Поршневые насосы с кинетором

Насос с приводом поршней от кинетора, схема которого показана на рис. 1, имеет неподвижный блок цилиндров 2, свободноопертые поршни 3 и снабжен комбинированной системой распределения потоков жидкости. Клапаны установлены только в напорной линии. Заполнение цилиндров жидкостью происходит не через клапаны, а через кольцевые щели, гидравлическое сопротивление которых во много раз меньше сопротивления клапанов. Этот насос может работать на вязких жидкостях в тяжелых условиях всасывания.

Насос работает следующим образом. Масло из бака через картер насоса поступает ко всасывающим окнам А цилиндров 2. Возвратно-поступательное движение поршней 3 происходит под действием кинетора 5. Прижим поршней к поверхности кинетора обеспечивается пружиной 4. Поршни снабжены гидростатическими опорами 6. Каждый поршень является одновременно золотником, управляющим соединением цилиндра с питающей полостью картера насоса. Когда поршень при закрытом клапане 1 выдвигается из цилиндра, в рабочей камере создается разрежение.

Рис. 1. Схема поршневого насоса с кинетором:

1 – клапан; 2 – блок цилиндров; 3 – поршень; 4 – пружина; 5 – кинетор; 6 – гидростатическая опора; 7 – отсечная втулка; 8 – золотник регулятора; 9 – пружина регулятора; 10 – винт

При вращении приводного вала поршни, движущиеся в сторону клапанов, вытесняют жидкость, а движущиеся в сторону кинетора – всасывают ее. Жидкость в напорную магистраль поступает через самодействующий клапан 1 после перекрытия перепускных окон В в теле поршня отсечными втулками 7.

Подача у клапанно-щелевого насоса определяется не полным ходом поршня, а лишь той его частью, которую он проходит после перекрытия отсечных окон.

Полный ход, ход всасывания и рабочий ход поршня рассчитывают по формулам:

; ; ,

где – диаметр делительной окружности; – угол среза кинетара; – угол поворота, при котором закрываются отсечные окна в теле поршня.

Расчетную подачу насоса с клапанно-щелевым распределением определяют по формуле

,

где – диаметр поршня; – количество поршней.

Подача насоса регулируется автоматически за счет изменения величины рабочего хода. Параметром, на который реагирует регулятор подачи, является давление на выходе из насоса.

Золотник 8 (рис. 2.4) регулятора, связанный с отсечными втулками 7, находится в равновесии под действием силы затяжки пружины 9 и давления на выходе из насоса. Когда давление на выходе из насоса превысит заданное значение, пружина 9 сжимается, в результате чего отсечные втулки 7 смещаются влево. При этом рабочий ход поршней и подача насоса уменьшаются. В режиме нулевой подачи, которой соответствует номинальное давление на выходе из насоса, втулки 7 занимают положение, при котором отверстия в поршнях 3 открыты на всем протяжении хода (за исключением той части хода, которая компенсирует утечку жидкости).

Изменяя затяжку пружины 9 винтом 10, можно задать то или иное давление нагнетания. Крутизна падения подачи в функции давления на выходе из насоса зависит от жесткости пружины 9 регулятора. Для обеспечения приемлемой характеристики регулятора подачи прямого действия необходимо применять пружины малой жесткости.

При оценке неравномерности мгновенной подачи жидкости насосом с клапанно-щелевым распределением потоков положение приводного вала насоса определяют углом поворота . За начало отсчета принимают положение, при котором начинается всасывания у поршня 1 (рис. 2.5).

Скорость поршня приближенно определяют по уравнению

где – угловая скорость; – радиус блока цилиндров, на котором расположены поршни; – угол кинетора.

Суммарная мгновенная подача поршней, находящихся в такте нагнетания:

, (2.1)

где – количество поршней в такте нагнетания.

Рис. 2.5. График мгновенной подачи насоса с клапанно-щелевым распределением (количество поршней 9)

Произведение постоянных величин в приведенной выше формуле представляет собой модуль мгновенной подачи:

= 1,0.

Тогда

.

При количестве поршней фазы мгновенных подач соседних поршней повторяются через .

График мгновенной подачи насоса с клапанно-щелевым распределением показан на рис. 2.5. У насосов этого типа 1/3 рабочего хода длится фаза всасывания и кинематическая неравномерность подачи значительно выше, чем у насосом, рабочий ход которых равен геометрическому.

Частота колебаний мгновенной подачи у насоса с клапанно-щелевым распределением совпадает с плунжерной частотой . Жидкость у этого насоса подается одновременно только тремя поршнями. Например, в диапазоне углов поворота приводного вала от 240 до 280^º жидкость нагнетают поршни 1, 9 и 8 (рис. 2.5), затем при углах поворота от 280 до 320^º в работу вступают поршни 2, 1, 8 и т. д. Таким образом, характерная особенность насосов с клапанно-щелевым распределением состоит в повышенной кинематической неравномерности подачи.

Пример. Определить неравномерность подачи насоса с клапанно-щелевым распределением, если количество поршней 9, угол всасывания 60^°.

Для такого насоса абсолютное значение неравномерности подачи (см. рис. 2.5) будет равна

.

Средняя подача насоса по углу поворота приводного вала

.

Неравномерность подачи

.

Дата добавления: 2015-07-25