Насос аксиальный: Принципы работы аксиально-поршневых насосов, устройство поршневого гидронасоса

Принципы работы аксиально-поршневых насосов, устройство поршневого гидронасоса

Аксиально-поршневой насос представляет собой механизм, который преобразовывает механическую энергию, берущуюся с вращающегося вала, в энергию, которая приводит рабочую жидкость в движение. При обратном процессе, когда движение жидкости будет подаваться с обратной стороны, можно спровоцировать работу самого вала. В таком случае поршневой гидронасос будет выступать в роли класического мотора.

Благодаря универсальности такого блока, он получил широкое применение в разных сферах. Его можно встретить, как в промышленности, так и в работе в частном производстве. Гидравлические насосы устанавливаются в экскаваторах, в буровых машинах, кранах и других подъемных установках, а так же в бульдозерах. Они применимы во всех системах, которые функционируют под малыми и большими нагрузками.

Аксиально-поршневые насосы: устройство и принципы работы

Каждая модель устройства может отличаться несколькими параметрами, однако главные составляющие части, которые отвечают за работу аппарата остаются неизменными.

Гидравлический насос можно разбить на следующие детали:

1. Поворотный вал, с помощью которого и осуществляется основная работа детали;
2. Блок цилиндров. Приводится в движение под нагрузкой вала;
3. Наклонный диск, на который крепится сам поршень;
4. Нажимной диск. С его помощью регулируется степень нажатия на вал;
5. Поршневая группа, отвечающая за работу блока цилиндров. При правильной работе механизма, поршень совершает полное действие забора и отдачи рабочей смеси в то время, как вал совершает только одно вращение;
6. Шаровая опора;
7. Распределительный диск.

Поршневые гидронасосы на рынке встречаются в нескольких конфигурациях. Первое устройство поставляется шайбой наклонного типа, второе имеет наклонный блок. В отличие от приборов с шайбой, в наклонных приводной вал построен т-образным способом. Это меняет конструкцию настолько, что он крепится вместе с подшипниками. Блок цилиндров при этом располагается под углом к оси вала.

А благодаря поршням и шатунам, которые работают под воздействием вала, цилиндрический блок приходит в движение.

Принцип работы системы аксиально-поршневых насосов заключаются в том, что из-за угла между валом и блока цилиндра часть поршней выходит из ротора, в то же время другая часть движется в противоположную сторону. Такое действие позволяет уменьшать объем рабочих камер, либо увеличивать их в зависимости от конкретного случая.

Благодаря этому идет выдавливание и всасывание рабочей жидкости. Она проходит через специальное окно, сделанное в основании цилиндрического блока и распределительного диска. После пройденного этапа, рабочая жидкость движется дальше по каналам устройства.

Так же одним из отличий приборов с наклонным блоком является то, что в нем можно механически воздействовать на величину хода поршней. Работая с поршневым гидронасосом достаточно поменять угол наклона блока цилиндра. Данное вмешательство откорректирует исходные значения рабочего объема гидравлических насосов.

Особенности регулируемых аксиально-поршневых насосов

Работая с поршневым гидронасосом, стоит понимать, что это непростая система, которая требует к себе особого ухода. Однако, несмотря на всю сложность устройства, оно может подвергаться ремонту и профилактической чистки для лучшей пропускной способности рабочих каналов.

Для того чтобы жидкость циркулировала в полном объеме и помогала гидравлическим системам работать в оптимальном режиме, достаточно периодически промывать устройство, и его отдельные элементы, керосиновым составом. Пазы цилиндрического блока чистятся при помощи разрезного притира из чугуна. С поршневой группой стоит обходиться аккуратней и использовать при чистке индустриальное масло, не применяя абразивные пасты, которые могут повредить покрытие. Восстановление цилиндров и всей рабочей части необходимо проводить на специальном станке, так как их поверхность требует шлифовки.

Однако такой ремонт может не подойти гидравлическим аппаратам, имеющим крупные повреждения. Это могут быть трещины и вмятины на крышке корпуса, а так же сколы на его рабочей поверхности. Механическое воздействие не поможет и в случае, когда цилиндры имеют на своих стенках сильные задиры, а поршни искривлены и нарушают общую геометрию системы.

Несмотря на сложность конструкции и непростой принцип работы насоса, из-за которого устройство может выйти из строя, данный агрегат имеет немало преимуществ:

1. Небольшой вес, благодаря чему работа с гидронасосом и его заменой не вызывает сложностей;
2. Есть возможность регулировать частоту вращения вала;
3. Органы управления, находящиеся в устройстве, имеют относительно небольшие размеры, что позволяет добиваться небольшой инерции при работе механизмов;
4. Большая производительная мощность. Скорость вращение вала может варьироваться от 500 до 4000 оборотов в минуту, что позволяет аппарату работать под большими нагрузками;
5. Давление в системе может достигать 40 мегапаскалей, которые устройство может поддерживать долгое время;
6. Минимальные зазоры между рабочими блоками и соединительными муфтами, что позволяет обеспечивать идеальную герметичность внутренних камер;
7. Можно изменять направление рабочей жидкости в системе.

Как и во всех сложных конструкциях и приборах, данные насосы имеют и ряд недостатков. Главным образом выделяются:

1. Высокая стоимость оборудования и его компонентов;
2. Большой шум прибора при работе под высоким давлением;
3. Ремонт возможно проводить только в специализированном центре с применением специального оборудования.

Гидравлические насосы имеют широкое применение, поэтому при работе с ними не придется испытывать неудобства. Комплектующие всегда есть в наличие и представлены лучшими производителями.

Аксиальные насосы

АО «Финвал Энерго». Инжиниринг, оборудование, сервис, детали машин.

30 лет на рынке
деталей машин и оборудования

8 (800) 333-33-85 +7 (495) 649-80-55

Вопросы и заявки
направляйте на Email
[email protected]

Пн — Пт
8⁰⁰-19⁰⁰

Навигация

Бесплатно доставим ваш груз до терминала транспортной компании

Даём гарантию на всю продукцию 12 месяцев

У нас работают сертифицированные специалисты

Поставляем тысячи различных промышленных запчастей

Сообщаем вам, что не смотря на нестабильность экономической обстановки,
наша компания продолжает работу в обычном режиме.
Приём заказов и отгрузка оборудования все также продолжается без изменений.
Возможно незначительное увеличение сроков доставки по новым транспортным шлюзам.
За дополнительной информацией обращайтесь к менеджерам нашей компании.

Главная / Комплектующие / Гидравлика / Аксиально поршневые насосы

Расчёт стоимости

Благодаря широкому диапазону рабочих давлений и вязкостей рабочей жидкости аксиальные насосы получили широкое применение в промышленных машинах и агрегатах практически всех отраслей промышленности.

Состоит аксиально поршневой насос из блока цилиндров с поршнями (плунжерами), шатунов, упорного диска, распределительного устройства и ведущего вала. Рабочими камерами аксиально поршневых насосов являются цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснителями — поршни. По виду передачи движения вытеснителям аксиально-поршневые насосы подразделяются на насосы с наклонным блоком и с наклонным диском.

Аксиально поршневые гидронасосы бывают регулируемыми и нерегулируемыми. Регулируемый аксиально поршневой насос применяется для нагнетания рабочей жидкости в гидросистемах различных станков: термопластавтоматов, листогибов, пакетировочных и других прессов.

Очевидны преимущества регулируемого аксиально поршневого насоса: простота в управлении, относительно малые габаритные размеры, большой срок службы.

В нашей компании Вы сможете заказать и приобрести гидронасосы, гидромоторы, гидроцилиндры и другую гидравлическую продукцию широко известных мировых лидеров рынка гидравлики: Bosch Rexroth, Parker, Olaer, Orsta, Vickers, Denison, Hawe, Hydac, Eaton и многих других.

Если у Вас есть вопросы по аксиально поршневым насосам или Вы хотите сделать заказ, можете связаться с нами через форму обратной связи либо следующими способами:

Телефон / факс: +7 (495) 649 80 55

Электронная почта: E-mail

Отправьте заявку прямо сейчас

Загрузите фото шильдика или фото з/ч при необходимости Загрузите реквизиты своей компании для выставления счёта

Мы не передаём Ваши контактные данные третьим лицам.
Указанная информация будет использована только для обработки Вашего запроса.
Мы работаем только с юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.
Политика конфиденциальности данных

Почему компании заказывают у нас запасные части и оборудование?

1. Надёжный поставщик
30 лет на рынке запасных частей. Богатый опыт работы с несколькими тысячами производственных предприятий России

2. Индивидуальный подход к каждому клиенту
Лучшие условия для наших клиентов

3. Комплексные поставки
Работая с нами, Вы выбираете работу с командой профессионалов, предлагающей комплексные решения по поставке запасных частей. Поставки от небольших расходников до полностью отработанных квартальных потребностей предприятия

4. Большой склад
Тысячи наиболее запрашиваемых запасных частей в наличии на складе в Москве и в Германии

5. Поставка под заказ
Поставки запасных частей и комплектующих для оборудования напрямую от заводов-изготовителей

 

Новости

22. 02.2023 ГК «Финвал» поздравляет с праздником 8 МАРТА!

