Насос аксиально плунжерный: 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.

Насос аксиально-поршневой: устройство и принцип работы

Насос аксиально-поршневой – это техническое устройство, относящееся к категории гидравлических машин, механическая энергия рабочего органа которых преобразуется в энергию движущегося потока жидкости. Если такие машины совершают обратное действие (другими словами, энергия потока жидкости преобразуется в механическую), они называются гидромоторами. Использоваться как гидромоторы, так и гидравлические насосы стали достаточно давно, а сегодня они активно применяются практически везде.

Аксиально-поршневые насосы устанавливаются на самосвалах, бункеровозах, мультилифтах и другой технике

Что собой представляет гидронасос аксиально-поршневого типа

Насос гидравлический аксиально-поршневой, как и радиально-поршневой, является устройством объемного типа, которое функционирует за счет изменения объема рабочих камер. В гидравлических насосах аксиально-поршневой группы такие рабочие камеры сформированы расточками, которые выполнены в цилиндрическом блоке. В отличие от радиально-поршневых насосов, у аксиально-поршневых машин внутренние рабочие камеры располагаются параллельно по отношению к поршням и оси самого устройства. В ходе перемещения поршней такого насоса при вращении цилиндрического блока происходит увеличение или уменьшение объема рабочих камер, что и позволяет устройству всасывать и отдавать перекачиваемую им жидкость.

Аксиально-поршневой насос в разрезе

Как и у радиально-поршневых насосов, рабочие камеры аксиально-поршневых устройств соединены с всасывающим и нагнетательным патрубками, через которые и осуществляются забор и отдача перекачиваемой воды. Процесс соединения рабочих камер с всасывающим и нагнетательным патрубками насосов, относящихся к аксиально-поршневой группе, происходит поэтапно. По тому, как работает гидравлический насос, относящийся к аксиально-поршневому типу, он схож с паровыми и радиально-поршневыми насосами.

Конструктивные особенности и принцип действия

Гидронасос аксиально-поршневого типа состоит из следующих элементов:

• поршней, также называемых плунжерами, которые входят в состав блока цилиндров;
• элементов шатунного типа;
• ведущего вала, который также называется основным;
• механизма, который выполняет распределительные функции.

Устройство аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком

Принцип, по которому работает поршневой гидронасос аксиального типа, основывается на том, что его основной вал, вращаясь, сообщает движение элементам блока цилиндров. Вращение основного вала насосов аксиально-поршневого типа преобразуется в возвратно-поступательное перемещение поршней, совершаемое параллельно оси блока цилиндров. Именно благодаря характеру таких движений поршня, которые являются аксиальными, насос и получил свое название.

Принцип работы аксиально-поршневого гидронасоса

В результате движения, совершаемого поршнями в цилиндрах аксиально- плунжерного насоса, происходит попеременное всасывание и последующее нагнетание жидкости через соответствующие патрубки. Соединение рабочей камеры насоса с его всасывающими и нагнетающими линиями происходит последовательно, при помощи специальных окон, выполненных в распределительном механизме. Чтобы минимизировать риск возникновения неисправностей при работе блока цилиндров гидронасосов аксиально-поршневого типа, а также обеспечить надежную эксплуатацию такого устройства, его распределительный механизм максимально плотно прижимается к блоку цилиндров, а окна такого блока разделяются между собой специальными уплотнительными прокладками. На внутренней поверхности окон распределительного механизма выполнены дроссельные канавки, наличие которых позволяет уменьшить величину гидравлических ударов, возникающих в трубопроводной системе при работе насоса. Наличие таких канавок на внутренней поверхности окон распределительного механизма помогает максимально плавно повышать давление рабочей жидкости, создаваемое в цилиндрах.

Как становится понятно из вышеописанной конструкции аксиально-поршневого гидравлического насоса, его рабочими камерами являются цилиндры, расположенные параллельно (аксиально) оси его ротора, а вытеснение жидкости из таких цилиндров осуществляется за счет возвратно-поступательных движений поршня.

Основные разновидности

По своему конструктивному исполнению поршневой гидронасос, как и гидромотор аксиально-поршневого типа, может относиться к одной из следующих категорий:

• устройства с шайбой, устанавливаемой под определенным углом;
• аксиально-поршневые насосы или гидромоторы, оснащенные блоком цилиндров наклонного типа.

Блок цилиндров гидромоторов и гидравлических насосов аксиально-поршневого типа, оснащенных наклонной шайбой, установлен соосно по отношению к приводному валу и при этом жестко связан с ним. Поршни, перемещающиеся в проточках рабочей камеры, опираются своей торцевой поверхностью на шайбу, которая устанавливается под углом к оси приводного вала. Принцип работы такого аксиально-поршневого насоса заключается в том, что при совместном вращении соединенных между собой приводного вала и наклонной шайбы поршни устройства начинают двигаться возвратно-поступательно, уменьшая или увеличивая таким образом объем рабочих камер.

Когда же объем рабочих камер начинает изменяться, осуществляется всасывание и выталкивание перекачиваемой через насос жидкости. Устройства с наклонной шайбой относятся к регулируемым гидронасосам, так как, изменяя угол, под которым расположена рабочая поверхность наклонной шайбы, можно менять и параметры потока перекачиваемой жидкости. Более того, при помощи такого насосного устройства можно осуществлять реверсирование подачи воды, изменяя направление угла наклона шайбы к оси приводного вала на противоположное. Насосы аксиально-поршневого вида, оснащенные наклонной шайбой, устанавливаются в гидравлических системах, работающих под средними и высокими нагрузками.

Принципиальные схемы аксиально-поршневых гидромашин

Корпус аксиально-поршневых гидравлических насосов, оснащенных блоком цилиндров наклонного типа, имеет V-образную конфигурацию, а их приводной вал выполнен в виде буквы Т. Угол, под которым блок цилиндров рассматриваемого аксиального насоса расположен к оси приводного вала, может составлять от 26 до 40°, а количество поршней доходит до 7 штук. Принцип работы такого аксиально-поршневого насоса состоит в следующем: когда начинает вращаться приводной вал, соединенный с поршнями посредством шатунных механизмов, приводится во вращение и наклонный блок цилиндров, а поршни, расположенные в аксиальных проточках, начинают совершать движения возвратно-поступательного типа, тем самым уменьшая или увеличивая объем рабочих камер.

Процесс всасывания и нагнетания перекачиваемой рабочей среды в аксиально-поршневых насосах такого вида осуществляется через специальные отверстия-окна, выполненные в распределительном устройстве, которое располагается неподвижно относительно вращающегося наклонного блока цилиндров. В отличие от паровых и радиально-поршневых насосов, в устройствах данного типа можно регулировать объем рабочей камеры. Решается такая задача регулировкой угла наклона блока цилиндров по отношению к оси приводного вала при помощи специальных механизмов.

В аксиально-поршневых насосах применяется унифицированный качающийся узел

В зависимости от того, как реализована конструктивная схема плунжерного насоса аксиального типа, он может относиться к одному из двух видов:

1. В устройствах, оснащенных двойным несиловым карданом, достигается полное соответствие углов, измеряемых между промежуточным, ведущим и ведомым валами. При работе гидравлических насосов данной категории их валы (ведущий и ведомый) двигаются синхронно, что позволяет снизить нагрузку на карданный вал, который, взаимодействуя с диском, передает крутящий момент.
2. Насосы аксиально-поршневого типа имеют конструкцию, в которой реализована схема точечного касания поршней с поверхностью наклонного диска. В таком устройстве отсутствуют карданные и шатунные механизмы, что упрощает его конструкцию. Наиболее значимым недостатком аксиально-поршневых насосов данной категории является то, что для их запуска необходимо принудительно выдвинуть поршневые элементы из рабочих камер и затем прижать их торцевую часть к поверхности наклонного диска. Между тем за счет простоты конструкции регулярное техническое обслуживание и ремонт гидронасосов данного типа не представляет больших сложностей.

Достоинства и недостатки

Аксиально-поршневой гидромотор и гидравлический насос данного типа при сравнении с радиальными и паровыми устройствами отличаются следующими достоинствами:

• При достаточно компактных размерах и небольшом весе такие устройства обладают внушительной мощностью и достойной производительностью.
• За счет компактных размеров и небольшого веса насосы, относящиеся к аксиально-поршневому типу, при работе создают небольшой момент инерции.
• Частоту вращения выходного вала аксиально-поршневого гидромотора регулировать очень легко.
• Данные устройства эффективно функционируют даже при достаточно высоком давлении рабочей среды и при этом создают соответствующий крутящий момент выходного вала.
• В таких установках можно изменять объем рабочей камеры, чего не удается достичь при использовании гидронасосов и гидромоторов радиально-поршневых.
• Частота, с которой вращается выходной вал гидромоторов данного типа, в зависимости от модели может находиться в диапазоне 500–4000 об/мин.
• В отличие от насосов радиально-поршневых, которые могут работать при давлении рабочей жидкости, не превышающем значение 30 мПа, аксиальные установки способны функционировать при давлении, доходящем до 35–40 мПа. При этом потери величины такого давления будут составлять всего 3–5%.
• Поскольку поршни аксиальных насосов устанавливаются в рабочих камерах с минимальными зазорами, достигается высокая герметичность таких установок.
• При использовании насосов данного типа можно регулировать как направление подачи, так и давление рабочей жидкости.

Регулируемый аксиально-поршневой гидромотор применяется на погрузчиках, экскаваторах и автокранах

Как и у любых других технических устройств, у аксиально-поршневых насосов есть недостатки:

• Такие насосы стоят достаточно дорого.
• Сложность конструктивной схемы значительно затрудняет ремонт аксиально-поршневых гидронасосов.
• Из-за не слишком высокой надежности эксплуатировать гидравлические механизмы данного типа следует только согласно инструкции, иначе можно столкнуться не только с невысокой эффективностью работы такого устройства, но и с его частыми поломками.
• При использовании насосного оборудования данного типа жидкость в гидравлическую систему подается с большой пульсацией и, соответственно, расходуется неравномерно.
• Из-за высокой пульсации, характерной для функционирования таких насосов, гидравлика, которой оснащена трубопроводная система, может работать некорректно.
• Гидравлические механизмы аксиально-поршневого типа очень критично реагируют на загрязненную рабочую среду, поэтому использовать их можно только с фильтрами, размер ячеек которых не превышает 10 мкм.
• Аксиально-поршневые гидравлические устройства из-за особенностей своей конструкции издают при работе значительно больше шума, чем модели насосов и гидравлических моторов пластинчатого и шестеренного типа.

К аксиально-поршневому типу, как упомянуто выше, могут относиться не только гидравлические насосы, но и гидромоторы. Принцип работы гидромотора практически идентичен принципу действия аксиально-поршневого насоса. Основная разница состоит в том, что совершается такая работа в обратной последовательности: в устройство под определенным давлением подается жидкость, которая и заставляет двигаться поршни гидромотора, приводящие во вращение его выходной вал.

Аксиально-поршневой насос устройство и принцип работы

Устройство и общий принцип

В поршневом насосе жидкость вытесняется поршнем. В цикле работы такого насоса можно выделить два этапа:

• нагнетание, когда жидкость вытесняется из насоса;
• всасывание, когда жидкость поступает в рабочую камеру.

На этапе нагнетания подача насоса будет максимальной. А на этапе всасывания подача будет отсутствовать.

То есть, при работе поршневого насоса будут наблюдаться высокие пульсации подач. Это не желательное явление, так как плавную работу исполнительных органов  гидропривода, при высоких пульсациях, обеспечить не удастся. Проще говоря, гидроцилиндры будут двигаться рывками, что вызовет вибрацию всей установки станка, пресса или грузоподъемной машины.

Для того чтобы снизить пульсации, можно установить на одном приводном валу несколько качающих узлов с поршнями.

Если ось вращения вала перпендикулярна осям рабочих органов, или составляет с ними угол более 45°, то такой насос называют радиально-поршневым.

Радиально-поршневой насос

Если ось вращения вала параллельна осям рабочих органов, или составляет с ними угол менее 45°, то такой насос называют аксиально-поршневым.

Аксиально-поршневой насос

То есть, аксиально-поршневой насос – это ротор на поршневой насос, у которого ось вращения приводного вала параллельна осям рабочих органов или составляет с ними угол менее 45°.

Аксиально-поршневой насос

Конструкция с наклонным блоком или диском

Для того, чтобы обеспечить линейное перемещение поршней, при вращении вала, необходимо наклонить блок цилиндров относительно оси вращения. Либо наклонить диск, на который опираются поршни.

В первом случае, насосы будут называться аксиально-поршневыми с наклонным блоком, во втором – с наклонным диском.

Принцип работы насосов

Вытеснителями в аксиально-поршневых машинах могут быть поршни или плунжеры.

Насосы с плунжерами иногда называют аксиально-плунжерными. Однако часто эту особенность названия и не отражают, и называют насос аксиально-поршневым, не зависимо от того, что является вытеснителем – поршень или плунжер.

В аксиально-поршневых насосах с наклонным блоком, оси рабочих органов находятся под углом к оси приводного вала. Этот угол определяет величину хода поршней. Его величина меньше 45 °. В большинстве конструкций угол наклона составляет 20°-30°.

При вращении вала, ротор или блок цилиндра также приводится во вращение через шарнирно установленные на приводном валу поршней.

Ротор прижимается к сферической поверхности распределительного диска, на которой выполнены два серповидных паза.

При вращении приводного вала, каждый из поршней перемещается в отверстиях ротора. Величина перемещения зависит от угла наклона блока.

Когда поршень перемещается, увеличивая объем рабочей камеры, жидкость через серповидный паз всасывается и заполняет камеру.

Когда поршень движется в противоположное направление, объем рабочей камеры уменьшается. Жидкость через другой серповидный паз вытесняется. Отверстия в роторе, в которых перемещаются поршни, распределены равномерно. В тот момент, пока одни поршни вытесняют жидкость, другие – движутся в обратном направлении. Это обеспечивает непрерывную подачу рабочей жидкости насоса со значительно сниженными пульсациями.

В аксиально-поршневых насосах с наклонным диском, оси рабочих органов параллельны оси приводного вала. Перемещение поршней или плунжеров внутри ротора обеспечивается наклонным диском, на которую через толкатели опираются плунжеры.

Ротор зафиксирован на валу с помощью шпонки, поэтому, при вращении приводного вала, вращается и ротор, а вместе с ним и плунжеры.

Плунжеры, при вращении приводного вала, перемещаются в отверстиях ротора.

При увеличении рабочей камеры жидкость заполняет её. Когда плунжер движется в противоположном направлении, жидкость вытесняется в напорную магистраль.

 Регулируемые аксиальные насосы

Ход поршней зависит от угла наклона блока или диска.

Получается, если изменить этот угол, то можно изменить объём рабочей камеры насоса. А значит, регулировать его подачу.

Насосы, конструкция которых предусматривает изменение объёма рабочей камеры, называют регулируемыми.

Существуют регулируемые насосы с наклонным блоком и с наклонным диском.

В данной конструкции на наклонный диск с одной стороны воздействует пружина, а с другой – управляющий плунжер.

При увеличении давления под плунжером, угол наклона диска будет уменьшаться, подача насоса будет снижаться.

В данном регулируемом аксиально-поршневом насосе с наклонным блоком установлена винтовая передача, которая позволяет изменять угол наклона блока, а значит изменять рабочий объём и подачу насоса.

Как устроен и работает аксиально-поршневой насос| Статьи ГидроМаш

26 марта 2018

Аксиально-поршневой насос базируется на механизме кривошипно-шатунного типа с параллельным друг другу движением цилиндров. Причем поршни двигаются с цилиндрами и единовременно за счет вращения вала кривошипа по отношению к цилиндрам.

Исполнения аксиально-поршневой гидравлической машины

См. рис. 1

с наклонным

• диском;
• блоком цилиндров.

Как устроен и функционирует аксиально-поршневой насос

С наклонным диском

Представлен блоком цилиндров 4 с осью, совпадающей с осью ведущего вала 1. Под некоторым углом а размещена ось диска 2 со штоком 3 поршня 5.

Вращательное движение блоку цилиндров переходит от ведущего вала.

Регулируемый аксиально-поршневой насос

При смещении на 180° блока 4 вокруг оси насоса поршень при поступательном движении выдавливает рабочую жидкость (РЖ) из цилиндра.

При последующем 180-градусном вращении поршень выполняет ход всасывания. Торец блока цилиндров прижат к неподвижному распределителю 6 с полукольцевыми пазами 7.

Первый паз состыкован каналами всасывания, другой — с напорным трубопроводом.

