принципу вытеснения перекачиваемой жидкости. Всасывание и вытеснение жидкости у таких насосов происходит твердыми телами — зубьями, движущимися в рабочих полостях. Существуют конструкции шестеренных насосов с внешним и внутренним зацеплением шестерен. Наиболее распространенным типом шестеренного насоса является насос с шестернями внешнего зацепления. Чаще всего применяются насосы, состоящие из пары прямозубых шестерен с одинаковым числом зубьев эвольвентного профиля. Максимальное давление, развиваемое этими насосами, обычно 10 МПа и реже 20 МПа.

Шестеренный насос с внешним зацеплением шестерен

В корпусе 1 шестеренного насоса с внешним зацеплением шестерен размещены, находящиеся в зацеплении с малыми торцовыми и радиальными зазорами, ведущая 2 и ведомая 4 шестерни.

Схема шестеренного насоса:

1- корпус; 2- шестерня: 3 – полость между зубьями (элементарный рабочий объем); 4 – шестерня; 5 – ось; 6 – всасывающая полость; 7 – вал; 8 – нагнетательная полость.

При вращении шестерен в направлении, указанном стрелками, во всасывающей полости 6 зубья шестерен выходят из зацепления и освобождают в соответствующей впадине некоторой объем. Жидкость под влиянием атмосферного давления заполняет впадины между зубьями и переносится в нагнетательную полость 8. При входе зубьев в зацепление объем, занимаемый ими, уменьшается, и жидкость выталкивается в напорный патрубок. Таким образом, за один оборот шестерен в напорный патрубок подается объем воды, равный объему впадин между зубьями.

Шестеренные насосы не требуют предварительной заливки перекачиваемой жидкости, т.е. являются самовсасывающими и не нуждаются в оборудовании вакуумной системой. Они конструктивно просты, компактны, имеют малый вес и технологичны в изготовлении. Они характеризуются постоянной подачей жидкости и работают в диапазоне 500–2500 об/мин. Их КПД в зависимости от частоты вращения и давления составляет 0,65–0,85. Они обеспечивают глубину всасывания до 8 м и могут развивать напор более 10 МПа. Используемый в пожарной технике насос НШН-600 обеспечивает подачу Q = 600 л/мин и развивает напор Н до 80 м при n = 1500 об/мин.

Шестеренные насосы могут применяться для перекачивания разнообразных жидкостей. В качестве привода насоса используют как электродвигатели, так и двигатели внутреннего сгорания.

К недостаткам шестеренных насосов можно отнеститрение в уплотнительных узлах, что обусловливает необходимость в надежных уплотнениях и чувствительность к абразивным загрязнениям.

В этих насосах предусматривается перепускной клапан. При избыточном давлении через него перетекает жидкость из полости нагнетания во всасывающую полость.

Струйные насосы

Струйный насос, устройство для нагнетания (инжектор) или отсасывания (эжектор) жидких или газообразных веществ, транспортирования гидросмесей (гидроэлеватор), действие которого основано на увлечении нагнетаемого (откачиваемого) вещества струей жидкости, пара или газа. Соответственно различают жидкоструйные, пароструйные и газоструйные насосы.

Гидроэлеватор пожарный входит в комплект ПТВ каждого пожарного автомобиля. Он используется для забора воды из водоисточников с уровнем воды, превышающим высоту всасывания пожарных насосов. С его помощью можно забирать воду из открытых водоисточников с заболоченными берегами, к которым затруднен подъезд пожарных машин. Он может быть использован как эжектор для удаления из помещений воды, пролитой при тушении пожаров.

Пожарный гидроэлеватор представляет собой устройство эжекторного типа. Вода (рабочая жидкость) от пожарного насоса поступает по рукаву, подсоединенному к головке 7, в колено 1 и далее в сопло 4. При этом потенциальная энергия рабочей жидкости преобразуется в кинетическую энергию. В камере смешения происходит обмен количества движения между частицами рабочей и всасываемой жидкости: при поступнении смешанной жидкости в диффузор 5 осуществляется переход кинетической энергии смешанной и транспортируемой жидкости в потенциальную. Благодаря этому в камере смешения создается разрежение. Этим обеспечивается всасывание подаваемой жидкости. Затем в диффузоре давление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повышается в результате снижения скорости движения. Это позволяет осуществлять нагнетание воды.

Гидроэлеватор пожарный Г-600А:

1 – колено; 2 – камера; 3 – решетка; 4 – сопло; 5 – диффузор; 6 – головка со-единительная ГМ-80; 7 – головка соединительная ГМ-70

Струйные насосы просты по устройству, надежны и долговечны в эксплуатации. Существенным их недостатком является низкий коэффициент полезного действия, его величина не превышает 30 %.

Газоструйный эжекторный насосиспользуется в газоструйных вакуумных аппаратах. С их помощью обеспечивается заполнение всасывающих рукавов и центробежных насосов водой.

Рабочим телом этого насоса являются отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания АЦ. Они поступают в сопло высокого давления, затем в камеру 3 корпуса насоса 2, в камеру смешения 4 и диффузор 5. Как и в жидкостном эжекторе, в камере 3 создается разрежение. Эжектируемый из пожарного насоса воздух обеспечивает создание в нем вакуума и, следовательно, заполнение всасывающих рукавов и пожарного насоса водой.

Газовый струйный эжектор:

1 – сопло высокого давления; 2 – корпус насоса; 3– камера разрежения; 4 – камера смешения; 5 – диффузор

Газовые струйные насосы на АЦ используются также для проверки создаваемого вакуума в пожарных насосах.

Газовые струйные насосы обеспечивают заполнение систем всасывания и центробежных насосов при заборе воды с глубины 7 м в течение 30–60 с.

Струйный насос вакуумной системы автоцистерн с дизельными двигателями имеют одну особенность. Для уменьшения сопротивления в системе используется двухступенчатый струйный насос с постоянным подсосом воздух

В насосе имеются два сопла: малое 2 и большое 4. В камеру между ними подводится трубка в, соединяющая струйный и центробежный насосы. При поступлении отработавших газов дизеля по стрелке а большое сопло создает разрежение в камере в и происходит поступление в нее воздуха из насоса по трубке 3 и дополнительное всасывание его из атмосферы (стрелка б). Этот подсос способствует стабилизации работы струйного насоса. Такие струйные насосы используются на АЦ с шасси «Урал» и двигателями ЯМЗ-236(238).

Струйный аппарат для вакуумных систем ПН с приводом от дизеля:

1 – экран; 2 – сопло; 3 – трубка от вакуумного крана насоса; 4 – сопло большое; 5 – корпус; 6 – горловина диффузора; 7 – диффузор

Струйные насосы просты по устройству, надёжны и долговечны в эксплуатации, но их КПД не превышает 30%.

Для струйных насосов энергетическим параметром питания служит давление подводимой жидкости.

Достоинствами струйных насосов являются:

— простота эксплуатации (легко осуществляется пуск в работу и остановка), допускают переноску и перестановку во время работы;

— отсутствие движущихся, быстро изнашивающихся частей, и как следствие, они долговечность в эксплуатации;

— стабильность разрежения даже при неполном погружении заборной сетки.

К недостаткамструйных насосов следует отнести:

— низкий коэффициент полезного действия (10-30%);

— сложность регулирования подачи;

— отказы в работе при увеличении сопротивления на выходе из диффузора;

— необходимое высокое давление рабочей среды.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8622 — | 7077 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно