Устройство аксиально поршневого насоса

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

аксиально поршневой насос принцип работы

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

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.

Устройство и принцип действия

поршневой насос принцип работы

Принцип действия прибора основан на вращении ведущего вала, действие которого передаётся на специальный цилиндрический блок

Подобное оборудование состоит из следующих узлов и деталей:

  • 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

устройство поршневого насоса

Аксиально-поршневое оборудование с наклонной шайбой. У таких приборов приводной вал соединён с цилиндрическим баком и закреплён на подшипниках

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

  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

принцип работы аксиально поршневого насоса

Основное преимущество таких приборов перед другими агрегатами состоит в том, что они могут функционировать при высоком давлении

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:

Добавить комментарий