В блоке цилиндров есть соединенные с распределителем отверстия. Подача РЖ под давлением в насос через каналы понуждает поршни к возвратно-поступательному движению и вращению диска и сопряженного с ним вала.

С наклонным блоком цилиндров

Блок цилиндров 4 с шатунами 9 и поршнями 5 накренен к приводному диску 2 вала 1 на определенный угол. От вала посредством универсального шарнира 8 к блоку переходит вращение.

Движение вала понуждает возвратно-поступательно двигаться поршни и шатуны в цилиндрах блока. За 1 оборот блока цилиндров поршень делает ход всасывания и нагнетания РЖ.

Пазы в распределителе каналами состыкованы с трубопроводом: первый — с всасывающим, другой — с напорным.

Регулировка объемной подачи насоса производится путем смены угла наклона оси блока до 25° к оси вала.

При соосном нахождении блока цилиндров с ведущим валом поршни не двигаются. Объемная подача аксиально-поршневого насоса равна 0.

Нерегулируемый насос

В корпусе 4 размещен вал 1. Он вращается с блоком цилиндров 5.

Возвратно-поступательно двигающиеся поршни 11 упираются в наклонный диск 3.

Осевые силы давления переходят на переднюю крышку 2 через люльку 14 и заднюю крышку 8 корпуса, затем через башмаки 13 поршней и гидрораспределитель (представляют гидростатические опоры, хорошо ведущие себя при высоком давлении и скорости скольжения).

В аксиально-поршневом насос-моторе реализована система распределения РЖ по торцовому типу: образуемая торцами блока цилиндров с открывающимися окнами 9 цилиндров и распределителя.

Возврат к списку

Аксиально поршневой насос: принцип работы и устройство

Гидравлические машины – это агрегаты, которые передают механическую энергию водной рабочей среде или выполняют обратное действие по добыче энергии из воды и её передаче рабочему механизму. Такое оборудование довольно давно стало использоваться в различных сферах жизни людей. Как правило, агрегаты, которые передают энергию воды механическим частям, называются гидромоторами, а агрегаты, выполняющие обратное действие, – гидравлический или паровой насос. Об устройстве аксиально-поршневых агрегатов и пойдёт речь в нашей статье. Причём мы рассмотрим именно гидравлический, а не паровой агрегат. Видео в конце статьи поможет вам понять принцип работы такого насоса.

Характеристики

Главным отличием аксиально-поршневых насосов является то, что рабочие камеры в них выполнены в виде расточек в цилиндрическом блоке. При этом они располагаются параллельно (аксиально) поршням и оси (в отличие от радиально-поршневого прибора). Поршни в свою очередь перемешаются в рабочих камерах агрегата, чем способствуют увеличению или уменьшению объёма расточек. За счёт этого происходит всасывание или отдача водной среды во время вращения цилиндрического блока.

По сути, и радиально-, и аксиально-поршневой насос – это объёмный агрегат, который работает за счёт изменения размеров рабочих камер. Эти камеры в свою очередь соединены с входным и выходным патрубками, по которым происходит забор и отдача воды. Причём процесс соединения выполняется поэтапно по истечении определённого промежутка времени. Принцип работы парового, радиально- и аксиально-поршневого агрегата очень похож.

Рекомендуем к прочтению:

Устройство и принцип действия

Подобное оборудование состоит из следующих узлов и деталей:

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

• в цилиндрическом блоке расположены поршни;
• есть основной или ведущий вал;
• шатуны;
• распределительное устройство;
• упорный диск.

Принцип действия прибора основан на вращении ведущего вала, действие которого передаётся на специальный цилиндрический блок. Во время этого происходит поступательное движение поршней в направлении оси блока. В итоге механизмы выполняют возвратно-поступательные движения (аксиальные), благодаря которым и был назван прибор.

В результате движения поршней в цилиндре происходит всасывание и выталкивание жидкости. Стыковка с всасывающей и подающей линией происходит через специальные отверстия в распределительном приспособлении. Чтобы избежать неисправностей, цилиндрический блок выполнен так, что он плотно прижимается к распределительному механизму. Для большей надёжности отверстия этого механизма разделены с помощью уплотняющих перемычек. Для уменьшения гидроудара эти перемычки укомплектованы дроссельными канавками. Благодаря им давление рабочей среды в цилиндрах повышается плавно.

Разновидности

В отличие от парового и радиально-поршневого насоса агрегаты аксиального типа делятся на два вида:

Рекомендуем к прочтению:

1. Аксиально-поршневое оборудование с наклонной шайбой. У таких приборов приводной вал соединён с цилиндрическим баком и закреплён на подшипниках. В рабочих камерах находятся поршни, которые опираются на наклонную шайбу. Рабочая поверхность этой шайбы в свою очередь образует перпендикуляр к оси блока с цилиндрами. Благодаря такому углу наклона во время вращательных движений ротора поршни выполняют возвратно-поступательные движения. За счёт этого увеличивается или уменьшается объём камер. Это способствует всасыванию или выталкиванию воды через отверстие в распределительном диске. Чтобы получить регулируемый насос, необходимо изменить угол наклона шайбы. Благодаря этому агрегат будет изменять подачу жидкости. Для изменения направления подачи воды необходимо отрегулировать обратный наклон цилиндрического блока относительно вертикали приводного вала. Так выполняется реверсирование подачи воды. Благодаря такому принципу действия всасывающий и нагнетательный трубопроводы не меняются местами. Агрегаты этого типа обычно используются для работы в среднем и тяжёлом режиме.
2. Аксиально-поршневое изделие с наклонным блоком. У таких насосов в отличие от парового и радиально-поршневого агрегата приводной вал выполнен в форме буквы «Т». Он крепится в радиально-упорных подшипниках. Блок цилиндров в свою очередь опирается на отдельную ось и расположен под определённым углом к оси вала. В цилиндрическом блоке есть несколько аксиальных расточек, в которых находятся поршни. Они соединены с валом посредством шатунов. Когда происходит вращение вала, цилиндрический блок также приходит в движение за счёт передачи движения посредством поршней и шатунов. Устройство и принцип работы этого аксиального насоса основаны на том, что благодаря углу между валом и блоком цилиндра часть поршней будет выходить из ротора, в то время как другая часть сможет задвигаться внутрь. За счёт такого действия объём рабочих камер будет уменьшаться или увеличиваться, вызывая нагнетание или всасывание воды. Для всасывания и подачи водной среды используется специальное окно в днище цилиндрического блока, а также отверстие в распределительном диске. Дальше вода продвигается по каналам в корпусе насосного оборудования. В отличие от парового и радиально-поршневого насоса в таком аксиальном агрегате можно изменять величину хода поршней. Для этого необходимо изменить угол наклона цилиндрического блока. Это будет способствовать изменению показателя рабочего объёма насосного оборудования. Такие агрегаты можно назвать оборудованием с регулируемой подачей.

Преимущества и недостатки

В отличие от парового и радиально-поршневого агрегата аксиально-поршневые насосы имеют следующие преимущества:

• Это довольно компактные агрегаты с небольшим весом. Однако, несмотря на это, они имеют довольно внушительную мощность и производительность.
• Благодаря небольшим размерам рабочих деталей достигается малый момент инерции.
• В агрегатах аксиального типа можно легко и быстро отрегулировать частоту вращения мотора.
• Основное преимущество таких приборов перед другими агрегатами состоит в том, что они могут функционировать при высоком давлении. При этом во время работы наблюдается довольно высокая частота вращения. Кроме этого в процессе работы можно менять рабочий объём агрегата.
• Ещё одним плюсом является то, что диапазон вращения прибора составляет 500-4000 об./мин. По этим характеристикам они значительно превосходят агрегаты радиального типа.
• Эти насосы могут без проблем работать при давлении равном 35-40 мПа, чем намного лучше радиально-плунжерных приборов, которые имеют рабочее давление в пределах 30 мПа. При этом объёмные потери аксиальных насосов намного меньше и составляют 3-5 % от номинальной подачи.
• Благодаря небольшим зазорам между поршнями и расточками обеспечивается высокая герметичность рабочих камер.
• Преимущество состоит и в том, что вы можете регулировать направление и силу подачи жидкости.

Однако данные устройства имеют и некоторые недостатки, среди которых стоит отметить следующие:

• Цена подобного оборудования немаленькая.
• Очень сложная конструкция затрудняет ремонт и обслуживание агрегата.
• Если эксплуатацию прибора проводить без соблюдения инструкции, могут возникать частые поломки, виной чему невысокая надёжность прибора.
• Во время работы такого насоса вода подаётся и расходуется неравномерно, то есть происходит большая пульсация.
• Во всей водопроводной системе с таким насосным оборудованием также наблюдается большая пульсация.
• Из-за высокой сложности конструкции ремонт оборудования может занять довольно продолжительное время.
• Чувствительность к загрязнённой рабочей среде. Для этого водную среду необходимо очищать от примесей размером не менее 10 мкм.
• В отличие от шестерённых и пластинчатых агрегатов насосы аксиального типа издают больше шума при работе.

Видео об особенностях устройства и работы аксиально-поршневого насоса:

Аксиально-плунжерные насосы высокого давления от производителя OIlGEAR

Аксиальные плунжерные насосы бесклапанного роторного типа

Аксиальный плунжерный насос имеет основной приводной вал, соединенный с ротором насоса. Ротор насоса представляет собой вращающийся блок цилиндров, в которых расположены плунжеры, совершающие возвратно – поступательные движения. Плунжеры закреплены в общую кассету, закрепленную на подвижном и вращающемся диске. Статорная часть насоса представляет собой корпус с системой уплотнений вращающихся частей. Со стороны диска с вращающейся кассетой плунжеров расположен жестко закрепленный в корпусе диск с переменной толщиной. При вращении подвижного диска с кассетой плунжеров вдоль наклонной поверхности неподвижного диска корпуса происходит постоянное изменение месторасположения каждого плунжера в кассете относительно цилиндров, в которых эти плунжеры перемещаются. Если при вращении точка крепления плунжера в подвижной кассете двигается в сторону от минимальной толщины неподвижного статорного диска к максимальной, то данный плунжер в кассете совершает поступательное движение в цилиндре и осуществляет процесс нагнетания рабочей среды. Соответственно, когда точка крепления данного плунжера достигает максимальной толщины диска статора, процесс нагнетания закачивается. При дальнейшем вращении картриджа точка крепления данного плунжера перемещается от максимальной толщины диска статора к минимальной, при этом происходит возвратное движение плунжера внутри цилиндра ротора, что соответствует процессу всасывания новой порции рабочей среды. Корпус насоса сконструирован так, что с противоположной стороны (сторона крышки корпуса) от диска с переменной толщиной на окружности радиус которой совпадает с окружностью вращения осей цилиндров и плунжеров кассеты ротора расположены два желоба с входным или выходным патрубками. Соответственно желоб со стороны входного патрубка начинается в точке окружности, которой с противоположной стороны корпуса соответствует точка с максимальной толщиной статорного диска. По ходу вращения кассеты ротора располагается патрубок всасывания и глубина желоба по ходу вращения максимальна и далее желоб, расположенный по окружности с радиусом вращения осей плунжеров, постепенно уменьшается и завершается в точке, где с противоположной стороны статорный диск имеет минимальную толщину. Это гарантирует, что каждый плунжер кассеты ротора при вращении, попадая на точку максимальной толщины переменного статорного диска, начинает возвратное движение всасывания и в течение всего своего вращения до минимальной толщины диска засасывает рабочую жидкость именно из желоба с патрубком всасывания. От точки, соответствующей минимальной толщине статорного диска и далее по ходу вращения кассеты плунжеров до точки с максимальной толщиной диска, в корпусе со стороны крышки на окружности вращения осей плунжеров расположен желоб нагнетания с патрубком нагнетания. Аналогично желобу всасывания, желоб нагнетания обеспечивает отвод рабочей среды при работе каждого плунжера в процессе нагнетания. Данная конструкция аксиально плунжерных насосов позволяет осуществлять нагнетание среды без использования системы клапанов, что существенно повышает надежность насоса.

Описанный выше вариант конструкции аксиального плунжерного насоса соответствует моделям Oilgear с фиксированной подачей. В случае если статорный диск с переменной толщиной снабжен механизмом изменения угла поверхности, контактирующей с поверхностью кассеты плунжеров, то данная конструкция является моделью с переменной подачей. Соответственно во время работы изменение угла контакта приводит к изменению величины хода каждого плунжера и объема рабочей жидкости подаваемой в патрубок нагнетания.

Аксиальные плунжерные насосы клапанного типа

Аксиальные плунжерные насосы традиционного клапанного типа успешно зарекомендовали себя при работе с жидкостями с высоким содержанием воды и с низкой вязкостью. В данной конструкции ротор вращается с наклонным диском, который имеет угол наклона 13°, что соответствует конструкции с фиксированной подачей для каждой модели. Поворотный элемент соединен с диском с полимерным покрытием, который обеспечивает контакт с неподвижной кассетой роторов. Прямой привод обеспечивает последовательную установку всего оборудования. Узел вала с наклонным диском вращается в подшипниках скольжения на переднем торце и задней части. Неподвижная кассета роторов имеет шесть плунжеров из закаленной стали, которые расположены в неподвижном корпусе и не подвергаются центробежной силе, тем самым снижая нагрузку и износ. Нагрузка на плунжер вызвана только работой насоса, поэтому возможны более высокие рабочие скорости. Гидростатически сбалансированная конструкция снижает нагрузку опорного башмака и обеспечивает смазку для долгого срока службы, способствует высокой степени износостойкости при загрязнениях, работе с более высоким давлением. Отдельный наклонный диск изготовлен из специальной закаленной стали. Данная конструкция снабжена впускными и нагнетательными обратными клапанами с надежной фиксацией для высокого объемного коэффициента подачи. Особо прочная, быстросрабатывающая, легкая тарельчатая конструкция обратных клапанов гарантирует долгий срок службы. Процесс всасывания и нагнетания для каждого плунжера обеспечивается по переменным открытием и закрытием соответствующих обратных клапанов при возвратно поступательном движении плунжера. Плунжеры, как и в бесклапанном типе, соединены в общую кассету с диском, контактирующим с вращающимся наклонным диком переменной толщины. При вращении диска точка контакта каждого плунжера циклично двигается от максимального размера диска к минимальному, осуществляя процесс всасывания, и далее от минимально к максимальному, совершая возвратное движение плунжера, соответствующее процессу нагнетания.

Опционально плунжерные насосы клапанного типа комплектуются встроенным нагнетательным шестеренчатым насосом, который смазывает и обеспечивает расход для охлаждения основного насоса.

Аксиально-поршневые насосы.

Аксиально-поршневые и аксиально-плунжерные насосы



В объемных гидроприводах наряду с шестеренными широко используют роторные аксиально-поршневые насосы, которые без переделок можно с успехом использовать и в качестве гидромоторов.

Кинематической основой таких гидромашин служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндры перемещаются параллельно (аксиально) один другому, а поршни движутся вместе с цилиндрами и одновременно из-за вращения вала кривошипа перемещаются относительно цилиндров. Рабочие камеры у таких насосов образованы поверхностями цилиндров и поршней, оси которых параллельны оси блока цилиндров или составляют с ней угол не более 45°. Если указанный угол превышает 45°, то такие насосы относят (согласно определениям ГОСТ 17398-72) к радиально-поршневым насосам.

К этому типу гидравлических машин относятся и аксиально-плунжерные насосы, в которых функцию нагнетателя выполняет плунжер, т. е. поршень маленького диаметра.

Аксиально-поршневые и аксиально-плунжерные гидромашины выполняют по двум основным схемам: с наклонным диском и с наклонным блоком цилиндров. Наибольшее распространение получили насосы с наклонным диском (рис. 1).

Насос состоит из корпуса (на рисунке не показан), блока цилиндров с поршнями 2, наклонного диска 3, выполненного в виде упорного подшипника качения, неподвижного торцового распределителя 5. Поршни 2 пружинами 6 постоянно поджаты к наклонному диску.

Вал 4 насоса передает вращение блоку 1 от приводного электродвигателя. Рабочие камеры насоса образованы поверхностями цилиндрических расточек (цилиндров) блока 1 и торцами поршней 2.

Для подвода и отвода жидкости в распределителе 5 выполнены дугообразные пазы В всасывания и Н нагнетания, которые отверстиями 7 и 8 соединены соответственно с всасывающим и напорным трубопроводами.

При вращении блока 1 рабочие камеры попеременно сообщаются с пазами В и Н распределителя.