подробнее

22.02.2023 Почему выбирают Indramat?

подробнее

22.02.2023 ГК «Финвал» поздравляет с Днем защитника Отечества

подробнее

27.12.2022 ГК «Финвал» в рейтинге «Крупнейшие поставщики ИТ для промышленных предприятий»

подробнее

Все материалы данного сайта являются объектами авторского права (в том числе дизайн).
Запрещается копирование, распространение (в том числе путём копирования на другие сайты и ресурсы в интернете)
и любое иное использование информации без предварительного согласия правообладателя.

Осевые насосы | Star Pump Alliance

Главная Технологии насосов Центробежные насосы Осевые насосы

Осевые насосы используются для подачи несжимаемых жидкостей и используются для больших объемных потоков при относительно низком напоре. Как и во всех типах центробежных насосов, передача энергии в осевых насосах осуществляется исключительно за счет процессов, связанных с потоком.

Осевые насосы представляют собой центробежные насосы, в которых жидкость перекачивается параллельно валу насоса.

Механизм потока в центробежном насосе в целом можно описать следующим образом: Через всасывающий фланец жидкость проходит через всасывающую втулку во вращающееся рабочее колесо из-за падения энергии. Насосный агрегат получает механическую энергию от приводного двигателя через вал. Лопасти рабочего колеса, постоянно закрепленного на валу, воздействуют на жидкость и увеличивают ее угловой момент. В результате увеличивается давление и абсолютная скорость. Следовательно, энергия передается жидкости. Энергия, присутствующая в кинетической форме в виде увеличенной абсолютной скорости, обычно преобразуется в дополнительную энергию статического давления с помощью диффузорного устройства. В настоящее время в качестве диффузорных устройств обычно используются спиральные корпуса или лопастные диффузоры. В сочетании с рабочим колесом диффузорное устройство представляет собой так называемый гидравлический насос. Для поддержания потока также должен быть поток энергии непосредственно за насосом после выхода из напорного фланца, аналогичный входу в насос. Потери, возникающие в системе, например, из-за трения или утечек, требуют повышенного энергопотребления насоса.

Осевые насосы различаются по своим конструктивным и функциональным характеристикам из-за заранее определенного места установки и перекачиваемой жидкости. Для насосов одного модельного ряда могут быть реализованы различные варианты монтажа. Гидравлические характеристики и производительность насоса практически не изменились. Основными характеристиками являются исполнение вала в горизонтальном или вертикальном положении, положение штуцеров насоса и тип соединения насоса с приводным узлом с помощью муфты или непосредственной сборки на валу двигателя (блочное исполнение).

Область применения осевого насоса

Осевые насосы используются для больших объемных расходов и малых напоров.

Typical areas of application are:

• Irrigation
• Sewage Treatment Plants
• Cooling Water Pumps
• Drainage Systems

Technical features of a axial pump

• compact design
• direct drive without gearbox (compared к многочисленным поршневым насосам / также преимущество в отношении эффективности и сложности, ремонта, обслуживания и т. д.)
• dry installation, immersed or submerged
• sealing systems / hermetically with magnetic coupling

other centrifugal pumps

canned motor pump

plastic centrifugal pump

radial pump

regenerative turbine pump

side channel pump

диагональный насос

Кавитация в центробежных и осевых насосах

Фрэнк Виссер, главный инженер, Flowserve

Кавитация

Кавитация определяется как процесс образования и исчезновения паровой фазы жидкости при воздействии на нее пониженного, а затем повышенного давления при постоянной температуре окружающей среды. Образование полостей представляет собой процесс, аналогичный кипению в жидкости, хотя он является результатом снижения давления, а не подвода тепла. Тем не менее основные физические и термодинамические процессы в обоих случаях одинаковы. Весь процесс кавитации определяется инерцией жидкости (гидродинамика) и тепломассопереносом (термодинамика).

Очевидно, что с инженерной и конструкторской точек зрения есть два основных вопроса, касающихся кавитации. Во-первых, нужно ответить на вопрос, произойдет ли кавитация или нет, а во-вторых, если кавитация неизбежна, вопрос в том, может ли данная конструкция по-прежнему функционировать должным образом. Экономические или другие эксплуатационные соображения часто требуют работы с некоторой кавитацией, и в этих обстоятельствах особенно важно понимать (вредные) эффекты кавитации.

