Гидронасос

Расход жидкости в шестеренчатом насосе с внешним зацеплением

Гидравлические насосы используются в системах гидропривода и могут быть гидростатическими или гидродинамическими. Гидравлический насос - это механический источник энергии, который преобразует механическую энергию в гидравлическую энергию ( гидростатическую энергию, т.е. поток, давление). Он генерирует поток с мощностью, достаточной для преодоления давления, вызванного нагрузкой на выходе из насоса. Когда гидравлический насос работает, он создает разрежение на входе насоса, которое выталкивает жидкость из резервуара во входную линию к насосу и механическим воздействием доставляет эту жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее поступать в гидравлическую систему. Гидростатические насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения.в то время как гидродинамические насосы могут быть насосами с постоянным рабочим объемом, в которых объем (расход через насос за один оборот насоса) не может регулироваться, или насосы с регулируемым объемом , которые имеют более сложную конструкцию, которая позволяет регулировать объем. Гидродинамические насосы чаще встречаются в повседневной жизни. Все гидростатические насосы различных типов работают по принципу закона Паскаля .

Зубчатый насос с наружными зубьями, обратите внимание на направление вращения шестерен.

Типы гидравлических насосов [ править ]

Шестеренные насосы [ править ]

Шестеренчатый насос с внутренними зубьями

Шестеренные насосы (с наружными зубьями) (фиксированного рабочего объема) - простые и экономичные насосы. Рабочий объем или рабочий объем шестеренчатых насосов гидравлики составляет от 1 до 200 миллилитров. У них самый низкий объемный КПД ( ) из всех трех основных типов насосов (шестеренчатых, лопастных и поршневых насосов) ^[1]${\ displaystyle \ eta _ {v} \ около 90 \%}$Эти насосы создают давление за счет зацепления зубьев шестерни, заставляя жидкость вокруг шестерен создавать давление на выходной стороне. Некоторые шестеренчатые насосы могут быть довольно шумными по сравнению с другими типами, но современные шестеренчатые насосы очень надежны и намного тише старых моделей. Частично это связано с конструкциями, включающими разрезные шестерни, зубья косозубой шестерни и профили зубьев с более высокой точностью и качеством, которые зацепляются и расцепляются более плавно, уменьшая пульсацию давления и связанные с этим проблемы. Еще одним положительным признаком шестеренчатого насоса является то, что катастрофические поломки случаются гораздо реже, чем у большинства других типов гидравлических насосов. Это связано с тем, что шестерни постепенно изнашивают корпус и / или основные втулки, постепенно снижая объемный КПД насоса, пока он не станет практически бесполезным.Это часто происходит задолго до износа и приводит к заклиниванию или поломке устройства.

Героторное (изображение не показывает впускной или выпускной)

Пластинчато-роторные насосы [ править ]

Пластинчатый насос с фиксированным рабочим объемом

Роторно-пластинчатый насос - это поршневой насос, состоящий из лопастей, установленных на роторе, который вращается внутри полости. В некоторых случаях эти лопатки могут иметь переменную длину и / или быть натянутыми для поддержания контакта со стенками при вращении насоса. Критическим элементом конструкции лопастного насоса является то, как лопатки прижимаются к корпусу насоса и как концы лопастей находятся в контакте. обработан именно в этот момент. Используются несколько типов «выступов», основная цель которых - обеспечить плотное уплотнение между внутренней частью корпуса и лопаткой и в то же время минимизировать износ и контакт металла с металлом. Вытеснение лопатки из вращающегося центра в направлении корпуса насоса осуществляется с помощью подпружиненных лопаток или, что более традиционно, лопаток, нагружаемых гидродинамически (через жидкость в системе под давлением).

Винтовые насосы [ править ]

Принцип винтового насоса (Saugseite = всасывание, Druckseite = выход)

Винтовые насосы (фиксированного рабочего объема) состоят из двух винтов Архимеда, которые входят в зацепление и заключены в одной камере. Эти насосы используются для высоких потоков при относительно низком давлении (макс. 100 бар (10 000 кПа)). ^{[ требуется пояснение ]} Они использовались на борту судов, где гидравлическая система постоянного давления проходила через все судно, особенно для управления шаровыми клапанами ^{[ требуется пояснение ],} но также для помощи в управлении рулевым механизмом и другими системами. Преимущество винтовых насосов - низкий уровень шума этих насосов; однако КПД невысокий.

Основная проблема винтовых насосов заключается в том, что сила гидравлической реакции передается в направлении, которое в осевом направлении противоположно направлению потока.

Есть два способа решить эту проблему:

1. под каждый ротор поставить подпятник;
2. создать гидравлический баланс, направив гидравлическое усилие на поршень под ротором.