Если наклонный диск 3 установить под некоторым углом к оси I-I, то при вращении блока 1 поршни 2 будут совершать возвратно-поступательное движение в расточках, что приведет к периодическому изменению объемов рабочих камер насоса. При вращении вала, например, по часовой стрелке, рабочие камеры, находящиеся слева от вертикальной оси распределителя и сообщающиеся с пазом В, увеличивают свой объем.

В этих камерах образуется вакуум и за счет разности давлений жидкость из бака насосной станции заполняет камеры — происходит процесс всасывания.

Одновременно, рабочие камеры, находящиеся справа от оси распределителя и сообщающиеся с пазом Н, уменьшают свой объем. Поршни в этих камерах оказывают силовое воздействие на жидкость, что приводит к росту давления, и вытесняют ее в напорный трубопровод — происходит процесс нагнетания.

Изменяя угол наклона диска за счет его поворота относительно оси II-II, можно изменять производительность насоса. При этом если диск 3 установлен перпендикулярно оси I-I, движение поршней 2 в цилиндрах прекратится, и производительность насоса будет равна нулю.

Наклон диска в другую сторону приводит к изменению направления потока жидкости, то есть приведенная на рисунке 1 схема позволяет создать регулируемый и реверсируемый насос.

Теоретическая производительность аксиально-поршневого насоса определяется по формуле:

Q_m = πd²(D tg β zn)/4,

где:
d — диаметр поршня;
D — диаметр окружности блока, на которой расположены оси цилиндров с поршнями;
β — угол наклона диска;
z — число поршней в блоке;
n — частота вращения блока (обычно равна частоте вращения вала приводного электродвигателя).

Рабочие характеристики и параметры аксиальных насосов определяются по алгоритмам и формулам, описаным в разделе объемные насосы.

***



Область применения аксиально-поршневых насосов

Аксиально-поршневые насосы нашли применение в гидроприводах, работающих при давлении жидкости до 20 МПа. Их устанавливают, например, в гидросистемах экскаваторов и другого горного оборудования, бульдозеров, в гидроприводе металлообрабатывающих станков, асфальтовых катков, дорожной и строительной техники, самолётов.

Такого типа насосы используют в приводах оборудования большой мощности (до 60 кВт). Небольшие радиальные размеры насосов позволяют эксплуатировать их при частотах вращения ротора до n = 25 с^-1 высоким (до 85%) КПД.

Тонкость фильтрации масла должна быть не хуже 25 мкм (с целью повышения ресурса предпочтительна фильтрация с тонкостью 10 мкм).

Достоинства аксиально-поршневых насосов:

• способность создавать высокие рабочие давления в гидроприводе;
• возможность плавно и в широких пределах регулировать рабочий объем и объемную подачу;
• в сравнении с радиально-поршневыми насосами аксиально-поршневые допускают более высокую частоту вращения;
• компактность, высокий КПД при большом давлении;
• сравнительно малая инерционность (момент инерции вращающихся масс);
• меньшие радиальные размеры, масса и габариты;
• значительная энергоемкость на единицу массы (в некоторых высокооборотных конструкциях до 12 кВт/кг);
• удобство монтажа, обслуживания и ремонта.

Недостатки аксиально-поршневых насосов:

• сложность конструкции и связанная с этим низкая надёжность;
• высокие требования к обработке поверхностей и подгонке сопрягаемых деталей, что сказывается на высокой стоимости данного типа гидромашин;
• необходимость в тонкой фильтрации рабочей жидкости;
• значительные пульсации подачи (для насосов) и расхода (для гидромоторов), что приводит к скачкам давления в гидросистеме.

***

***

Роторные радиально-поршневые насосы



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Все об аксиально-поршневых насосах

Что такое поршневые насосы?

Поршневые насосы

— это прочные и относительно простые устройства. Основной поршневой насос состоит из поршня, камеры и двух клапанов. Насос работает, загоняя поршень в камеру, тем самым сжимая среду внутри. В ручном насосе это обычно воздух. Когда давление воздуха превышает давление пружины выпускного клапана, сжатая среда проходит через открытый выпускной клапан. Когда поршень поднимается обратно, он открывает впускной клапан и закрывает выпускной клапан, тем самым используя всасывание для втягивания новой среды для сжатия.

Поршневые насосы, хотя и довольно дорогие, являются одними из самых эффективных типов насосов. Они имеют отличное номинальное давление (до 10 000 фунтов на квадратный дюйм), но их конструкция делает их восприимчивыми к загрязнениям. Они представляют собой отличное решение для многих применений, связанных с перекачкой гидравлического масла под высоким давлением.

Что такое аксиально-поршневые насосы?

Аксиально-поршневые насосы — это поршневые насосы прямого вытеснения, в которых используется несколько цилиндров, сгруппированных вокруг центральной оси. Группа цилиндров, обычно содержащая нечетное число, называется блоком цилиндров.Поршни в каждом цилиндре прикреплены к наклонной шайбе. Качающаяся шайба также известна как кулачок или качающаяся шайба и прикрепляется к вращающемуся валу. По мере вращения вала угол наклонной шайбы изменяется, что приводит к перемещению поршней в соответствующие цилиндры и из них.

Поскольку наклонная шайба расположена под углом к ​​оси вращения, поршни должны совершать возвратно-поступательное движение в осевом направлении, когда они вращаются вокруг оси блока цилиндров. Осевое движение поршней синусоидальное. Когда поршень поднимается, он движется к тарелке клапана.В этот момент вращения жидкость, захваченная между заглубленным концом поршня и тарелкой клапана, выталкивается в выпускное отверстие насоса через одно из полукруглых отверстий тарелки клапана. Когда поршень движется обратно к пластине клапана, жидкость проталкивается через выпускное отверстие пластины клапана.

Аксиально-поршневые насосы могут быть сконструированы как поршневые насосы с регулируемым рабочим объемом, что делает их очень полезными для управления скоростью гидравлических двигателей и цилиндров. В этой конструкции наклонная шайба используется для изменения глубины, на которую каждый поршень входит в свой цилиндр при вращении насоса, влияя на объем нагнетания.Поршень компенсатора давления используется в некоторых конструкциях для поддержания постоянного давления нагнетания при переменных нагрузках. В более дешевых аппаратах для мытья под давлением иногда используются конструкции с фиксированным расходом.

В типичном насосе с компенсацией давления угол наклонной шайбы регулируется посредством действия клапана с использованием обратной связи по давлению, чтобы гарантировать, что выходной поток насоса будет достаточным для поддержания заданного давления. Если поток нагрузки увеличивается, давление на мгновение уменьшается, но клапан компенсации давления определяет это уменьшение и затем увеличивает угол наклонной шайбы, чтобы увеличить выходной поток насоса, восстанавливая желаемое давление.

Каковы их приложения?

Аксиально-поршневые насосы могут содержать большую часть необходимых элементов управления контурами, контролируя угол наклонной шайбы для регулирования расхода и давления. Они очень надежны и позволяют сделать остальную часть гидравлической системы, к которой они прикреплены, очень простой и недорогой.

Они используются для приведения в действие гидравлических систем реактивных самолетов, приводятся в действие зубчатым колесом от главного вала газотурбинного двигателя, и часто используются в автомобильных компрессорах кондиционирования воздуха для охлаждения салона.Конструкция этих насосов отвечает требованиям ограниченного веса и места в моторном отсеке автомобиля, а также снижает вибрации.

Мойки высокого давления также используют эти насосы, а осевые поршневые двигатели используются для питания многих машин. Они работают по тем же принципам, что и аксиально-поршневые насосы, за исключением того, что циркулирующая жидкость находится под значительным давлением, а корпус поршня вращается и передает мощность вала другой машине. Обычно осевой поршневой двигатель используется для привода небольших землеройных машин, таких как погрузчики с бортовым поворотом.

Сводка

Это руководство дает общее представление об аксиально-поршневых насосах. Чтобы узнать больше о других типах насосов, прочтите наше руководство здесь. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к нашим руководствам по другим продуктам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Насосы прочие артикулы

Больше от Насосы, клапаны и аксессуары

Конструкция аксиально-поршневого насоса

Некоторые ключевые особенности внутри насосов:

Конструкция поршня — цельная, полая или с поршневыми кольцами.Конструкция и вес поршней будут иметь большое влияние на эффективность насоса. Конструкция Parker F11 с легкой головкой и удерживаемыми шариками может достигать значительно более высоких скоростей, чем насосы с наклонной шайбой с их более длинными и тяжелыми поршнями.

Некоторые насосы и двигатели могут выходить за пределы центра, что означает, что они могут обеспечивать поток или вращать свой приводной вал в обоих направлениях. Они обычно используются в замкнутых системах привода мобильных транспортных средств.

Конструкции с изогнутой осью обычно имеют более тяжелые подшипники вала, чем насосы с наклонной шайбой.Это связано с тем, что они чаще используются в качестве моторных приводов и должны воспринимать нагрузки колес на свой вал. С другой стороны, насосы с наклонной шайбой, как правило, приводятся в движение через гибкие муфты, которые снимают любые боковые нагрузки, поэтому размер внутреннего подшипника рассчитан так, чтобы выдерживать внутренние нагрузки от динамических сил и сил нагрузки давления.

Уровень шума может быть проблемой для поршневых насосов. Шум создается неоднородностями потока, например. когда поршни движутся вперед и назад, они создают пульсирующий поток, который проходит в полную гидравлическую систему и вибрирует или излучается от других компонентов дальше по контуру.Эта неравномерность потока дополнительно осложняется портом подачи, который соединяет и разъединяет каждый поршень при его вращении. Время открытия и закрытия может создавать другие, более частые разрывы потока. Часто для разных условий эксплуатации доступны разные пластины ГРМ, например. приложения с фиксированной или регулируемой скоростью.

Давление в трубопроводе утечки из корпуса имеет решающее значение для управления балансом давления втулки по отношению к давлению всасывания. Следует проявлять осторожность с некоторыми контроллерами насосов, так как клапаны выходят в корпус насоса и могут создавать опасные скачки давления.Убедитесь, что дренажные линии корпуса имеют достаточный размер. Одним из возможных решений может быть использование более подходящего прозрачного пластикового шланга для линии утечки через корпус, который будет иметь эффект гашения этих пиков до того, как тапочки повредятся. Температура линии утечки корпуса также является хорошим способом контроля состояния насоса, как описано в разделе о лопастном насосе.

Если вы сомневаетесь в выборе насоса, наиболее подходящего для вашего применения, всегда обращайтесь к производителю или дистрибьютору, который сможет предложить наиболее подходящий диапазон насосов и сообщить ожидаемый срок службы.

Engineering Essentials: основы гидравлических насосов

Загрузите эту статью в формате .PDF

Когда гидравлический насос работает, он выполняет две функции. Во-первых, его механическое действие создает вакуум на входе насоса, который позволяет атмосферному давлению вытеснять жидкость из резервуара во входную линию к насосу. Во-вторых, его механическое действие подает эту жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее поступать в гидравлическую систему.

Насос создает движение или поток жидкости: он не создает давления .Он создает поток, необходимый для развития давления, которое является функцией сопротивления потоку жидкости в системе. Например, давление жидкости на выходе насоса составляет ноль для насоса, не подключенного к системе (нагрузки). Далее, для насоса, подающего в систему, давление поднимется только до уровня, необходимого для преодоления сопротивления нагрузки.

Классификация насосов

Все насосы могут быть классифицированы как поршневые или непогруженные.Большинство насосов, используемых в гидравлических системах, являются объемными.

Насос прямого вытеснения обеспечивает непрерывный поток. Однако, поскольку он не обеспечивает надежного внутреннего уплотнения от проскальзывания, его выходная мощность значительно меняется при изменении давления. Центробежные и пропеллерные насосы являются примерами поршневых насосов непрямого действия.

Если выходной порт поршневого насоса непрямого действия был заблокирован, давление повысилось бы, а выходная мощность упала бы до нуля.Хотя насосный элемент продолжит движение, поток остановится из-за проскальзывания внутри насоса.

В поршневом насосе проскальзывание пренебрежимо мало по сравнению с объемным выходным потоком насоса. Если выходное отверстие было закупорено, давление мгновенно увеличилось бы до такой степени, что насосный элемент или его корпус откажутся (возможно, взорвутся, если приводной вал не сломается первым), или первичный двигатель насоса остановится.

Принцип прямого вытеснения

Насос прямого вытеснения — это насос, который вытесняет (подает) одинаковое количество жидкости за каждый цикл вращения насосного элемента.Постоянная подача во время каждого цикла возможна из-за посадки с малыми допусками между насосным элементом и корпусом насоса. То есть количество жидкости, которая проходит мимо насосного элемента в поршневом насосе прямого вытеснения, минимально и незначительно по сравнению с теоретически максимально возможной подачей. Подача за цикл остается почти постоянной, независимо от изменений давления, против которого работает насос. Учтите, что если проскальзывание жидкости является значительным, насос не работает должным образом и его необходимо отремонтировать или заменить.

Насосы прямого вытеснения могут быть как фиксированного, так и переменного рабочего объема. Производительность насоса постоянного рабочего объема остается постоянной в течение каждого цикла откачки и при заданной скорости насоса. Производительность насоса с регулируемым рабочим объемом может быть изменена путем изменения геометрии камеры смещения.

Другие названия для описания этих насосов: гидростатический для поршневого и гидродинамический для непрямого вытеснения. Гидростатический означает, что насос преобразует механическую энергию в гидравлическую при сравнительно небольшом количестве и скорости жидкости.В гидродинамическом насосе скорость и движение жидкости велики; выходное давление фактически зависит от скорости, с которой жидкость течет.

Поршневые насосы

Рисунок 1. Поршневой насос.

Принцип прямого вытеснения хорошо проиллюстрирован в поршневом насосе, наиболее простом поршневом насосе, рис. 1. По мере выдвижения поршня частичный вакуум, создаваемый в камере насоса, вытягивает жидкость из резервуара через впускной обратный клапан. в камеру.Частичный вакуум помогает прочно удерживать выпускной обратный клапан. Объем жидкости, втянутой в камеру, известен из-за геометрии корпуса насоса, в данном примере цилиндра.

Когда поршень втягивается, впускной обратный клапан возвращается в исходное положение, закрывая клапан, и сила поршня смещает выпускной обратный клапан, выталкивая жидкость из насоса в систему. Во время каждого цикла возвратно-поступательного движения из насоса вытесняется одинаковое количество жидкости.

Все поршневые насосы прямого вытеснения подают одинаковый объем жидкости в каждом цикле (независимо от того, являются они возвратно-поступательными или вращающимися).Это физическая характеристика насоса, не зависящая от скорости движения. Однако чем быстрее работает насос, тем больше общего объема жидкости он доставит.

Роторные насосы

В насосе роторного типа вращательное движение переносит жидкость от входа насоса к выходу насоса. Ротационные насосы обычно классифицируются по типу элемента, передающего жидкость, так что мы говорим о шестеренчатых, лопастных, лопастных или поршневых ротационных насосах.

Рисунок 2.Насос с цилиндрической шестерней.

Насосы с внешним зацеплением можно разделить на типы с внешним зацеплением и внутренним зацеплением. Типичный шестеренчатый насос с внешним зацеплением показан на рисунке 2. Эти насосы поставляются с прямозубой, косозубой или елочкой. Прямозубые цилиндрические зубчатые колеса легче всего нарезать, и они наиболее широко используются. Цилиндрические и елочные шестерни работают тише, но стоят дороже.

Шестеренчатый насос создает поток, перемещая жидкость между зубьями двух зацепляющихся шестерен. Одна шестерня приводится в движение приводным валом и вращает промежуточную шестерню.Камеры, образованные между соседними зубьями шестерни, закрыты корпусом насоса и боковыми пластинами (также называемыми износостойкими или нажимными пластинами).

На входе насоса создается частичный вакуум, поскольку зубья шестерни не зацепляются. Жидкость втекает, заполняя пространство и разносится по внешней стороне шестерен. Когда зубья снова зацепляются на выпускном конце, жидкость вытесняется.

Объемный КПД шестеренчатых насосов достигает 93% при оптимальных условиях. Рабочие зазоры между поверхностями шестерен, гребнями зубьев шестерен и корпусом создают практически постоянные потери в любом перекачиваемом объеме при фиксированном давлении.Это означает, что объемный КПД при низких скоростях и расходах низок, поэтому шестеренчатые насосы должны работать с максимальной номинальной скоростью.

Хотя потери через рабочие зазоры или «проскальзывание» увеличиваются с увеличением давления, эти потери почти постоянны при изменении скорости и мощности. Для одного насоса потери увеличиваются примерно на 1,5 галлона в минуту от нуля до 2000 фунтов на квадратный дюйм независимо от скорости. Изменение скольжения с изменением давления мало влияет на производительность при работе с более высокими скоростями и выходами.Насосы с внешним зацеплением сравнительно невосприимчивы к загрязнениям в масле, что увеличивает скорость износа и снижает эффективность, но внезапное заклинивание и выход из строя маловероятны.

