Методы регулирования насосов

 

Один из самых старых и испытанных способов, до сих пор применяемый благодаря своей простоте - дроссельное регулирование. Суть этого способа сводится к тому, что регулирование производится путем изменения геометрии напорного трубопровода, например, частичным перекрыванием задвижки или другой арматуры. Данный способ не выдерживает критики, поскольку расход энергии на работу насоса остается прежним и увеличивается давление внутри корпуса. Соответственно, уменьшается полезная мощность насоса.

 

Еще один из методов предлагает возврат жидкости из напорного трубопровода во всасывающий, что опять же, влечет снижение коэффициента полезного действия насосной установки. Данный способ предусматривает возможность автоматической регулировки, например, установкой на стороне высокого давления заранее отрегулированных клапанов, выполняющих при необходимости сброс жидкости.

 

Иногда применяют способ, при котором в нагнетательный трубопровод подается воздух, что влечет уменьшение подачи и напора насоса. Однако данный способ также экономически неэффективен, поскольку насосы работают почти "в холостую" из-за измененных кавитационных свойств, а из-за специфичности устройства некоторых насосов данный способ не всегда приемлем.

Наиболее приемлемым в экономическом отношении является метод изменения характеристик насоса путем изменения частоты вращения вала.

Механизм компенсации торцевых и радиальных утечек

Для уменьшения торцевых утечек вал-шестерни устанавливают в корпусе на специальных плавающих втулках, положение которых друг относительно друга фиксируется лысками и проволокой. Плавающие втулки прижимаются к шестерням вал-шестерн за счет давления рабочей жидкости, подаваемой к их торцам в полостях. По мере износа торцов шестерен и втулок зазор между ними, а следовательно, и торцевые утечки остаются минимальными (так называемая гидравлическая компенсация торцевых зазоров). Чтобы уменьшить радиальные утечки, -стремятся сделать минимальный зазор между шестернями и корпусом насоса. Резиновые кольца и манжетные уплотнения предотвращают утечку жидкости из корпуса насоса.

Гидромоторы и поворотные двигатели

Гидравлические двигатели предназначены для преобразования гидравлической энергии (подача, давление) в механическую (крутящий момент, частоту вращения).

Шестеренные гидромоторы

Шестеренные гидромоторы конструктивно схожи с шестеренными насосами (см. статья 2), отличие состоит в наличии линии отвода рабочей жидкости из зоны подшипников. Это необходимо для обеспечения реверсивности гидромотора

ГИДРОАППАРАТЫ.

Гидроаппаратами называются устройства, предназначенные для изменения или поддержания заданных параметров потока рабочей жидкости (давления, расхода) либо изменения направления движения. По характеру выполнения своих функций все гидроаппараты делятся на регулирующие и направляющие.

Регулирующий — это гидроаппарат, в котором изменение соответствующего параметра потока рабочей жидкости происходит путем частичного изменения проходного сечения в нем.

Направляющий — это гидроаппарат, который изменяет направление потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного перекрытия проходного сечения в нем.

Под проходным сечением гидроаппарата понимается сечение потока, площадь которого определяет расход рабочей жидкости, проходящей через гидроаппарат.

Основным элементом гидроаппаратов является запорно-регулирующий элемент — деталь (или группа деталей), при перемещении которой частично или полностью перекрывается проходное сечение гидроаппарата. По конструкции запорно-регулирующего элемента гидроаппараты делятся на:

– золотниковые, в которых запорно-регулирующим элементом является цилиндрический или плоский золотник;

– крановые, в которых запорно-регулирующим элементом является плоский, цилиндрический, конический или сферический кран;

– клапанные, в которых запорно-регулирующим элементом является шариковый, конусный, игольчатый или плоский клапан.

Гидроаппараты бывают регулируемые и настраиваемые.

Регулируемый — это гидроаппарат, характеристики которого (проходное сечение, поджатие пружины и др.) могут быть изменены по сигналу извне во время работы гидросистемы.

Настраиваемый — это гидроаппарат, характеристики которого могут быть изменены только в условиях неработающей гидросистемы. Для этого, как правило, требуется разборка гидроаппарата.

На принципиальных и полуконструктивных схемах гидроаппаратов (ГОСТ 24242 — 80) их присоединительные отверстия обозначают буквами латинского алфавита: Р — отверстие для подвода рабочей жидкости под давлением; А и В — отверстия для присоединения к другим гидравлическим устройствам; Т — отверстие для отвода рабочей жидкости в бак; Х и Y— отверстия для потоков управления; L — отверстие для дренажного отвода жидкости.

К основным параметрам гидроаппаратов относятся:

– условный проход D_y — это диаметр такого условного отверстия, площадь которого равна максимальному значению площади проходного сечения гидроаппарата;

– номинальное давление р_ном — это наибольшее давление рабочей жидкости в подводимом потоке, при котором гидроаппарат должен работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением своих параметров в пределах установленных норм;

– номинальный расход Q_ном — это расход жидкости с определенной вязкостью, проходящей через гидроаппарат, при котором он выполняет свое назначение с сохранением параметров в пределах установленных норм;

– характеристика гидроаппарата — это зависимость (обычно графическая), определяющая работу гидроаппарата.

Выбор конкретного гидроаппарата для гидросистемы делают по размеру условного прохода D_y, проверяя при этом соответствие расчетных значений максимального рабочего расхода жидкости через гидроаппарат и максимального рабочего давления паспортным данным гидроаппарата. Все гидроаппараты, использующиеся в объемных гидроприводах, можно разделить на три основных класса: гидравлические дроссели (гидродроссели), гидравлические клапаны (гидроклапаны) и гидравлические распределители (гидрораспределители).