Типы винтовых насосов:

1. одинарный конец
2. двойной конец
3. одинарный ротор
4. многороторный синхронизированный
5. многороторный безвременной.

Насосы с гнутой осью [ править ]

Насосы с гнутой осьюаксиально-поршневые насосы и двигатели, работающие по принципу изогнутой оси, с фиксированным или регулируемым рабочим объемом, существуют в двух различных основных конструкциях. Принцип Тома (инженер Ханс Тома, Германия, патент 1935 г.) с максимальным углом 25 градусов и принцип Вальмарка (Гуннар Аксель Вальмарк, патент 1960 г.) со сферическими поршнями за одно целое со штоком поршня, поршневыми кольцами и максимальным 40 градусов между осевой линией карданного вала и поршнями (Volvo Hydraulics Co.). У них лучший КПД среди всех насосов. Хотя, как правило, наибольший рабочий объем составляет приблизительно один литр за оборот, при необходимости может быть построен двухлитровый насос рабочего объема. Часто используются насосы с переменной производительностью, чтобы можно было тщательно регулировать поток масла. Эти насосы в целом могут работать при рабочем давлении до 350–420 бар в непрерывном режиме.

Линейные аксиально-поршневые насосы [ править ]

Используя различные методы компенсации, тип этих насосов с переменным рабочим объемом может непрерывно изменять расход жидкости за оборот и давление в системе в зависимости от требований к нагрузке, настроек отсечки максимального давления, управления мощностью / соотношением и даже полностью электропропорциональных систем, не требуя других входных данных. чем электрические сигналы. Это делает их потенциально очень энергосберегающими по сравнению с другими насосами с постоянным потоком в системах, где скорость вращения первичного двигателя / дизеля / электродвигателя постоянна, а требуемый расход жидкости непостоянен.

Радиально-поршневые насосы [ править ]

Радиально-поршневой насос представляет собой разновидность гидравлического насоса. Рабочие поршни проходят в радиальном направлении симметрично вокруг приводного вала, в отличие от аксиально-поршневого насоса.

Гидравлические насосы, формулы расчета [ править ]

Flow [ править ]

${\ displaystyle Q = n \ cdot V _ {\ text {stroke}} \ cdot \ eta _ {\ text {vol}}}$

где

• ${\ displaystyle \ scriptstyle Q}$, расход (м ³ / с)
• ${\ displaystyle \ scriptstyle n}$, частота хода (Гц)
• ${\ displaystyle \ scriptstyle V _ {\ text {stroke}}}$, ударный объем (м ³ )
• ${\ displaystyle \ scriptstyle \ eta _ {\ text {vol}}}$, объемный КПД

Мощность [ править ]

${\ displaystyle P = {n \ cdot V _ {\ text {stroke}} \ cdot \ Delta p \ over \ eta _ {\ text {mech}}}}$

где

• ${\ displaystyle \ scriptstyle P}$, мощность (Вт)
• ${\ displaystyle \ scriptstyle n}$, частота хода (Гц)
• ${\ displaystyle \ scriptstyle V _ {\ text {stroke}}}$, ударный объем (м ³ )
• ${\ displaystyle \ scriptstyle \ Delta p}$, перепад давления на насосе (Па)
• ${\ displaystyle \ scriptstyle \ eta _ {\ text {mech, hydr}}}$, механический / гидравлический КПД

Механическая эффективность [ править ]

${\displaystyle n_{\text{mech}}={T_{\text{theoretical}} \over T_{\text{actual}}}\cdot 100\%}$

где

• ${\displaystyle \scriptstyle n_{\text{mech}}}$, КПД механического насоса в процентах
• ${\displaystyle \scriptstyle T_{\text{theoretical}}}$, теоретический крутящий момент для привода
• ${\displaystyle \scriptstyle T_{\text{actual}}}$, фактический крутящий момент для привода

Гидравлический КПД [ править ]

${\displaystyle n_{hydr}={Q_{actual} \over Q_{theoretical}}\cdot 100\%}$

где

• ${\displaystyle \scriptstyle n_{hydr}}$, КПД гидронасоса
• ${\displaystyle \scriptstyle Q_{theoretical}}$, выход теоретического расхода
• ${\displaystyle \scriptstyle Q_{actual}}$, выход фактического расхода

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме шестеренчатого насоса .

• Описание шестеренчатого насоса с внешним зацеплением
• Описание шестеренчатого насоса с внутренним зацеплением

Викискладе есть медиафайлы по теме механической эффективности .

• Описание механической эффективности
• Описание гидравлического КПД