Рисунок 3. Лопастной насос.

Лопастной насос — это роторный насос с внешним зацеплением, рис. 3. Он отличается от обычного насоса с внешним зацеплением способом привода «шестерен». В шестеренчатом насосе одна шестерня приводит в движение другую; в кулачковом насосе оба кулачка приводятся в действие через соответствующие приводные шестерни вне камеры корпуса насоса.

Винтовой насос — это осевой шестеренчатый насос, работающий аналогично ротационному винтовому компрессору. Винтовые насосы трех типов: одновинтовые, двухвинтовые и трехвинтовые. В одновинтовом насосе спиральный ротор эксцентрично вращается во внутреннем статоре. Двухвинтовой насос состоит из двух параллельно зацепляющихся роторов, вращающихся в корпусе, обработанном с жесткими допусками. Трехвинтовой насос состоит из ротора центрального привода с двумя зацепленными холостыми роторами; роторы вращаются внутри корпуса, обработанного с жесткими допусками.

Поток через винтовой насос осевой и в направлении силового ротора. Входная гидравлическая жидкость, окружающая роторы, задерживается при вращении роторов. Эта жидкость равномерно выталкивается при вращении роторов вдоль оси и вытесняется с другого конца.

Жидкость, подаваемая винтовым насосом, не вращается, а движется линейно. Роторы работают как бесконечные поршни, которые непрерывно движутся вперед. Пульсации нет даже на более высокой скорости. Отсутствие пульсаций и отсутствие контакта металл-металл обеспечивает очень тихую работу.

Насосы большего размера используются в качестве насосов предварительного заполнения большого объема низкого давления на больших прессах. Другие применения включают гидравлические системы на подводных лодках и другие применения, где необходимо контролировать шум.

Рисунок 4. Насосы с внутренним зацеплением — героторный и серповидный.

Насосы с внутренним зацеплением , рис. 4, имеют внутреннюю шестерню и внешнюю шестерню. Поскольку у этих насосов на внутреннем зубчатом колесе на один или два зубца меньше, чем на внешнем, относительные скорости внутреннего и внешнего зубчатых колес в этих конструкциях низкие.Например, если количество зубьев на внутренней и внешней шестернях составляет 10 и 11 соответственно, внутренняя шестерня будет совершать 11 оборотов, а внешняя — 10. Эта низкая относительная скорость означает низкий уровень износа. Эти насосы представляют собой небольшие компактные агрегаты.

Серповидное уплотнение Внутренняя шестерня Насос состоит из внутренней и внешней шестерен, разделенных серповидным уплотнением. Две шестерни вращаются в одном направлении, причем внутренняя шестерня вращается быстрее, чем внешняя. Гидравлическое масло всасывается в насос в точке, где зубья шестерни начинают разъединяться, и подается к выпускному отверстию в пространстве между серпом и зубцами обоих разрывов.Точка контакта зубьев шестерни образует уплотнение, как и небольшой зазор на вершине полумесяца. Хотя в прошлом этот насос обычно использовался для малых выходов, с давлением ниже 1000 фунтов на квадратный дюйм, недавно стала доступна двухступенчатая модель на 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Геротор с внутренним зацеплением Насос состоит из пары шестерен, которые всегда находятся в скользящем контакте. Внутренняя шестерня имеет на один зуб больше, чем героторная шестерня. Обе шестерни вращаются в одном направлении. Масло всасывается в камеру, где зубцы разделяются, и выбрасывается, когда зубцы снова начинают зацепляться.Уплотнение обеспечивается скользящим контактом.

Как правило, шестеренчатый насос с внутренним зацеплением с уплотнением под давлением гребня зубьев имеет более высокий объемный КПД на низких скоростях, чем серповидный тип. Объемный и общий КПД этих насосов находятся в том же общем диапазоне, что и насосы с внешним зацеплением. Однако их чувствительность к грязи несколько выше.

Рис. 5. Базовый (неуравновешенный) лопастной насос.

В лопастных насосах несколько лопаток скользят в пазах ротора, который вращается в корпусе или кольце.Корпус может быть эксцентричным по отношению к центру ротора или его форма может быть овальной, Рис. 5. В некоторых конструкциях центробежная сила удерживает лопатки в контакте с корпусом, в то время как лопатки с силой входят и выходят из пазов эксцентриситет корпуса. В одном лопастном насосе легкие пружины прижимают лопатки к корпусу; в насосе другой конструкции находящиеся под давлением штифты толкают лопатки наружу.

Во время вращения, когда пространство или камера, окруженная лопатками, ротором и корпусом, увеличивается, создается вакуум, и атмосферное давление нагнетает масло в это пространство, которое является входной стороной насоса.По мере уменьшения замкнутого пространства или объема жидкость вытесняется через выпускные отверстия.

Рисунок 6. Уравновешивающий пластинчатый насос.

Рис. 7. Пластинчатый насос переменной производительности с компенсацией давления.

Сбалансированные и неуравновешенные лопастные насосы — Насос, показанный на рисунке 5, — это неуравновешенный , потому что все перекачивающее действие происходит в камерах с одной стороны ротора и вала. Эта конструкция создает боковую нагрузку на ротор и приводной вал.Пластинчатый насос этого типа имеет внутренний корпус круглой формы. Неуравновешенные лопастные насосы могут иметь постоянный или переменный рабочий объем. Некоторые лопастные насосы имеют конструкцию , сбалансированную, , в которой эллиптический корпус образует две отдельные области перекачивания на противоположных сторонах ротора, так что боковые нагрузки компенсируются, рис. 6. Сбалансированные лопастные насосы поставляются только в конструкциях с фиксированным рабочим объемом.

В несбалансированной конструкции с переменным объемом (рис. 7) рабочий объем может быть изменен с помощью внешнего элемента управления, такого как маховик или компенсатор давления.Устройство управления перемещает кулачковое кольцо для изменения эксцентриситета между кольцом и ротором, тем самым изменяя размер насосной камеры и, таким образом, изменяя смещение за оборот.

Когда давление достаточно велико, чтобы преодолеть усилие пружины компенсатора, кулачковое кольцо смещается, чтобы уменьшить эксцентриситет. Регулировка пружины компенсатора определяет давление, при котором кольцо смещается.
Поскольку центробежная сила необходима для прижимания лопаток к корпусу и поддержания плотного уплотнения в этих точках, эти насосы не подходят для работы на низких оборотах.Не рекомендуется работать на скоростях ниже 600 об / мин. Если использовать пружины или другие средства для удержания лопаток напротив кольца, возможна эффективная работа на скоростях от 100 до 200 об / мин.

Пластинчатые насосы длительное время сохраняют высокий КПД, так как компенсация износа концов пластин и корпуса происходит автоматически. По мере износа этих поверхностей лопатки выдвигаются дальше в своих пазах, чтобы поддерживать контакт с корпусом.

Пластинчатые насосы, как и другие типы, бывают сдвоенными.Сдвоенный насос состоит из двух насосных агрегатов в одном корпусе. Они могут быть одинакового или разных размеров. Хотя они смонтированы и приводятся в действие как одиночные насосы, гидравлически они независимы. Другой вариант — это последовательный агрегат: два насоса одинаковой мощности подключены последовательно, так что мощность одного насоса питает другой. Такое расположение дает вдвое большее давление, чем обычно бывает от этого насоса. Пластинчатые насосы имеют относительно высокий КПД. Их размер невелик по сравнению с объемом производства. Устойчивость к грязи относительно хорошая.

Поршневые насосы

Рисунок 8. Аксиально-поршневой насос изменяет рабочий объем за счет изменения угла наклонной шайбы.

Поршневой насос — это роторный агрегат, в котором для создания потока жидкости используется принцип поршневого насоса. Вместо использования одного поршня в этих насосах используется множество комбинаций поршень-цилиндр. Часть насосного механизма вращается вокруг приводного вала для создания возвратно-поступательных движений, которые втягивают жидкость в каждый цилиндр, а затем вытесняют ее, создавая поток.Есть два основных типа: аксиально-поршневой и радиально-поршневой; обе области доступны как насосы с фиксированным и регулируемым рабочим объемом. Вторая разновидность часто допускает переменное обратимое (сверхцентровое) смещение.

Большинство аксиально- и радиально-поршневых насосов подходят как для регулируемого, так и для фиксированного рабочего объема. Насосы с регулируемым рабочим объемом, как правило, несколько больше и тяжелее, потому что в них добавлены внутренние элементы управления, такие как маховик, электродвигатель, гидроцилиндр, сервопривод и механический шток.

Аксиально-поршневые насосы — Поршни аксиально-поршневого насоса совершают возвратно-поступательное движение параллельно центральной линии приводного вала поршневого блока. То есть вращательное движение вала преобразуется в осевое возвратно-поступательное движение. Большинство аксиально-поршневых насосов являются многопоршневыми и используют обратные клапаны или распределительные пластины для направления потока жидкости от входа к выходу.

Рисунок 9. Радиально-поршневой насос.

Рядные поршневые насосы — Простейшим типом аксиально-поршневых насосов является конструкция с наклонной шайбой, в которой блок цилиндров вращается приводным валом.Поршни, вставленные в отверстия в блоке цилиндров, соединяются через башмаки поршней и втягивающее кольцо, так что башмаки упираются в наклонную тарелку перекоса. При вращении блока (рис. 8) башмаки поршней следуют за наклонной шайбой, заставляя поршни совершать возвратно-поступательное движение. Отверстия расположены в пластине клапана так, что поршни проходят через входное отверстие при вытягивании и выходное отверстие, когда они принудительно возвращаются внутрь. В этих насосах рабочий объем определяется размером и количеством поршней, а также длиной их хода. , который зависит от угла наклона шайбы.

В моделях линейного насоса с регулируемым рабочим объемом наклонная шайба вращается в подвижной вилке. Поворот вилки на цапфе изменяет угол наклонной шайбы, увеличивая или уменьшая ход поршня. Бугель можно позиционировать с помощью различных органов управления, т.е. , ручное управление, сервопривод, компенсатор, маховик и т. Д.

Рис. 10. Кривая давление-расход гидравлического насоса постоянной производительности.

Насосы с изогнутой осью — Этот насос состоит из приводного вала, который вращает поршни, блока цилиндров и неподвижной клапанной поверхности, обращенной к отверстиям блока цилиндров, через которые проходит впускной и выпускной поток.Ось приводного вала расположена под углом по отношению к оси блока цилиндров. Вращение приводного вала вызывает вращение поршней и блока цилиндров.

Поскольку плоскость вращения поршней находится под углом к ​​плоскости поверхности клапана, расстояние между любым из поршней и поверхностью клапана постоянно изменяется во время вращения. Каждый отдельный поршень перемещается от поверхности клапана в течение одной половины оборота вала и к поверхности клапана в течение другой половины.

Клапанная поверхность имеет отверстия таким образом, что ее впускной канал открыт для отверстий цилиндров в той части вращения, где поршни отходят. Его выходной канал открыт для отверстий цилиндров в той части вращения, где поршни движутся к поверхности клапана. Следовательно, во время вращения насоса поршни втягивают жидкость в соответствующие отверстия цилиндров через впускную камеру и вытесняют ее через выпускную камеру. Насосы с изогнутой осью бывают с фиксированной и переменной производительностью, но не могут быть реверсированы.

Рис. 11. Кривая давления и расхода гидравлического насоса переменного рабочего объема с идеальной компенсацией расхода и давления.

В радиально-поршневых насосах поршни расположены радиально в блоке цилиндров; они движутся перпендикулярно оси вала. Доступны два основных типа: в одном используются поршни цилиндрической формы, в другом — с шариковыми поршнями. Их также можно классифицировать по расположению портов: обратный клапан или игольчатый клапан. Они доступны с фиксированным и переменным смещением, а также с регулируемым обратимым (сверхцентровым) смещением.

В радиально-поршневом насосе с штифтами, рис. 9, блок цилиндров вращается на неподвижном штифте внутри круглого реактивного кольца или ротора. Когда блок вращается, центробежная сила, давление наддува или какое-либо механическое воздействие заставляют поршни следовать за внутренней поверхностью кольца, которая смещена от центральной линии блока цилиндров. Поскольку поршни совершают возвратно-поступательное движение в своих отверстиях, отверстие в штифте позволяет им впитывать жидкость при движении наружу и выпускать ее при движении внутрь.

Размер и количество поршней, а также длина их хода определяют рабочий объем насоса. Смещение можно изменять, перемещая реактивное кольцо для увеличения или уменьшения хода поршня, изменяя эксцентриситет. Для этого доступны несколько элементов управления.

Рис. 12. Схема типичного пропорционального регулятора давления насоса.

Плунжерные насосы в чем-то похожи на роторно-поршневые, в том смысле, что перекачивание является результатом возвратно-поступательного движения поршней в отверстиях цилиндров.Однако в этих насосах цилиндры фиксируются; они не вращаются вокруг приводного вала. Поршни могут совершать возвратно-поступательное движение коленчатым валом, эксцентриками на валу или качающейся шайбой. При использовании эксцентриков возвратный ход осуществляется пружинами. Поскольку клапаны не могут быть снабжены закрытием и открытием отверстий при вращении, в этих насосах можно использовать обратные клапаны на входе и выходе.

Из-за своей конструкции эти насосы обладают двумя особенностями, которых нет у других насосов: один имеет более надежное уплотнение между входом и выходом, что позволяет создавать более высокие давления без чрезмерной утечки скольжения.Во-вторых, во многих насосах смазка движущихся частей, кроме поршня и цилиндрического канала, может быть независимой от перекачиваемой жидкости. Следовательно, можно перекачивать жидкости с плохими смазывающими свойствами. Объемный и общий КПД близок к аксиально- и радиально-поршневым насосам.

Измерение производительности насоса

Объем перекачиваемой жидкости за оборот рассчитывается исходя из геометрии масленых камер. Насос никогда не может полностью подавать расчетное или теоретическое количество жидкости.Насколько близко он подходит, называется объемной эффективностью . Объемная эффективность определяется путем сравнения рассчитанной доставки с фактической доставкой. Объемный КПД зависит от скорости, давления и конструкции насоса.

Механический КПД насоса также не идеален, потому что часть входящей энергии тратится на трение. Общий КПД гидравлического насоса — это результат его объемного и механического КПД.
Насосы обычно оцениваются по максимальному рабочему давлению и производительности в галлонах в минуту или л / мин при заданной скорости привода в об / мин.

Согласование мощности насоса с нагрузкой

Рис. 13. График зависимости давления от расхода гидравлического насоса переменной производительности с компенсацией давления.

Рисунок 14. Схема управления двухступенчатым компенсатором насоса.

Компенсация давления и определение нагрузки — это термины, часто используемые для описания характеристик насоса, которые повышают эффективность работы насоса. Иногда эти термины используются как синонимы, заблуждение, которое проясняется, когда вы понимаете различия в том, как работают эти два усовершенствования.

Чтобы исследовать эти различия, рассмотрим простую схему, в которой используется насос постоянной производительности, работающий с постоянной скоростью. Этот контур эффективен только тогда, когда нагрузка требует максимальной мощности, поскольку насос обеспечивает полное давление и расход независимо от нагрузки. Предохранительный клапан предотвращает чрезмерное повышение давления, направляя жидкость под высоким давлением в резервуар, когда система достигает уставки сброса. Как показано на Рисунке 10, мощность теряется всякий раз, когда нагрузка требует меньше полного потока или полного давления.Неиспользованная энергия жидкости, производимая насосом, превращается в тепло, которое необходимо отводить. Общая эффективность системы может составлять 25% или ниже.

Насосы с регулируемым рабочим объемом

, оснащенные регуляторами рабочего объема, рис. 11, могут сэкономить большую часть этой потери гидравлической мощности при перемещении одиночного груза. Варианты управления включают маховик, рычаг, цилиндр, сервопривод штока и электрогидравлическое сервоуправление. Примерами приложений управления смещением являются гидростатические трансмиссии с рычажным управлением, используемые для движения косилок, погрузчиков с бортовым поворотом и дорожных катков.

Несмотря на то, что эти элементы управления точно соответствуют потребностям потока и давления для отдельной нагрузки, они не имеют встроенных возможностей ограничения давления или мощности. Таким образом, должны быть приняты другие меры для ограничения максимального давления в системе, и первичный двигатель по-прежнему должен обладать мощностью в лошадиных силах на поворотах. Более того, когда насос питает контур с несколькими нагрузками, характеристики согласования расхода и давления ухудшаются.