Чистый положительный напор на всасывании

Возможность кавитации при работе с насосами обычно оценивается параметром, который называется Чистый положительный напор на всасывании (NPSH). Он определяется как общий напор жидкости на всасывании насоса (HS,T) выше давления паров жидкости (в пересчете на напор, HV): NPSH = HS,T – HV. Его можно рассматривать как меру, выражающую запас по отношению к испарению жидкости, поступающей в насос.

Используя такой параметр, как NPSH, можно определить различные критические значения, соответствующие определенным стадиям кавитации или явлениям кавитации. Как правило, это включает, но не ограничивается, возникновение кавитации, возникновение падения напора, падение напора в процентах и ​​падение производительности.

Возникновение кавитации и падение напора на три процента

Первое появление кавитации при постепенном снижении давления всасывания насоса от уровня, достаточно высокого для подавления кавитации, называется возникновением кавитации. Когда давление всасывания насоса — или NPSH — снижается дальше от этого начального уровня, область кавитации увеличивается, что в конечном итоге начинает вызывать шум от жидкости (слышимый и/или неслышимый), изменение производительности (потеря напора) и, наконец, полное поломка головы.

К тому времени, когда давление на входе снижается настолько, что вызывает падение напора насоса на определенный процент, кавитация всегда полностью устанавливается. До достижения этой стадии уже имеется значительная кавитация, которая не влияет на напор насоса. Это показано на рис. 1, на котором показаны так называемые кривые падения напора. На кривой, подобной этой, напор насоса представлен в зависимости от NPSH для постоянного расхода (Q) и постоянной скорости (N). Для многоступенчатых насосов можно построить напор ступени всасывания.

 

 

Рис. 1. Кривая падения напора.

Требуемый NPSH

Требуемый NPSH (NPSH) представляет собой условие наличия определенного количества кавитации внутри насоса или установление определенного критерия кавитации. Это означает, что заявление о NPSHR бессмысленно без указания соответствующего условия. NPSHR для конкретных условий является функцией объемного расхода и скорости насоса.

Исторически сложилось так, что условие трехпроцентного падения напора принимается за NPSHR для (ротодинамических) насосов. К сожалению, это привело к большому количеству заблуждений, поскольку многие интерпретируют NPSHR как необходимый для работы без кавитации, в то время как на самом деле он представляет собой NPSH, необходимый для того, чтобы насос кавитировал до такой степени, что он теряет три процента своего напора. Нынешняя практика использования НПШ4 исправляет это заблуждение.

Другие типичные и популярные критерии NPSHR включают: NPSHi для возникновения кавитации, NPSH0 для начала падения напора и NPSh2 для падения напора на один процент. NPSH0 иногда называют «начальным NPSH», который не следует путать с NPSHi.

Базовая плоскость NPSH

NPSH всегда должен быть отсчетом относительно базовой плоскости (высоты). Типичные опорные плоскости NPSH включают: i) горизонтальную плоскость, проходящую через осевую линию рабочего колеса (вала); ii) верх фундамента; iii) проушина рабочего колеса для вертикальных насосов или горизонтальная плоскость, проходящая через центральную линию всасывающего фланца для вертикальных корпусных насосов. При переходе от одной базовой плоскости NPSH к другой необходимо скорректировать NPSH с учетом статической высоты и любой потери напора между двумя базовыми плоскостями (рис. 2).

 

Рис. 2. Базовая плоскость NPSH.

 

Рисунок 3: Характеристики NPSH.

Характеристики NPSH

На рис. 3 показаны типичные характеристики NPSH, которые можно определить для центробежных и осевых насосов. На этом рисунке NPSHA — это доступный NPSH, предоставляемый системой. За пределами так называемой безударной пусковой способности — или точки наилучшей кавитации (BCP) — видно, что NPSh4 следует крутому подъему начальной кривой (NPSHi). Ниже QBCP начальная кривая показывает абсолютно разительное отклонение от формы обычной кривой NPSh4. Вместо того, чтобы уменьшаться с уменьшением емкости, она возрастает до тех пор, пока не будет достигнут локальный максимум. Этот локальный максимум имеет особое значение, поскольку он определяет начало рециркуляции всасывания. Далее видно, что безкавитационная область работы будет существовать для тех мощностей, где NPSHA > NPSHi. За пределами этой области насос будет кавитировать, и степень кавитации будет зависеть от рабочей производительности насоса.

