Винтовые насосы. Винтовые насосы Принцип действия
Скачать 3.9 Mb.
|
Винтовые насосы Принцип действия: Перекачиваниежидкостипроисходитзасчётперемещения её вдоль оси винта в камере, образованной винтовыми канавками и поверхностью корпуса. Винты, входя винтовымивыступамивканавкисмежноговинта, создают замкнутое пространство, не позволяя жидкости перемещатьсяназад. Предназначены для перекачивания жидкостей различной степенивязкости, газаилипара, втомчислеиихсмесей. Этинасосымогутработатьпридавленияхдо 30 МПа Применениевнефтегазовойпромышленности: Одновинтовые насосы применяются для подъёма воды и нефти из скважин. В системах смазки насосных и газоперекачивающих агрегатов В технологических процессах нефтехранилищ и нефтебаз В гидроприводах машин и механизмов агрегатов для подземного и капитального ремонта скважин. Достоинства: Высокая равномерность подачи Минимум движущихся частей Отсутствие клапанов и сложных проточных каналов Меньшие габариты и вес Бесшумность работы Надежность Возможность перекачивать загрязненные жидкости и жидкости большой вязкости Способны транспортировать глинистые и цементные растворы, масла, пасты, кремы и другие неньютоновские жидкости. Возможность превращения в гидравлические двигатели Недостатки: сложность и высокая стоимость изготовления насоса; нерегулируемость рабочего объёма; нельзя пускать вхолостую без перекачиваемой жидкости, так как в этом случае повышается коэффициент трения деталей насоса и ухудшаются условия охлаждения; в результате насос может перегреться и выйти из строя. Основные параметры: КПД 80-90 % Подача 1,5..500 м3/ч Давление до 30 МПа Скорости вращения до 10000 об/мин Винтовые насосы обычно выполняют с одним, двумя, тремя и пятью винтами, при этом один винт ведущий, а остальныеведомые. Винты выполняют двухзаходными, они могут иметь прямоугольный, трапециидальный или циклоидальный профиль. Самые распространенные – трехвинтовые с циклоидальнымпрофилем. Напор насоса зависит от длины винтов: на 1 шаг t- 2..3 МПа Одновинтовыенасосы Конструктивная особенность – рабочий орган насоса (винт) находитсявпланетарномдвижении. Планетарное движение рабочих органов может быть осуществлено посредством установки между ними и приводным валом (корпусом) карданного вала с шарнирами, муфты, поворотногошарнира. Основными деталями насоса являются корпус 1, обойма 2, винт 3, универсальный шарнир Кардана – Гука 4 (или эксцентриковая муфта), приводной вал 5, подшипники 6 иуплотнения 7 Винтиобойма Винт однозаходный, круглого сечения, приводится во вращение от приводного вала при помощи карданногосоединения. Внутренняя полость обоймы изготовлена в виде двухзаходной винтовой поверхности с шагом в два разабольшим, чемувинта. Любое сечение винта представляет собой правильный круг радиуса R, центр которого О, сдвинут относительно оси винта 02 на величину эксцентриситетае Положения винта при вращении в сечении обоймы Рабочий объем насоса: q =8e Dt Действительная подача насоса: n Q =8eDt ηo 60 D – внешний диаметр винта, м e – эксцентриситет, м t – шаг винта, м n – частота вращения, мин-1 η≈ ÷o 0,75 0,85 – коэффициент подачи Схемы установки одновинтовых насосов для водоподьема: штанговые насосы с приводом, находящимся на поверхности; плавающие насосы, привод которых размещен непосредственно на поверхности жидкости, а рабочие органы погружены под уровень или подняты над ним в пределах высоты всасывания насоса; погружные насосы, гидравлическая часть и привод которых находится под уровнем жидкости. Двухвинтовые насосы Двухвинтовые насосы, как правило, имеют прямоугольный или трапециевидный профиль винтов. Такая конструкция винтов не позволяет, чтобы при вращении поверхность одного винта контактировала с поверхностью другого винта, поэтому между ними имеетсязазор. Из-за наличия зазора между камерами высокого и низкого давления эти насосы условно называют негерметичными. Для обеспечения синхронизации вращении двух винтов, при отсутствии между ними зацепления, в насосах применяется зубчатая передача, состоящая из двух одинаковых шестерен, посаженных на валы винтов. Подача двухвинтового насоса: Q D dD – внешний диаметр винта, м d – внутренний диаметр винта, м t – шаг винта, м n – частота вращения, мин-1 Трехвинтовые насосы Трехвинтовые насосы имеют один ведущий винт и два симметрично расположенных относительно него ведомых винта. Они имеют циклоидальный профиль зацепления. Сечение винтов в обойме Ведомые винты не производят полезной работы, а служат только в качестве уплотнений, препятствующих перетеканию жидкости из камеры нагнетания в камеру всасывания, и в процессе нормальной работы вращаются не в результате взаимодействия с ведущим винтом, а благодарядавлениюперекачиваемойжидкости. Так как функции ведомых винтов сводятся лишь к герметизации, тоониненагруженыкрутящиммоментоми отличаютсябольшойдолговечностью. Рабочий объем насоса: q a d= ⋅ 3 H a≈4,1 – коэффициент, зависящий от геометрии зацепления винтов (для стандартного насоса) dH – диаметр ведомого винта, м Подача насоса: 3 n Q a d= ⋅ H ⋅ ⋅ηo 60n – частота вращения, мин-1 η≈ ÷o 0,75 0,95 – коэффициент подачи |