Проектный подход к системе, в которой один насос питает несколько нагрузок, заключается в использовании насоса, оснащенного пропорциональным компенсатором давления, рис. 12.Пружина вилки смещает наклонную шайбу насоса в сторону полного рабочего объема. Когда давление нагрузки превышает настройку компенсатора, сила давления действует на золотник компенсатора, преодолевая силу, оказываемую пружиной.

Золотник затем смещается к камере компенсатора-пружины, направляет выходную жидкость насоса к поршню хода и уменьшает рабочий объем насоса. Золотник компенсатора возвращается в нейтральное положение, когда давление насоса соответствует настройке пружины компенсатора. Если нагрузка блокирует приводы, расход насоса падает до нуля.

Использование насоса с регулируемым рабочим объемом и с компенсацией давления вместо насоса с постоянным рабочим объемом значительно снижает требования к мощности контура, рис. 13. Выходной поток этого типа насоса изменяется в соответствии с заданным давлением нагнетания, измеряемым отверстием компенсатора насоса . Поскольку сам компенсатор работает от жидкости под давлением, давление нагнетания должно быть установлено выше, скажем, на 200 фунтов на кв. Дюйм выше, чем максимальное значение давления нагрузки. Таким образом, если настройка давления нагрузки насоса с компенсацией давления составляет 1100 фунтов на квадратный дюйм, насос будет увеличивать или уменьшать свой рабочий объем (и выходной поток) в зависимости от давления нагнетания 1300 фунтов на квадратный дюйм.

A двухступенчатое управление компенсатором давления , рис. 14, использует пилотный поток под давлением нагрузки через отверстие в золотнике компенсатора основной ступени для создания перепада давления в 300 фунтов на квадратный дюйм. Это падение давления создает на золотнике усилие, которому противодействует основная пружина золотника. Пилотная жидкость поступает в резервуар через небольшой предохранительный клапан. Давление в камере пружины 4700 фунтов на квадратный дюйм обеспечивает настройку управления компенсатором на уровне 5000 фунтов на квадратный дюйм. Увеличение давления по сравнению с настройкой компенсатора смещает золотник главной ступени вправо, направляя выходную жидкость насоса к поршню хода, который преодолевает силу смещения поршня и уменьшает рабочий объем насоса, чтобы соответствовать требованиям нагрузки.

Ранее заявленное заблуждение проистекает из наблюдения, что давление на выходе насоса с компенсацией давления может упасть ниже уставки компенсатора во время движения привода. Это происходит не из-за того, что насос чувствует нагрузку, а из-за того, что размер насоса недостаточен для применения. Давление падает, потому что насос не может генерировать достаточный поток, чтобы справиться с нагрузкой. При правильном размере насос с компенсацией давления всегда должен пропускать через отверстие компенсатора достаточно жидкости для работы компенсатора.

Superior в динамике

Рисунок 15. Типовые характеристики одно- и двухступенчатой ​​компенсации давления.

Рис. 16. Схема пропорционального компенсатора насоса, который обеспечивает чувствительность к нагрузке.

В отношении функции согласования двухступенчатый компенсатор идентичен управлению пропорциональным компенсатором, показанному на рисунке 12. Однако динамические характеристики двухступенчатого управления лучше. Это становится очевидным при анализе переходного процесса, который включает в себя внезапное уменьшение потребности в потоке нагрузки, начиная с полного хода при низком давлении.

Одноступенчатый управляющий золотник подает рабочую жидкость к поршню хода только тогда, когда давление нагнетания насоса достигает значения компенсатора. Золотник главной ступени двухступенчатого управления начинает движение, как только давление нагнетания насоса за вычетом давления в камере пружины превышает настройку пружины в 300 фунтов на кв. Дюйм. Поскольку управляющая жидкость протекает через отверстие и из-за потока, необходимого для сжатия жидкости в камере пружины, давление в камере пружины отстает от давления нагнетания насоса. Это приводит к разбалансировке катушки и ее смещению вправо.

Разрушение насоса начинается до того, как давление нагнетания насоса достигает уставки компенсатора, рисунок 15. Обратите внимание, что в системе, оснащенной аккумулятором, двухступенчатое управление компенсатором дает небольшое преимущество. Однако в гидравлических системах экскаваторов преимущество двухступенчатого компенсатора очевидно: он обеспечивает более надежную защиту компонентов системы от скачков давления.

Рис. 17. Кривая давление-расход насоса с регулированием по нагрузке.

Рисунок 18.Схема управления насосом, обеспечивающего определение нагрузки и ограничение давления.

Измерение нагрузки: следующий шаг
Аналогичным элементом управления, который в последнее время стал популярным, является регулятор с измерением нагрузки , который иногда называют регулятором согласования мощности, рис. 16. Одноступенчатый клапан почти идентичен одноступенчатому клапану. управление ступенчатым компенсатором, рис. 12, за исключением того, что пружинная камера соединена после регулируемого отверстия, а не непосредственно с резервуаром. Золотник компенсатора с измерением нагрузки достигает равновесия, когда перепад давления на регулируемом отверстии соответствует настройке пружины на 300 фунтов на квадратный дюйм.

Любой из трех основных сигналов определения нагрузки управляет насосом с измерением нагрузки: ненагруженный, рабочий и разгрузочный. В ненагруженном режиме отсутствие давления нагрузки приводит к тому, что насос производит нулевой расход нагнетания при давлении смещения или разгрузки. Во время работы давление нагрузки заставляет насос генерировать поток нагнетания относительно установленного падения давления или давления смещения. Когда система достигает максимального давления, насос поддерживает это давление, регулируя расход нагнетания.

Подобно насосу с компенсацией давления, насос с регулированием по нагрузке имеет регулятор компенсации давления, но он модифицирован для приема двух сигналов давления, а не только одного.Как и в случае компенсации давления, управление с измерением нагрузки получает сигнал, представляющий давление нагнетания, но также получает второй сигнал, представляющий давление нагрузки. Этот сигнал исходит от второго отверстия, расположенного ниже по потоку от первого. Это второе отверстие может быть клапаном регулирования потока непосредственно за выпускным отверстием насоса, отверстием золотника направленного регулирующего клапана или может быть ограничением в проводнике жидкости.

Сравнение этих двух сигналов давления в модифицированной секции компенсатора позволяет насосу определять как нагрузку, так и расход.Это еще больше снижает потери мощности, рис. 17. Выходной поток насоса изменяется в зависимости от перепада давления двух отверстий. Так же, как насос с компенсацией давления увеличил свое давление нагнетания на величину, необходимую для работы компенсатора давления, давление нагнетания насоса с датчиком нагрузки и расхода обычно на 200–250 фунтов на квадратный дюйм выше фактического давления нагрузки.

Кроме того, чувствительный к нагрузке насос может соответствовать требованиям к нагрузке и расходу для функции одного контура или нескольких одновременных функций, соотнося мощность в лошадиных силах с максимальным давлением нагрузки.Это потребляет минимально возможную мощность и генерирует наименьшее количество тепла.

Пульт оператора

Если регулируемое отверстие представляет собой регулирующий клапан с ручным управлением, система может работать в режиме согласования нагрузки по указанию оператора. Когда он открывает клапан управления потоком, поток увеличивается пропорционально (постоянный перепад давления на отверстии увеличивающегося диаметра) при давлении, немного превышающем давление нагрузки.

Как показано на Рисунке 17, с компенсатором насоса переменного объема с регулированием по нагрузке потери мощности очень малы.Поскольку система управления определяет падение давления, а не абсолютное давление, необходимо предусмотреть предохранительный клапан или другие средства ограничения давления.

Эта проблема решается с помощью управления с измерением нагрузки / ограничением давления, рис. 18. Этот элемент управления функционирует как управление с измерением нагрузки, описанное ранее, до тех пор, пока давление нагрузки не достигнет настройки ограничителя давления. В этот момент ограничительная часть компенсатора отменяет управление с измерением нагрузки и разрушает насос. Опять же, тягач должен обладать мощностью в лошадиных силах на поворотах.

Чувствительные к нагрузке шестеренные насосы

Рис. 19. Чувствительные к нагрузке шестеренчатые насосы с двумя разными типами гидростатов. Пружинная регулировка позволяет настраивать падение давления для клапанов разных производителей или длины трубопроводов.

Поршневые и лопастные насосы

зависят от их способности изменять рабочий объем для измерения нагрузки. Как же тогда шестеренчатый насос может определять нагрузку, если его рабочий объем фиксирован? Как и стандартные шестеренчатые насосы, чувствительные к нагрузке шестеренчатые насосы имеют низкую начальную стоимость по сравнению с другими конструкциями с эквивалентными характеристиками расхода и давления.Однако чувствительные к нагрузке шестеренчатые насосы предлагают универсальность аксиально-поршневых и лопастных насосов переменного рабочего объема, но без высокой сложности и высокой стоимости механизмов переменного рабочего объема.

Шестеренчатый насос с регулированием по нагрузке может:

• обеспечивают высокую эффективность измерения нагрузки без высокой стоимости, связанной с поршневыми или лопастными насосами,
• производит нулевой или полный выходной поток менее чем за 40 миллисекунд с небольшим скачком давления или без него и без наддува на входе насоса,
• приводные цепи с низким (приближающимся к атмосферному) давлением разгрузки,
• обеспечивает приоритетный поток и вторичный поток с низким давлением разгрузки для снижения энергопотребления в режиме ожидания и вторичной нагрузки, а
• взаимозаменяема с лопастными или поршневыми насосами с измерением нагрузки без изменения размеров трубопроводов или компонентов.

Рис. 20. В чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос добавлено управление разгрузчиком. В системе управления используется тарельчатый клапан или поршень, чтобы обеспечить максимальный поток при минимальном падении давления на разгрузчике с минимальным движением управления.

Рис. 21. Комбинированное управление достигается за счет включения пилотного предохранительного клапана, который заставляет гидростат действовать как главную ступень пилотного предохранительного клапана.

Поршневые насосы

с регулированием по нагрузке используют компенсатор давления и гидростат для изменения объемной производительности системы в зависимости от давления нагрузки и требований к расходу.Гидростат — это подпружиненное устройство, которое измеряет поток в соответствии с силой пружины на своих равных, но противоположных эффективных площадях. Он может быть ограничительным, как в последовательном контуре, или может обходить давление первичной нагрузки на вторичное давление или давление в резервуаре. Проще говоря, гидростат разделяет общий поток на два потока: один представляет требуемый поток, а другой представляет требуемое давление в первичном контуре. Поршневой насос, чувствительный к нагрузке, использует свой гидростат для регулирования выходного потока относительно давления нагрузки и отводит избыточный поток насоса к вторичному маршруту, который может быть подключен к резервуару или вторичному контуру.

Чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос, с другой стороны, использует гидростат в сочетании с разгрузчиком для изменения своей объемной производительности в соответствии с требованиями нагрузки и расхода. Поскольку поршневые и шестеренные насосы с измерением нагрузки используют один сигнал измерения нагрузки для управления давлением и расходом нагнетания насоса, они взаимозаменяемы в схемах измерения нагрузки. Оба типа имеют много общего и обеспечивают значительную экономию энергии по сравнению с системами, в которых используются насосы с фиксированным рабочим объемом. Оба предлагают сниженное энергопотребление в рабочем режиме — когда поток и давление требуются для работы функции.Они также экономят электроэнергию в режиме ожидания — когда система находится в режиме ожидания или в нерабочем режиме. Кроме того, они могут уменьшить требуемый размер и, следовательно, стоимость клапанов, проводов и фильтров, необходимых для схемы.

Чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос, показанный на рисунке 19, минимизирует потребление энергии в рабочем режиме за счет разделения общего потока нагнетания в соответствии с давлением удаленной основной функции и основным потоком. Это достигается с помощью одного сигнала измерения нагрузки, исходящего из схемы приоритета и направляемого как можно ближе к нагнетательной стороне шестерен насоса.

Добавление устройства управления разгрузкой в ​​схему насоса, рис. 20, позволяет системе экономить электроэнергию как в режиме ожидания, так и в рабочем режиме. Этот регулятор должен быть установлен параллельно впускному отверстию гидростата и как можно ближе к выпускной стороне шестерен. Он должен управляться тем же сигналом измерения нагрузки, что и на рисунке 19. Этот сигнал заставляет насос сбрасывать весь поток из выпускного отверстия во вторичный контур и при давлении значительно ниже значения падения давления гидростата в режиме ожидания.

Управление разгрузчиком должно работать с тем же сигналом дистанционного определения нагрузки, который управляет гидростатом. В отличие от гидростата, тарелка разгрузочного устройства управления разгрузчиком спроектирована с противостоящими участками, имеющими соотношение не менее 2: 1. Любое обнаруженное давление в линии, превышающее 50% давления нагнетания насоса, закроет управление разгрузчиком. Способность разгрузочного устройства разгрузить насос до давления нагнетания, близкого к атмосферному, контролируется силой тарельчатого клапана или пружины плунжера. Регулировка разгрузочного устройства установлена ​​на минимальное значение, чтобы поддерживать внутреннее давление шестеренчатого насоса.По сравнению со стандартной схемой шестеренчатого насоса фиксированного рабочего объема этот элемент управления может снизить энергопотребление в режиме ожидания на 90%.

Двойное и комбинированное управление

Рис. 22. На этом разрезе показано комбинированное управление, которое имеет регулируемый гидростат, входящий в состав устройства управления разгрузчиком. Расположение гидростата в системе управления низкой разгрузкой позволяет всем участкам поршня работать от одного сигнала реакции на нагрузку. Он предназначен для приложений с использованием больших насосов, где вторичный поток переходит в резервуар.

Сигнал измерения нагрузки может быть обусловлен ограничением давления в линии дистанционного зондирования или доведением его до 0 фунтов на кв. Это приводит к тому, что гидростат и управление разгрузочным устройством чувствительного к нагрузке шестеренчатого насоса реагируют на условный сигнал в соответствии с давлением нагнетания. Это достигается за счет создания предохранительного клапана с пилотным управлением (рис. 21), который заставляет гидростат действовать как основную ступень предохранительного клапана с пилотным управлением. Возможность кондиционирования линии измерения нагрузки запатентована и делает чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос полезным для других функций, помимо измерения нагрузки.

Шестеренчатый насос с регулированием по нагрузке и датчиком нагрузки с комбинированным управлением, рис. 22, предназначен для насосов с большим рабочим объемом и направляет вторичный поток в резервуар. Он также запатентован и может использоваться в тех же приложениях, что и насос с двойным управлением. Однако, поскольку вторичный поток должен быть направлен в резервуар, его нельзя использовать, когда вторичный контур управляет нагрузкой.

Загрузите эту статью в формате .PDF

Руководство по выбору поршневых и плунжерных насосов

Поршневые насосы и плунжерные насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения, в которых используется плунжер или поршень для перемещения среды через цилиндрическую камеру.Их также называют насосами для обслуживания скважин, насосами высокого давления или насосами с высокой вязкостью, потому что они могут обеспечивать высокое давление насоса и могут работать как с вязкими, так и с твердыми средами.

Эксплуатация

Поршневые насосы и плунжерные насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения, что означает, что они используют сужающиеся и расширяющиеся полости для перемещения жидкостей. В частности, это возвратно-поступательные насосы, полости которых расширяются и сжимаются при возвратно-поступательном движении (назад и вперед; вверх и вниз), а не круговом (вращательном) движении. Для получения дополнительной информации об этой категории насосов посетите страницу Руководства по выбору поршневых насосов на сайте Engineering360.

Плунжерный насос простого действия. Кредит изображения: Animatedsoftware.com

Поршневые насосы и плунжерные насосы используют механизм (обычно вращательный) для создания возвратно-поступательного движения вдоль оси, которое затем создает давление в цилиндре или рабочем цилиндре, заставляя газ или жидкость проходить через насос. Давление в камере приводит в действие клапаны как на всасывании, так и на нагнетании.

Плунжерный насос двойного действия. Изображение предоставлено: поршневой насос. Org

.

Проект

Поршневые насосы и плунжерные насосы можно различать по конструкции в зависимости от типа, действия насоса и количества цилиндров.

Типы

Существует много типов поршневых насосов и конструкций плунжерных насосов, но все они используют по крайней мере один поршень, движущийся в замкнутом цилиндре. Конкретные типы конструкций включают аксиальные и радиально-поршневые насосы.