Кавитационное повреждение

На рис. 4 показан пример рабочего колеса с кавитационным повреждением. Кавитационное повреждение начинается где-то после начала и исчезает около отрыва головки, с максимальной скоростью эрозии, возникающей где-то посередине, и часто незначительно до NPSh4 (рис. 5). Трудно дать более точное описание, поскольку многие параметры влияют на геометрию пузырька и его способность вызывать повреждения. Например, материал рабочего колеса, содержание воздуха, доступный кавитационный запас, геометрия лопастей, геометрия впускного отверстия, тип полости, плотность жидкости и температура жидкости и многие другие могут способствовать или препятствовать кавитационному повреждению. Кроме того, поскольку максимальная скорость эрозии происходит маргинально перед NPSh4, необходимо с осторожностью указывать предел NPSH (т. е. NPSHA-NPSh4). Без должного осмысления допустимые значения кавитационного запаса, предлагаемые в литературе, могут привести к тому, что насос будет работать точно вблизи максимальной скорости эрозии, если кавитационная эрозия действительно имеет место.

Чтобы возникла кавитационная эрозия, кавитационные паровые карманы должны взорваться на поверхности материала или рядом с ней, а выделение энергии должно превышать кавитационное сопротивление материала поверхности. Поскольку последнее трудно определить количественно, многие экспериментальные и полуэмпирические исследования пытались установить корреляцию между формой полости и потенциалом повреждения, и исследования в этой области все еще продолжаются. Единственная уверенность заключается в том, что отсутствие видимых полостей означает, что кавитационное повреждение не будет проблемой. Этот факт используется в некоторых консервативных конструкциях, таких как насосы с жидким натрием, и в некоторых приложениях с нагнетанием воды, где доступный кавитационный запас достаточно высок для подавления кавитации. Возникновение кавитационной эрозии также не вызывает беспокойства при перекачивании углеводородных смесей из-за отсутствия давления пара. Парожидкостная область таких смесей, окруженная давлением пузырьков и росы, предотвращает любые сильные (высокоэнергетические) имплозии полости.

Рисунок 4 Кавитационное повреждение.

Удельная скорость всасывания

Удельная скорость всасывания (S или NSS) часто рассматривается как ключевой показатель, определяющий восприимчивость к кавитации. Это, однако, вызывает много непонимания и неправильного толкования понятия удельной скорости всасывания. Чтобы понять это, нужно понять, что это величина, полученная в результате масштабирования моделей насосов и прототипов, и что она имеет четкое определение: удельная скорость всасывания — это рабочая скорость (об/мин) геометрически идентичного рабочего колеса/насоса, увеличенная на всасывание) удельный диаметр, чтобы он имел NPSH 1 м [1 фут] при расходе 1 м3/ч [1 ам.гал./мин]; так (по подобию) легко находится известное уравнение для расчета удельной скорости всасывания: NSS = N Q1/2 / NPSh4/4.

В зависимости от набора используемых единиц это даст определенное число. Учет ускорения свободного падения (g) и использование согласованного набора единиц дает универсальное (безразмерное) число: S = N Q1/2 / gNPSh4/4.

Удельная скорость всасывания — это относительный индекс, который следует использовать и оценивать с особой осторожностью. Чтобы иметь некоторую последовательность, широко распространено правило, что его следует оценивать при максимальной производительности насоса с рабочим колесом максимального диаметра, установленным в насосе. Хотя на практике это приводит к рабочему определению, оно имеет ряд серьезных недостатков: i) характеристика улитки или диффузора будет в значительной степени определять пиковую производительность насоса, и ii) для многоступенчатых насосов последовательные ступени могут иметь пиковую эффективность. мощность сильно отличается от первой стадии. Это делает S или NSS очень чувствительными к конструкции всего насоса, тогда как они должны отражать только возможности всасывания. Способ преодоления этого возражения заключается в оценке S или NSS при так называемой безударной входной мощности (всасывающей) крыльчатки.

Наконец, крайне важно понимать, что удельная скорость всасывания не является показателем, гарантирующим правильный выбор насоса или его эксплуатацию в отношении NPSH. В отличие от распространенного мнения, это не ограничитель. В лучшем случае это может быть предупреждающим знаком, если он находится за пределами стадиона.

Рисунок 5: Явления кавитации.

 

Об авторе

Франк Виссер (Frank Visser) — главный инженер Flowserve, Global Engineering Services, в Эттен-Лёре, Нидерланды. Он присоединился к Flowserve в 19 лет.95 и занимал несколько должностей в области исследований, разработок и разработки продуктов. Его основные знания и интересы связаны с гидромеханикой, CFD и термодинамикой (центробежных) насосов и гидравлических турбин. Он является автором и соавтором нескольких технических статей в журналах и сборниках, читал лекции на различных симпозиумах.