Аксиально-поршневые насосы содержат несколько поршней, прикрепленных к цилиндрическому блоку, которые движутся в том же направлении, что и осевая линия блока (в осевом направлении).Большая часть схем управления давлением и потоком может быть включена внутрь, что обеспечивает надежную работу и простую конструкцию соответствующей гидравлической системы.

Кредит изображения: Dynex Hydraulics

Вот видео-визуализация аксиально-поршневого насоса в сборе:

Автор видео: InsaneHydraulics / CC BY-SA 4.0

Радиальные поршневые насосы содержат поршни, расположенные как спицы колеса вокруг цилиндрического блока.Приводной вал вращает этот цилиндрический блок, который толкает или смещает поршни, вызывая сжатие и расширение. Эксцентриситет между корпусом поршня и осевыми линиями блока цилиндров определяет ход поршня. Эти насосы обладают низким уровнем шума, очень высокими нагрузками на самых низких скоростях и высоким КПД.

Кредит изображения: Hydrowatt

Действие насоса

Действие насоса определяет, в каких направлениях движется поршень / плунжер для всасывания и нагнетания жидкости.Схема иллюстрирует.

Изображение предоставлено: Engineers Edge.

• Насосы одностороннего действия имеют по одному клапану на каждом конце, где всасывание и нагнетание происходят в противоположных направлениях.

• В насосах двойного действия на каждом конце используются два клапана, обеспечивающие всасывание и нагнетание в обоих направлениях.

Количество цилиндров

Количество цилиндров насоса — это количество цилиндров насоса.Увеличение количества цилиндров насоса увеличивает производительность насоса.

• Насосы Simplex имеют один цилиндр.

• Duplex насосы имеют два цилиндра.

• Multiplex насосы имеют более двух цилиндров.

Технические характеристики

Основными характеристиками, которые следует учитывать при выборе насосов, являются расход, рабочий объем, напор насоса, давление, мощность в лошадиных силах, номинальная мощность, диаметр на выходе и рабочая температура.Эти характеристики подробно описаны на странице GlobalSpec Pump Flow.

Материалы

Материал (материалы) насоса следует выбирать в зависимости от типа применения. Материалы основания (корпуса) и корпуса (цилиндра) должны быть достаточно прочными, а также выдерживать условия окружающей среды. Материалы, контактирующие с перекачиваемой средой (плунжер, нагнетательные и всасывающие клапаны), должны быть устойчивы к любой коррозии, вызываемой жидкостью.Некоторые используемые материалы перечислены ниже.

Чугун обеспечивает высокую прочность на растяжение, долговечность и стойкость к истиранию, соответствующие высоким номинальным давлениям.

Пластмассы недороги и обладают высокой устойчивостью к коррозии и химическому воздействию.

Сталь и сплавы нержавеющей стали обеспечивают защиту от химической коррозии и ржавчины и имеют более высокий предел прочности на разрыв, чем пластмассы, что соответствует более высоким номинальным значениям давления.

Прочие материалы, используемые в конструкции насоса, включают:

Для получения дополнительной информации о материалах и других характеристиках насоса посетите страницу GlobalSpec «Характеристики насоса».

Список литературы

Edgeroamer.com — Принципы гидравлики: поршневые насосы

Engineers Edge — Плунжерный насос

Изображение кредита:

Гидравлические насосы

Прочтите информацию о поршневых и плунжерных насосах, предоставленную пользователем

Полное руководство по насосам мойки высокого давления

(обновленное)

Если вы хотите узнать разницу между 3-мя лучшими типами насосов для мойки высокого давления, вы находитесь в нужном месте.

Для каждого насоса мойки высокого давления собрана следующая информация:

• Анимация, показывающая, как работает каждый тип насоса.
• Достоинства и недостатки.
• Разные марки.
• Какие аппараты высокого давления используют какие насосы.

Для мойки под давлением требуется насос, способный создавать высокое давление при низком расходе по сравнению с другими распространенными насосными системами (отстойным насосам требуется высокий расход при низком давлении).Насос также должен быть легким, компактным и экономичным.

Типы насосов для мойки под давлением

Есть две основные группы поршневых насосов прямого вытеснения:

• Поршневой — используются поршни , , поршни , или диафрагмы.
• Rotary — Использует винты, шестерни, лопатки или кулачки.

Все насосы мойки высокого давления относятся к поршневой группе и используют поршни или плунжеры для добавления энергии воде. Есть два основных различия между поршневым и плунжерным насосом.

1. Поршневой насос имеет уплотнение цилиндра, прикрепленное к поршню, поэтому он перемещается вместе с ним при каждом такте. Плунжерный насос имеет уплотнение цилиндра в неподвижной точке, через которую поршень перемещается при каждом ходе.
2. Поршневой насос приводится в движение приводным валом, прикрепленным к наклонной шайбе или качающейся шайбе. Плунжерный насос приводится в движение коленчатым валом.

В литературе по мойкам высокого давления описаны 3 типа насосов (все поршневые или плунжерные):

• Колебательный (1) осевой кулачок и (2) насосы напрямую приводятся в действие приводным валом и используют поршни
• Тройные плунжерные (3) насосы с приводом от распределительного вала / кривошипа и используют плунжеры

Загляните внутрь каждого, чтобы лучше понять различия:

Также прочтите: 7 малоизвестных фактов (которые вы должны знать) об изменении масла для водяного насоса мойки высокого давления

Давайте объясним плюсы и минусы каждого типа и более подробно рассмотрим, как каждый из них работает:

Поршневой насос с приводным валом

Качающийся пластинчатый насос

Насос начального уровня, который использует качающуюся пластину, соединенную с приводным валом, чтобы толкать поршни вперед и назад, создавая всасывание, а затем выталкивая воду наружу.

Для каждого поршня имеется большая пружина, позволяющая качающейся шайбе прижиматься к ним. Это приводит к тому, что эффективность насоса составляет только 70%, потому что он должен давить на воду и пружины. Вибрационные насосы не подлежат экономическому ремонту, поскольку они содержат множество сложных деталей, которые трудно достать до места, и они герметично закрываются перед отправкой с завода.

Их срок службы несколько сравним с осевыми кулачковыми насосами и составляет около 200-400 часов (~ 3 часа в неделю в течение 2-3 лет).

• Используется в : Некоторые мойки высокого давления ниже 2500 фунтов на квадратный дюйм и с низким расходом (менее 2 галлонов в минуту).
• Плюсы : Никакие уплотнения, движущиеся вперед и назад с поршнем, самовсасывающие, могут работать всухую, могут создавать высокое давление.
• Минусы : Сложность рекламы многих движущихся частей, низкий расход. Невозможно заменить экономически. Не так эффективен, как другие насосы.

Также читайте: Как узнать лучший водоотливной насос для ваших нужд

Нажмите кнопку воспроизведения в нижней части видео , чтобы посмотреть, как оно работает:

Видео с полным исходным кодом

Насос с наклонной шайбой (осевой кулачок)

Насос промежуточного уровня, который имеет много преимуществ по сравнению с вобуляцией и может работать с более высокими PSI и GPM.Вы можете видеть на анимации ниже, что это похоже на колебание, но немного отличается тем, что поршни фактически вращаются вокруг наклонной шайбы. Угол наклона шайбы заставляет поршни двигаться, когда они движутся с одной стороны, чтобы всасывать воду, а затем с другой, чтобы выталкивать воду. Эта операция позволяет использовать больший масляный резервуар и подшипники большего размера, что продлевает срок их службы. Он вращается по той же оси, что и приводной вал, так как подключен напрямую.

Их срок службы в некоторой степени сопоставим, но немного лучше, чем у качающихся насосов — около 500-800 часов (~ 2-3x срок службы вобуляционных насосов).

• Используется в : Большинство аппаратов для мытья под давлением с давлением менее 3500 фунтов на квадратный дюйм.
• Плюсы : Маленький, легкий и компактный. Можно отрегулировать поток, отрегулировав угол наклонной шайбы. Самовсасывающий. Более продолжительный срок службы и более эффективный, чем колебание.
• Минусы : Работает на частоте вращения двигателя (читай: на высокой скорости) и не может быть так же легко охлажден, как тройной насос, поскольку цилиндры вращаются. Уплотнение цилиндра находится на головке поршня и перемещается с каждым ходом, вызывая его износ.Вращающаяся масса может вызвать чрезмерную вибрацию, если она не сбалансирована должным образом.

Нажмите кнопку воспроизведения , чтобы заглянуть внутрь и посмотреть, как это работает:

Видео с полным исходным кодом

Фиксированный и переменный рабочий объем — Вы можете отрегулировать угол наклонной шайбы в поршневом насосе переменного рабочего объема для изменения расхода. Фиксированную версию нельзя.

Изображение — это снимок экрана с видеоисточника, связанного выше

Теперь посмотрим на плунжерный насос коленчатого вала.

Плунжерный насос с приводом от коленчатого вала

Тройной плунжерный насос

В насосах профессионального уровня

используются трехуровневые насосы, поскольку они допускают очень высокое давление и могут проработать тысячи часов перед любым обслуживанием. На приведенной ниже анимации вы можете видеть, что он использует аналогичную настройку двигателя вашего автомобиля (коленчатый вал, шатуны) для приведения в действие поршней принудительного действия, которые всасывают воду, а затем выталкивают воду с каждым ходом. Они почти на 90% эффективны и работают при меньших оборотах, чем двигатель.В трехплунжерном насосе с 3 поршнями поршни перемещаются на 120 градусов друг от друга, чтобы обеспечить плавный поток на протяжении всего оборота коленчатого вала.

Продолжительность их жизни в основном ограничена только тем, насколько хорошо вы их обслуживаете. Легкодоступная головка насоса и легко заменяемые клапаны делают ремонт и обслуживание экономичными. (~ 10-кратный срок службы по сравнению с осевым).

• Используется в : большинство моечных машин высокого давления с давлением выше 3000 фунтов на квадратный дюйм.
• Плюсы : Очень эффективно.Стационарное уплотнение означает увеличенный срок службы, меньшую подверженность утечкам и гораздо более высокое давление. Более низкая рабочая скорость позволяет ему работать холодно, что снова увеличивает срок службы.
• Cons : Более высокая стоимость приобретения.

Нажмите кнопку воспроизведения , чтобы посмотреть, как это выглядит в работе:

И крупный план того, как течет вода:

Теперь давайте посмотрим на различные марки насосов для мойки высокого давления.

Марки насоса мойки высокого давления

Этот список не является исчерпывающим.Похоже, что компаниям не нравится использовать помпы той марки, которые они используют в своих установках для мытья под давлением. Они предпочитают в своей литературе просто говорить «осевой кулачок» или «тройной плунжер». Сообщите мне, если что-то нужно добавить.

Annovi Reverberi (AR)

AR — итальянский производитель насосов. Они также производят электродвигатели под торговой маркой Ravel. Они производят мойки высокого давления под маркой AR Blue Clean, а также продают свои мойки высокого давления под марками Black & Decker и Michelin.

Используемые мойки высокого давления этих марок : AR, BE, насос для мойки высокого давления Briggs & Stratton, Campbell Hausfeld, насос для мойки высокого давления Craftsman, насос для мойки высокого давления Generac, Kranzle, Mi-T-M, Pressure-Pro.

Типы насосов AR : качающийся, осевой кулачок, трехплунжерный.

CAT Насосы

«Насос с девятью жизнями» впервые представил насос для мойки высокого давления мощностью 4 галлона в минуту 700 фунтов на квадратный дюйм в 1968 году.С. и по всей Европе. Сегодня они предлагают сотни различных моделей насосов самых разных типов.

Используемые мойки высокого давления этой марки : BE, Campbell Hausfeld, DeWalt, Pressure-Pro, Simpson.

Типы насосов по CAT : Все типы.

Комета

Comet является дистрибьютором в США другого итальянского производителя насосов, Comet SpA. Их насосы используются во многих отраслях промышленности, от пивоваренных заводов, цементных заводов и нефтяных месторождений до целлюлозно-бумажной промышленности и аппаратов для мытья под давлением.

Используется в мойках высокого давления этой марки : Насос для мойки высокого давления Excell.

Типы насосов производства Comet : осевой, тройной.

Насос общего назначения

Базирующаяся в Миннесоте компания General Pump широко известна в сфере мойки под давлением и мойки транспортных средств своими превосходными трехплунжерными насосами. Предлагают сотни различных моделей.

Используемые аппараты для мытья под давлением этих марок : BE, DeWalt, Easy-Kleen.

Типы насосов производства General : Triplex.

Керхер

Karcher — немецкая компания, которая является крупнейшим производителем аппаратов высокого давления в мире. Поэтому имеет смысл делать собственные насосы. Они разработали свои насосы с нуля с использованием не подверженного коррозии материала N-COR, который представляет собой комбинацию полиамида и стекловолокна.

Используемые мойки высокого давления этой марки : Karcher.

Типы насосов производства Karcher : осевой кулачок, тройной плунжер.

Кранцле

Kranzle — немецкая компания, которая производит аппараты для мытья под давлением, пылеуловители, промышленные пылесосы и подметальные машины.

Используемые мойки высокого давления этой марки : Kranzle.

Типы насосов фирмы Kranzle : Колебание, осевой кулачок.

Насосы AAA (FNA Group)

AAA Pumps — это насос, произведенный FNA Group для использования в установках высокого давления. Им принадлежит торговая марка Simpson Cleaning.

Используемые мойки высокого давления этих брендов: Simpson.

Типы насосов, произведенные AAA : осевой кулачок, триплекс.

Как купить сменный насос и детали

Есть много хороших мест, где можно купить сменный насос. Интернет-магазины, такие как Amazon и RepairClinic, имеют наибольшее разнообразие.

Вещи, о которых нужно помнить. Описание насоса часто говорит все, что вам нужно знать о том, может ли насос работать с вашей мойкой высокого давления.Однако убедитесь, что размеры приводного вала совпадают… И что двигатель / двигатель имеет достаточную мощность для насоса. Также убедитесь, что это правильная конфигурация — вертикальная или горизонтальная — для монтажа.

Amazon.com Насосы — есть сотни насосов на выбор. Найдите свой по этой ссылке и используйте фильтр уточнения поиска на левой боковой панели, чтобы сузить поиск.

RepairClinic.com Насосы — Насосов не так много, как на Amazon, но они покрывают самые популярные марки устройств для очистки под давлением — Briggs, Craftsman, Generac, Homelite, Karcher, Ryobi, Troy-Bilt.

Ремонт насоса

Обратитесь к местному дилеру мойки высокого давления для ремонта насоса.

Узнайте, как заменить масло в водяном насосе мойки высокого давления.

Источники

1. «Насосы прямого вытеснения» Джо Эванс, доктор философии. Насекомые101.com . Дата обращения 12 августа 2015.
2. Майкл Волк (21 октября 2013 г.), Характеристики насоса и их применение, Третье издание, стр. 34. Проверено 12 августа 2015 г.
3. «Как работает плунжерный насос — Анимация». TechTrixInfo youtube.com канал . Просмотров 12 августа 2015 г.
4. «Анимация — Как работает поршневой насос переменного рабочего объема с осевым потоком». TechTrixInfo канал youtube.com. Дата просмотра 12 августа 2015 г.
5. «Поршневой насос с фиксированным рабочим объемом». mekanizmaler youtube.com канал . Дата просмотра 11 августа 2015 г.
6. «Руководство по типам насосов — Найдите насос, подходящий для работы». Pumpscout.com. Проверено 13 августа 2015 г.
7. «Насос очистителя под давлением, форсунки и моющее средство».www.QualityPumps.com. Дата обращения 13 августа 2015.

Об авторе:
Джейми тестировал и пересматривал мойки высокого давления в течение 7 лет. Он проработал коммерческим аппаратом для мытья под давлением на заводе по переработке материалов в течение 3 лет, и все это время он использовал аппараты для мытья под давлением в коммерческих и бытовых целях более 15 лет. Он также является инженером-механиком и, работая в горнодобывающей промышленности, разработал под ключ несколько подушек для мытья легких промышленных автомобилей.

Исследование всесторонней оценки характеристик аксиально-поршневого насоса на основе AHP

Аксиально-поршневой насос является важным промышленным силовым элементом, и его характеристики напрямую влияют на работу системы.Однако из-за его сложной конструкции и суровых условий эксплуатации фактические рабочие характеристики аксиально-поршневого насоса трудно точно оценить, что затрудняет обеспечение нормальной работы гидравлической системы. Чтобы улучшить метод оценки аксиально-поршневого насоса, была предложена комплексная система оценки производительности, основанная на процессе аналитической иерархии (AHP), которая могла бы оценить производительность аксиально-поршневого насоса на основе теоретического анализа, испытаний, взаимодействия с оператором и заявление.Рассматривая в качестве примера модель чувствительного к нагрузке аксиально-поршневого насоса с хорошей работоспособностью, разработка модели и моделирование насоса были выполнены на основе AMESim, и насос был испытан на разработанном испытательном стенде для аксиально-поршневого насоса. Весовые коэффициенты в системе оценки были определены на основе результатов моделирования, анализа и расчетов. Приведенные выше результаты были использованы для всестороннего анализа испытанного насоса и разработки программного обеспечения для комплексной оценки производительности.Результат оценки был почти идентичен фактическому использованию, что подтвердило осуществимость разработанной системы оценки.

1. Введение

Аксиально-поршневые насосы широко используются в промышленном производстве в качестве важных силовых элементов, и производительность насоса напрямую влияет на рабочее состояние гидравлической системы. Поэтому важно точно оценить рабочие характеристики аксиально-поршневого насоса. Принимая во внимание сложность конструкции аксиально-поршневого насоса и типы неисправностей, которые могут возникнуть в нем, как своего рода метод многокритериального анализа, AHP может удовлетворять требованиям оценки производительности и прогнозирования отказов насоса.Ян и др. предложил метод многопараметрической оценки для масляного насосного агрегата, в котором использовался анализ видов отказов и последствий для выбора оценочных индексов, AHP для расчета весов индексов и нечеткая комплексная оценка для оценки состояния насосного агрегата [1]. Lin et al. предложил метод прогнозирования отказов для насоса в самолетах на основе нечеткой комплексной оценки и AHP [2]. Помимо AHP, некоторые исследователи предложили методы оценки эффективности с использованием других подходов.Bei et al. представили метод оценки производительности и диагностики неисправностей гидравлических насосов, основанный на вейвлет-пакетном преобразовании и самоорганизующейся нейронной сети отображения [3]. Selvakumar J. et al. определили ключевые части центробежного насоса и проанализировали надежность с помощью математического моделирования и анализа МКЭ [4]. Xiaochuang Tao et al. представил метод оценки производительности и диагностики неисправности вращающегося оборудования на основе дискриминантного анализа Фишера и расстояния Махаланобиса [5].Используя предлагаемые методы оценки, Ding et al. собирали и обрабатывали вибросигнал гидронасосов для контроля их рабочего состояния в режиме реального времени и диагностики неисправностей насосов [6, 7]. Большинство этих исследований были направлены на диагностику рабочего состояния и неисправностей гидравлических насосов, но лишь в нескольких из них предлагались комплексные и систематические схемы оценки рабочих характеристик гидравлических насосов или даже специальные методы оценки аксиально-поршневых насосов.

Схема систематической оценки должна основываться на теоретическом анализе.В настоящее время соответствующие исследования обычно сосредоточены на построении математических моделей и моделировании влияния конструкции на аксиально-поршневые насосы с использованием программного обеспечения для моделирования. Cui et al. смоделировал насос с регулируемой нагрузкой и предложил схему оптимизации конструкции для уменьшения времени отклика и повышения его динамических характеристик [8]. Алессандро Роккателло и др. провели совместное моделирование аксиально-поршневого насоса с регулируемым рабочим объемом с использованием программ AMESim и ADAMS и сравнили результаты моделирования и экспериментов [9].Zhang et al. использовал технологию виртуального прототипа для разработки трехмерной виртуальной модели аксиально-поршневого насоса и проанализировал пульсацию потока, пульсацию давления, принцип движения и напряжение среднего вала и поршня [10]. Xu et al. исследовали аксиально-поршневые насосы с использованием радиального микродвижения и распределения давления в сочетании с моделью численного моделирования и пульсации потока в установившемся и переходном состояниях; они также предложили новый метод распределения давления для уменьшения пульсации расхода и крутящего момента и повышения объемной эффективности [11–14].Однако ни одно из существующих исследований не оценивало структуру аксиально-поршневого насоса со сравнительным моделированием влияния различных параметров конструкции на производительность насоса.

Из-за влияния точности обработки и погрешности производственных процессов фактическая производительность поршневого насоса значительно отличается от результатов теоретического моделирования, что требует разработки соответствующего испытательного стенда и схемы испытаний. Guo et al. спроектировал и построил стенд для испытания надежности гидравлического насоса, который мог спрогнозировать срок службы насоса и оптимизировал период отбора проб для испытания надежности [15].Wang et al. предложили новый метод испытаний рабочей характеристики гидравлических насосов, который может прогнозировать рабочие параметры испытываемого насоса с использованием разработанной математической модели и получать рабочие характеристики с небольшим количеством тестовых данных [16]. Некоторые исследователи разработали соответствующее испытательное оборудование на основе моделирования для изучения характеристик поршневых насосов и влияния частичной конструкции на общую производительность насоса [17, 18]. Таким образом, можно сделать вывод, что только несколько исследований сообщили о схеме испытаний для работы аксиально-поршневых насосов и конструкции соответствующего испытательного стенда.В процессе эксплуатации на производительность аксиально-поршневого насоса в значительной степени влияют производственная среда и человеческий фактор, что делает необходимым изучение схемы проверки производительности аксиально-поршневых насосов.

Чтобы преодолеть существующий пробел в знаниях, на основе AHP была создана модель оценки всесторонних характеристик аксиально-поршневого насоса с учетом конструкции, испытаний производительности и практической эксплуатации насоса. В разделе 2 описана система оценки производительности аксиально-поршневого насоса.В остальной части статьи был описан анализ частей системы с учетом определенного типа аксиально-поршневого насоса. Влияние различных конструкций на производительность насоса было сравнено с помощью моделирования и описано в разделе 3. В разделе 4 подробно описывается использование испытательного стенда для выбранного насоса. В Разделе 5 на основе анализа и данных испытаний, представленных в Разделах 3 и 4, была описана оценка производительности, проведенная для выбранного насоса с использованием системы оценки путем расчетов и анализа.Выводы представлены в Разделе 6.

2. Модель оценки всесторонней эффективности

AHP — это метод анализа решений с множеством целей, который сочетает в себе качественный и количественный анализ. Принцип AHP состоит в том, чтобы разделить все факторы влияния сложной проблемы на взаимосвязанные и упорядоченные уровни в соответствии с релевантностью, сравнить и оценить степени важности факторов на одном и том же уровне, вычислить веса факторов с помощью матрицы и, наконец, получить модель комплексного анализа.

В этом исследовании всесторонняя производительность аксиально-поршневого насоса считалась целевым уровнем. На основе исследований и анализов, касающихся проектирования конструкции, производства, испытаний и эксплуатации выбранной модели чувствительного к нагрузке аксиально-поршневого насоса, который имеет хорошую работоспособность, параметры конструкции, результаты заводских испытаний, техническую поддержку условия труда и технический уровень операторов считались первоклассными оценочными индексами, и каждый индекс содержал несколько второстепенных индексов.

Параметры конструкции напрямую влияют на производительность аксиально-поршневого насоса. Эти влияния были получены путем моделирования с помощью программного обеспечения для гидравлического моделирования AMESim. Коэффициент расхода насоса в установившемся режиме работы при различных условиях моделирования был рассчитан с использованием формулы пульсации потока (1) [19]. Где — пульсация потока, а и обозначают максимальный и минимальный расход в установившемся режиме, соответственно. Критерий структурной оценки был определен путем анализа теоретических рабочих характеристик.Из-за ошибок в реальном производственном процессе был спроектирован и построен гидравлический испытательный стенд, и были проведены заводские испытания рассматриваемого насоса для определения его фактических характеристик. Фактическая рабочая среда также была исследована и проанализирована для оценки влияния условий работы и человеческого фактора на производительность насоса в реальной эксплуатации.

На основе иерархической модели оценки, показанной на Рисунке 1, степени важности факторов на одном и том же уровне были измерены с использованием относительной шкалы, представленной в Таблице 1 [20], для построения оценочных матриц для каждого уровня.

Чтобы гарантировать, что результаты AHP являются разумными, согласованность полученной матрицы суждения должна быть проверена путем вычисления коэффициента согласованности CR, где индекс согласованности, в котором является наибольшим собственным значением и является матрицей размер; средний индекс случайной согласованности RI был получен путем относительного поиска в таблице [20].Согласованность матрицы приемлема, если CR не превышает 0,1; в противном случае матрицу суждения следует пересмотреть и улучшить.

Если матрица прошла проверку согласованности, выполнялась обработка нормализации собственного вектора, соответствующего наибольшему собственному значению, для получения весов факторов. Все факторы тестируемого насоса были назначены, взвешены и рассчитаны для получения полной оценки производительности тестируемого насоса с использованием приведенной ниже формулы. где S — общий балл комплексной оценки производительности аксиально-поршневого насоса, обозначает балл единственного индекса второй степени, является весом индекса второй степени и является весом индекса первой степени.

После подсчета оценочного балла тестируемая помпа была оценена в соответствии со следующими баллами: оценка A (оценка выше 100), оценка B (оценка в пределах 70-85), оценка C (оценка в пределах 60-75), и Оценка D (оценка ниже 60).

3. Теоретический и имитационный анализ на основе AMESim

Моделирование аксиально-поршневого насоса было выполнено с использованием AMESim, результаты моделирования были сравнены и проанализированы для определения влияния структурных параметров на производительность насоса.По результатам анализа определены методы и стандарты оценки факторов «структурного параметра» первоклассного индекса.

3.1. Имитационная модель аксиально-поршневого насоса

Чувствительный к нагрузке аксиально-поршневой насос работает следующим образом: поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндре, и угол наклонной шайбы изменяется с различными нагрузками, чтобы изменить объем поршневого цилиндра; таким образом, выходной поток может изменяться в зависимости от нагрузки. Принцип работы насоса, чувствительного к нагрузке, показан на Рисунке 2 [21].

В соответствии с механизмом насоса, чувствительного к нагрузке, с помощью AMESim была построена имитационная модель, включающая семь поршней, и она показана на рисунке 3. Основные компоненты и конструкции отмечены в правом нижнем углу. Модели (a) — (c) были выбраны из библиотеки аксиально-поршневых насосов, а модели (d) — (e) были разработаны с использованием в основном компонентов из библиотеки HCD.

Рабочие параметры были установлены в соответствии с испытанным насосом, чтобы моделировать влияние важных конструктивных параметров на производительность насоса.Для модели насоса номинальная скорость составляла 1800 об / мин, номинальное давление составляло 25 МПа, а номинальный рабочий объем составлял 180 мл / об. Поскольку количество компонентов, используемых в имитационной модели, было большим, а некоторые параметры использовались в расчетах, для некоторых компонентов использовались несколько глобальных параметров. Основные глобальные параметры модели перечислены в таблице 2.

3.2. Влияние конструктивных параметров на рабочие характеристики

Основные конструктивные параметры, обсуждаемые в этой статье, включают количество поршней, выходной объем насоса, жесткость пружины фиксирующего цилиндра и радиальный зазор утечки между поршнем и отверстием в цилиндре.По умолчанию количество поршней составляло 7, выпускной объем составлял 15, жесткость пружины составляла 10 Н / мм, а зазор утечки составлял 0,03 мм. В сравнительном моделировании изменилась только изучаемая структура или параметр, в то время как другие остались неизменными.

3.2.1. Влияние количества поршней

Было построено шесть типов моделей поршневых насосов с 6-11 поршнями соответственно. Чтобы исключить влияние второстепенных факторов на расход, основные конструктивные параметры, помимо количества поршней, оставались неизменными, а номинальный расход каждого насоса был установлен на уровне 324 л / мин.Модели были смоделированы, и выходные потоки показаны на рисунке 4. Скорости пульсаций моделей были рассчитаны по формуле (1) с данными по установившемуся выходному потоку и показаны на рисунке 5. Было рассчитано превышение каждого выходного потока. как показано на рисунке 6. В формуле — это превышение расхода, — это экстремальный расход на начальной стадии, и — это средний расход. Результаты моделирования показывают, что частота пульсаций потока имела тенденцию к уменьшению с увеличением количества поршней, что означало, что большое количество поршней способствовало стабильности потока; когда количество поршней было большим, наклон кривой пульсации уменьшался, указывая на то, что количество поршней меньше влияло на пульсацию потока.Сравнивая результат моделирования для каждой группы, поршневые насосы достигли установившегося состояния примерно через 0,04 с, и изменение количества поршней мало повлияло на время, необходимое для стабилизации. Как видно из рисунка 6, увеличение числа поршней поршней привело к примерно линейному росту перерегулирования, что увеличило гидравлический удар насоса и сократило срок службы.

3.2.2. Влияние выходного объема

При установке других параметров на значения по умолчанию, модели с выходным объемом 5, 10, 15 и 20 были смоделированы, а кривая выходного потока насосов показана на рисунке 7.Скорости пульсаций потока, рассчитанные по формуле (1), составили 0,01296, 0,073, 0,0502 и 0,0382 при объемах на выходе 5, 10, 15 и 20 соответственно. Результаты моделирования показали, что увеличение выходного объема поршневого насоса может эффективно уменьшить пульсацию потока. Когда объем на выходе увеличился с 5 до 20, время установления увеличилось примерно с 0,2 до 0,5 с.

3.2.3. Влияние жесткости пружины

Жесткость пружины установочного цилиндра была установлена ​​как 10 Н / мм, 25 Н / мм, 35 ​​Н / мм и 40 Н / мм, и были смоделированы соответствующие модели.Кривые выходного потока моделей с разной жесткостью пружины и соответствующей скоростью пульсации потока показаны на рисунках 8 и 9 соответственно. Из рисунков видно, что при жесткости пружины менее 25 Н / мм изменение жесткости пружины незначительно влияло на среднее значение расхода, но с уменьшением жесткости пружины, времени отклика, перерегулирования и частота пульсации снизилась. Однако с увеличением жесткости пружины выходной поток насоса заметно уменьшился по сравнению с номинальным, а частота пульсации потока и время установления увеличились; поэтому жесткость пружины не должна быть слишком большой.

3.2.4. Влияние утечки зазора

При небольшом радиальном зазоре утечки между поршнем и отверстием в цилиндре разница между сравниваемыми моделями не была очевидна. Поэтому зазор утечки был установлен равным 0,1 мм, 0,12 мм, 0,14 мм и 0,16 мм, а кривые расхода, полученные расчетным путем, соответствующие различным зазорам утечки и скоростям пульсаций потока, показаны на рисунках 10 и 11. Цифры показывают что с увеличением утечки в зазоре выброс потока уменьшился, и скорость потока тоже немного уменьшилась.Чрезмерный зазор привел к уменьшению расхода и увеличению частоты пульсаций потока, что серьезно сказалось на рабочих характеристиках поршневого насоса.

4. Эксплуатационные испытания поршневого насоса

4.1. Проектирование и разработка гидравлической системы испытательного стенда

На основании исследования производительности аксиально-поршневого насоса, гидравлический испытательный стенд требовался для завершения испытаний, испытания без нагрузки, испытания эффективности, испытания при полной нагрузке, перегрузки. испытание и испытание на удар, а также сбор соответствующих данных.В соответствии с китайским национальным стандартом испытаний JB / T 7043-2006, гидравлическая система испытательного стенда была спроектирована, как показано на рисунке 12:

Аксиально-поршневой насос, испытанный на 1; 2,20-моторный; 3-гидромотор; 4,12,13,19,26-запорный вентиль; 5,33-датчик давления; 6,17,34-датчик температуры; 7,8,22-предохранительный клапан; 9,28- обратный клапан; 10,16-расходомер; 11-охладитель 14-шаровой кран электр .; 15,23,24-флиттер; 18-маслобак; 21-насос; 25-рециркуляционный бак для слитого масла; 27-датчик вакуума; 29-электромагнитный гидрораспределитель; 30-электромагнитный пропорциональный клапан давления; 31-датчик крутящего момента и скорости; 32-датчик уровня жидкости; Счетчик 35 частиц.

Гидравлическое масло всасывалось в проверяемый насос 1 через запорный клапан 19. Выходящее масло высокого давления было разделено на две части после обратного клапана 28: одна часть прошла через клапан картриджа, а другая приводила в движение гидравлический двигатель 3 через запорный клапан. 4; следовательно, энергия высокого давления от насоса может быть повторно использована в качестве входной мощности двигателя 2 для уменьшения потерь энергии в системе. Компоненты 5, 6 и 10 использовались для определения давления, расхода и температуры на выходе из насоса в режиме реального времени.Компоненты 7, 8, 29 и 30 составляли загрузочную единицу. Главный предохранительный клапан 7 был настроен на максимальное давление в системе, ручная нагрузка могла быть применена за счет комбинированного использования клапанов 7 и 8, испытание на удар можно было завершить, используя левое и среднее положения рабочего цикла распределителя 27 и пропорциональную нагрузку. может выполняться с использованием правильного положения клапана 27. Компоненты 11, 12, 13, 14, 33 и 34 составляют устройство определения и охлаждения температуры масла. С запорным клапаном 12 закрыт, а клапан 14, проведенного, холодная вода проходит через электромагнитный клапан 14 и пластины охладителя 11 для охлаждения системы возврата масла.Компоненты 20–24 составляли систему сбора грязного и вытекшего масла. Вся вытекшая нефть собиралась в самом нижнем резервуаре для сбора нефти 25 и переливалась в резервуар 18 после грубой и тонкой фильтрации. На дренажном отверстии был установлен расходомер 16 для обнаружения утечки потока в реальном времени. Датчик 27 вакуума использовался для определения вакуума на входе насоса. Площадь адсорбции насоса была ограничена путем регулирования открытия запорного клапана 19.

Для повышения точности данных испытаний, набора с электронным управлением системой сбора данных было принято на испытательном стенде.Сигнал, который необходимо было собрать, делился на цифровые и аналоговые сигналы. После аналого-цифрового преобразования аналоговый сигнал может отображаться с помощью вторичного прибора. Соответствующая программная система может собирать сигналы, например, относящиеся к расходу и давлению, с помощью модуля сбора данных ADAM и может отображать кривые результатов. В целях безопасности весь испытательный стенд был помещен в закрытую среду. Дно испытательного стенда было соединено между собой для сбора вытекшего масла из всей системы в масляный бак, что обеспечивало подачу масла.Интерфейс сбора данных и испытательный стенд показаны на рисунке 13.

4.2. Результаты теста производительности

Тест производительности был проведен для выбранной модели поршневого насоса со встроенным испытательным стендом. Из-за ограничения длины в этой статье представлены только некоторые основные тесты и соответствующие данные. Чтобы получить фактическую производительность испытываемого насоса перед использованием, рассматриваемый поршневой насос был той же модели и производственной партии, что и выбранный насос, и не использовался, чтобы избежать влияния фактической работы на производительность насоса.

Для испытанного насоса номинальная скорость составляла 1800 об / мин, номинальное давление составляло 25 МПа, а номинальный рабочий объем составлял 180 мл / об.

( 1) Испытание без нагрузки. Данные испытаний в различные моменты времени после испытания на холостом ходу перечислены в таблице 3. Данные показывают, что испытанное значение без нагрузки может удовлетворять требованиям испытания. Поскольку насос постоянно регулировал давление во время процесса движения, смещение холостого хода изменялось соответствующим образом, и могло произойти небольшое всасывание.

( 2) Испытание на перегрузку. В условиях номинальной скорости, 125% номинального давления и температуры масла на входе насоса 30-60 ° C, испытанный насос работал непрерывно более 1 мин, а давление на выходе показано на рисунке 14, на котором кривая для удобства анализа сглажена. Результат испытания показал, что в процессе испытания установившееся значение выходного давления составляло 28.33 МПа, а средняя амплитуда давления составляла примерно 0,14 МПа; это означало, что рабочий процесс был стабильным без каких-либо аномалий и удовлетворял требованиям испытаний.

( 3) Проверка эффективности. При номинальной скорости данные, относящиеся к общему КПД и объемному КПД, были измерены, когда давление на выходе насоса поддерживалось на уровне 25%, 40%, 55%, 70%, 80% и 100% от номинального давления. Характеристические кривые изменения общего КПД и объемного КПД в зависимости от давления показаны на Рисунке 15.С увеличением механического КПД общий КПД увеличивался с увеличением давления. Из-за потери утечки и остаточной потери объема объемный КПД снижался с увеличением давления и, наконец, стабилизировался на уровне примерно 95,5%. Результаты теста соответствовали критериям тестирования.

( 4) Испытание на удар. При условиях номинальной скорости, номинального давления и 40% номинальной мощности испытание на удар проводилось с ударной волной, установленной в качестве требований к испытаниям.Полученная кривая испытаний показана на рисунке 16. В ходе испытания высокое и низкое давление, нагруженное на испытываемый насос, составляло 27 МПа и 0,5 МПа, соответственно, а продолжительность фазы высокого давления составляла примерно три пятых времени удара. цикл. Процесс и результаты тестирования соответствовали требованиям.

( 5) Испытание при полной нагрузке . Испытываемый насос с номинальной скоростью, номинальным давлением на выходе и максимальным рабочим объемом работал непрерывно. Из-за большого количества данных полученная кривая была сглажена и показана на рисунке 17.Как видно из рисунка, давление на выходе испытываемого насоса достигло максимального значения в начале работы, затем давление и наклон кривой постепенно уменьшались с колебаниями до тех пор, пока давление не стабилизировалось на уровне примерно 25,5 МПа и не были достигнуты нормальные рабочие условия. .

Гидравлический испытательный стенд также может использоваться в условиях шума, высокого давления и других тестовых характеристик производительности и отвечает требованиям теста гидравлического насоса.

5.Анализ комплексной оценки рабочих характеристик

На основе предложенной системы комплексной оценки производительности аксиально-поршневого насоса (см. Рисунок 1) в разделе 2, относительные шкалы показателей оценки на каждом уровне были определены в ходе обсуждения с соответствующими экспертами и опытные операторы относительно веса и относительной важности факторов влияния. Определение относительного масштаба факторов структурных параметров было основано на оценке степени их влияния на производительность насоса в соответствии с результатами моделирования и анализами, представленными в разделе 3.Относительные масштабы каждого уровня приведены в таблице 4.

Матрицы оценок, соответствующие каждому уровню, были получены из относительных шкал в Таблице 4 и решены с использованием метода квадратного корня. Соответствующие наибольшие собственные значения были, и. Коэффициенты согласованности оценочных матриц были рассчитаны по формуле (2) следующим образом:, являются; все значения были меньше 0,1. Результат проверки согласованности показал, что полученные матрицы приемлемы, а веса, рассчитанные на основе матриц, достижимы.

Собственный вектор, соответствующий наибольшему собственному значению, был обработан путем нормализации для получения весов факторов:

P =,

A1 =,

A2 =,

A3 =,

A4 =.

После расчета веса, используя полную производительность тестируемого насоса в качестве цели, были рассчитаны баллы по отдельным пунктам факторов на каждом уровне.

Для коэффициентов первой степени A1 и A2 требовалось определить идеальные условия, критерии оценки и формулы расчета, а баллы по элементам были рассчитаны с использованием фактической конструкции и результатов испытаний испытанного насоса.Рассматривая «испытание без нагрузки» в качестве примера, китайский национальный стандарт предусматривает, что рабочий объем без нагрузки испытываемого насоса должен находиться в диапазоне 95–110% V, когда номинальный рабочий объем находится в пределах 67–400 мл / об. . Если смещение не может соответствовать этому стандарту, балл равен 0. Когда стандарт достигнут, нижний предел 95% V соответствует баллу 60, а верхний предел 110% V соответствует баллу 100. Три группы испытаний Результат, соответствующий различным периодам во время стабильной работы, был усреднен в качестве основного результата теста, и оценка была рассчитана в соответствии с баллом по пункту, испытательным смещением и номинальным смещением.Оценка тестируемого насоса на холостом ходу составила 76,1 балла.

Поскольку не удалось получить большой объем соответствующих данных, факторы «технической поддержки и рабочего состояния» были определены путем качественной и количественной обработки. Условия эксплуатации и технического обслуживания испытанного насоса были получены путем обследования места применения. Баллы по пунктам выставлялись профессорами и экспертами в данной области и на рабочем месте.

Для определения баллов факторов «технического уровня операторов» были записаны образование, профессиональное звание и рабочий статус персонала от проектирования и производства.Вышеупомянутая информация была квантована и усреднена для получения баллов по пунктам. Например, коэффициент «технический уровень» определялся в основном по профессиональным званиям рабочей группы, в которой профессор соответствовал 100 баллам, доцент — 90 баллам, промежуточное звание — 80 баллам. первичный титул соответствовал баллу 70, и ни один заголовок не соответствовал количеству баллов 60. Состояние персонала было квантовано, и баллы были усреднены для получения баллов по заданию.

Чтобы упростить процесс расчета, на основе C # был разработан набор программного обеспечения для анализа и оценки полной производительности аксиально-поршневого насоса. Интерфейс программного обеспечения и результаты оценки тестируемого насоса показаны на рисунке 18. Соответствующие номинальные параметры тестируемого аксиально-поршневого насоса, оценочные матрицы каждого уровня, а также критерий маркировки и формула расчета факторов были встроены в программное обеспечение. , что упростило процесс расчета.Для индексов A1 и A2 от пользователей требовалось ввести соответствующие структурные параметры и результаты испытаний тестируемого насоса, а программное обеспечение автоматически рассчитало баллы по каждому пункту; для индексов А3 и А4 баллы по пунктам необходимо было вводить сразу после анализа из-за нефиксированного метода расчета и количества введенных данных. Программная система может рассчитать взвешенные баллы индексов и всей системы и получить рейтинг производительности тестируемого насоса. Функции изменения номинальных параметров тестируемого насоса, перераспределения расчетных весов, очистки данных в таблице и сохранения баллов и результатов оценки могут выполняться с помощью различных кнопок в интерфейсе.

6. Выводы

Теоретическое моделирование показало, что для повышения производительности аксиально-поршневого насоса количество поршней не должно быть слишком маленьким, но насос со слишком большим количеством поршней имеет большое отклонение, которое может вызвать удары и вибрацию; увеличение выходного объема может повысить стабильность работы, но слишком большой объем может увеличить время установления; когда жесткость пружины фиксирующего цилиндра была слишком мала, повышенное перерегулирование может привести к гидравлическому удару; однако чрезмерно большая жесткость может вызвать снижение скорости потока и потерю устойчивости; зазор утечки значительно повлиял на производительность поршневого насоса, и точность обработки должна быть улучшена, чтобы уменьшить зазор.Заводские испытания были проведены для испытанного насоса с использованием спроектированного и построенного испытательного стенда. Результаты испытаний показали, что испытательный стенд может удовлетворять требованиям испытаний производительности аксиально-поршневого насоса и собирать точные результаты испытаний производительности.

На основе разработанной системы оценки всесторонних характеристик, испытанный насос был проанализирован с использованием результатов моделирования и тестирования, а также исследования с места применения, а также было разработано оценочное программное обеспечение для упрощения процесса анализа и расчета.Результат оценки был в основном идентичен фактическому использованию, который показал, что система может оценивать производительность поршневого насоса всесторонне и объективно.

В этом исследовании была разработана система оценки всесторонних характеристик аксиально-поршневого насоса на основе AHP, которая имела фактическое значение для проектирования конструкции, производства и применения аксиально-поршневого насоса в полевых условиях. На практике система оценки должна быть настроена в соответствии с моделью испытываемого насоса и конкретными требованиями для получения точных результатов оценки.

Доступность данных

Результаты моделирования, тестирования производительности и расчета представлены на рисунках статьи; поэтому данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 51674155), Проектом развития инновационной группы Министерства образования (грант №IRT_16R45), Фонд естественных наук провинции Шаньдун (грант № ZR2016EEM02) и Исследовательский проект постдокторантуры в Циндао (№ 2016120).

Поршневые насосы v Плунжерные насосы | Мойки высокого давления | Моечные машины | Сравнение | Проблемы | Подсказки

Вернуться к промывке под давлением Новости

Выберите насос, подходящий для вашей мойки высокого давления

Собираетесь ли вы использовать мойку высокого давления для систем высокого давления? Удаление масла и жира с бетонных или кирпичных стен? Удаление граффити с внешней стороны вашего здания? Чистите ваше промышленное оборудование?

Или, может быть, вы собираетесь использовать мойку высокого давления для систем с более низким давлением? Мыть стены вашего дома? Мыть семейную машину? Смывать грязь с детей на заднем дворе — ладно, это, вероятно, преступление, так что не делайте этого.Мягко моете крышу?

Различные типы насосов имеют разные области применения, для которых они лучше всего подходят. В приведенном ниже тексте описаны различия и сходства между типами насосов, а также различные области применения, для которых каждый из них лучше всего подходит.

В современных аппаратах для мытья под давлением используются в основном два типа насосов: плунжерные насосы и поршневые насосы.

Сходства поршневых и плунжерных насосов

По большей части эти два типа насосов работают одинаково.Оба являются поршневыми поршневыми насосами прямого вытеснения, которые втягивают воду через впускной клапан в камеру и выталкивают ее под давлением обратно через выпускной клапан. Эти клапаны спроектированы как односторонние, то есть впускной клапан открывается только при отрицательном давлении, а выпускной клапан — только при положительном давлении.

Большинство насосов плунжерного и поршневого типа имеют дуплексные или тройные варианты.

Насосы

Duplex имеют два поршня или плунжеры, а насосы Triplex — три.Это означает, что сдвоенные насосы должны двигаться быстрее, чтобы создавать те же уровни давления, что и тройные насосы, следовательно, их части изнашиваются быстрее и часто вызывают эффект пульсации.

Насосы

Triplex служат дольше, потому что каждый отдельный компонент должен выполнять меньше работы. Кроме того, поток воды от тройных насосов более постоянный, что еще больше снижает нагрузку на компоненты.

Как работает плунжерный насос

В плунжерных насосах

используется поршень возвратно-поступательного действия, который нагнетает воду под давлением и проталкивает ее через выпускной клапан.Плунжер обычно изготавливается из твердой керамики, которая очень прочна и устойчива к износу.

Плунжер прикреплен через шатун к ротору. Когда керамический поршень совершает возвратно-поступательное движение, он создает давление всасывания, вытягивая жидкость через впускное отверстие. Когда ротор вращается, плунжер опускается вниз, чтобы направить жидкость через выпускной клапан.

Уплотнение высокого давления насоса остается неподвижным, что позволяет использовать плунжерные насосы при гораздо более высоких давлениях, чем поршневые насосы.

Как работает поршневой насос

Подобно плунжерным насосам, поршневые насосы используют возвратно-поступательные поршни для повышения давления воды и проталкивания ее через выпускной клапан. Разница между поршневым и плунжерным насосами заключается в уплотнении высокого давления. В поршневом насосе уплотнение прикреплено к поршню и совершает возвратно-поступательное движение вместе с ним.

Из-за этого уплотнения поршневого насоса изнашиваются быстрее и не могут выдерживать такое высокое давление, как плунжерные насосы. По мере износа уплотнения моечная машина будет страдать от повышения давления, что приведет к ослаблению потока и неэффективной работе.

Диагностика проблем с мойкой высокого давления

Неисправность насоса редко является причиной неисправности мойки высокого давления. Основными причинами проблем с мойкой высокого давления являются системные ограничения, которые приводят к отказу насоса.

Если из наливного шланга или клапана не поступает достаточно воды в насос, всасывается воздух — это называется кавитацией. Когда эта смесь воды и пузырьков воздуха находится под давлением, она создает небольшие взрывы, повреждая насос и его компоненты.

Самый простой способ борьбы с кавитацией — установка качественного впускного клапана и фильтра.Это особенно верно, если источником на входе является резервуар для воды, в котором могут оседать и оседать многие более крупные частицы. Если вы используете твердые частицы, такие как песок, для очистки поверхности, убедитесь, что используете сетку фильтра подходящего размера, чтобы предотвратить засорение; Вы также должны убедиться, что ваша мойка высокого давления имеет достаточную мощность, чтобы песок не попал обратно в машину, что приведет к выходу насоса из строя.

Застрял? Пусть магазин Power Wash решит ваши проблемы

Существует множество возможных причин, объясняющих проблемы с насосом для мойки высокого давления, причем основной причиной является кавитация.

Другие причины включают (но не ограничиваются ими):

• Поцарапанные, поцарапанные или поврежденные поршень / плунжер
• Трещины или изношенные уплотнения
• Абразивные материалы в перекачиваемой жидкости
• Слишком высокая температура перекачиваемой жидкости
• Коленчатый вал сломан или треснул

При надлежащем уходе и регулярных проверках технического обслуживания ваш насос мойки высокого давления должен прослужить не меньше часа, на который он рассчитан согласно руководству пользователя.Как мы уже говорили, реальный отказ насоса редко является причиной проблемы, а скорее является ее результатом. Позвоните нам или заполните контактную форму со своими вопросами, и мы сделаем все возможное, чтобы дать вам правильный ответ.

Свяжитесь с представителями службы поддержки Power Wash Store, чтобы получить ответы на свои вопросы сегодня.

Вернуться к промывке под давлением Новости

.