Диплом 1 (1211063), страница 6
Текст из файла (страница 6)
насосы используются для перекачки множества сред, встречающихся в горной промышленности, включаяминеральные гидросмеси, обезвоженный сточный ил, каолиновые суспензии,фильтраты, цинковый шлам и буровые растворы.Эксцентриковые винтовые насосы имеют некоторые ограничения. Они неспособны работать “всухую” в течение длительного времени вследствие выделения тепла, вызванного взаимодействием ротора и статора. Изнашиваемыекомпоненты, особенно роторы и статоры, сложны для машинной обработки иотносительно дороги, и может оказаться непросто быстро заменить их (этойпроблеме уделено внимание в последних конструкциях, которые позволяютЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ33выполнять более простую разборку).
Насосы имеют большую площадь основания, особенно в многоступенчатом исполнении, предназначенном для высоких давлений нагнетания, что может затруднить их размещение на заводах.Так как эти насосы характеризуются вращающейся эксцентрической массой,то они имеют ограничения рабочей скорости примерно до 450 об/мин.1.6.Шестеренные насосыИмеются по существу три разных типа шестеренных насосов (хотя можнопоспорить, что винтовые насосы, эксцентриковые винтовые насосы и лопастные насосы являются простыми вариациями принципа шестеренного насоса).Этими типами являются шестеренные насосы с наружным зацеплением, шестеренные насосы с внутренним зацеплением и героторные насосы.
Последниепредставляют собой особый тип шестеренного насоса с внутренним зацеплением.Рисунок 1.13. Шестеренный насосЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ34История и принципы работыШестеренные насосы – это объемные насосы роторного типа, в которыхвзаимодействие двух шестерен, входящей в зацепление и не входящей в зацепление, создает насосные полости, которые продвигаются в корпусе насоса отвхода всасывания к выходу нагнетанию.Шестеренные насосы с наружным зацеплением содержат две идентичныхшестерни на параллельных валах. Одна соединена с мотором насоса и приводит в движение вторую шестерню.
Шестерни могут иметь различную геометрию, от простых прямозубых шестерен до косозубых и шевронных шестерен.Косозубые шестерни снижают пульсации потока на выходе насоса. Конструкции с шевронными шестернями сочетают преимущества косозубых шестерен с гидравлической компенсацией роторов, таким образом, снижая осевоедавление. Шестеренные насосы с наружным зацеплением могут иметь непосредственный привод, с уплотнением вала, предотвращающим утечку из насосной камеры, или магнитный привод для герметичного уплотнения.
Еслиперекачиваемый продукт затвердевает при низкой температуре, насос с рубашкой подогрева позволяет поднять температуру и поддерживать поток. Хотя насосы с наружным зацеплением обычно имеют ведомую вторую шестерню, были разработаны некоторые конструкции с синхронизирующей шестерней снаружи насосной камеры. Тогда шестерни не соприкасаются, как в роторных лопастных насосах.Шестеренные насосы с внутренним зацеплением содержат небольшуюшестерню, установленную на оси, смещенной от центра кругового корпуса насоса. Она приводится в движение большой кольцевой шестерней с зубами навнутренней окружности.
Серпообразный разделительный элемент в корпусенасоса заполняет промежуток между двумя шестернями.Героторные насосы также имеют два ротора, но без серпообразного разделительного элемента. Внутренняя шестерня приводит в движение наружнуюпромежуточную шестерню. Шестерниобычно имеют трохоидальную форму, сЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ35внутренней шестерней, имеющей на один зуб больше, чем наружная.Принцип работы шестеренных насосов известен в течение веков. В самомделе, первые шестеренные насосы с наружным зацеплением были теоретически описаны математиком и астрономом Йоганном Кеплером в конце 16-говека, а первые модели шестеренных насосов были изготовлены и продемонстрированы Николасом Гроллье де Сервиером в начале 17-го века. Героторыбыли описаны в принципе в 18-ом веке, но, подобно шестеренному насосу свнутренним зацеплением, их полезное применение началось в начале 20-го века. Создание современного шестеренного насоса с внутренним зацеплениемприписывается Йенсу Нильсену, который разработал новый насос в 1904 г.для дренажа известкового карьера в штате Айова, США.
Датский иммигрантзапатентовал свое изобретение и основал компанию Viking Pump, которая остается ведущим производителем шестеренных насосов, хотя теперь она входит в состав глобальной корпорации Idex.Область примененияШестеренные насосы являются довольно универсальными машинами, ноимеют некоторые ограничения, обусловленные малыми зазорами, контактамиметалл-металл и валами, проникающими в корпус насоса. Обычно они не подходят идеально для работы с твердыми частицами, и лучше всего работают сосмазывающими жидкостями.Шестеренные насосы с наружным зацеплением работают при высокихскоростях и могут работать при высоких давлениях, что делает их пригодными для использования в гидравлических системах, и это является их главнойобластью применения (см.
таблицу 8). Они также широко используются дляэкструзии полимеров, в производстве синтетических волокон и в широкомдиапазоне применений для перекачки.Шестеренные насосы с внутренним зацеплением работают при низкихЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ36давлениях и не имеют преимущества в том, чтобы оба вала опирались на подшипники с обеих сторон. Обычно они используются для перекачки жидкостей.Они способны справиться с любой вязкостью, что делает их идеально пригодными для нефтяного топлива и смазочных масел.Героторы широко используются в автомобильной промышленности дляпростых топливных и смазочных насосов.Технические разработкиПринципы работы шестеренных насосов имеют давние корни, и имеетсяотносительно небольшой простор для конструкторских модификаций, чтобыможно было сделать различия между разными насосами. Единственной значительной конструкторской разработкой за последние годы стали магнитныеприводы, и теперь они широко используются рядом производителей.Главными областями дифференциации являются материалы конструкциии точность изготовления деталей.
Для изготовления шестерен, а также боковин для шестеренных насосов, используется порошковая металлургия. Процесс заключается в сжатии металлического порошка в форме с последующимспеканием для образования твердого компонента требуемой формы. Этоуменьшает машинную обработку и обеспечивает производство равномерныхдеталей с тщательно контролируемым составом.
При этом уменьшаются отходы, и становится возможным использовать новые материалы. Этот метод широко используется в масляных насосах в автомобильной промышленности.Современные материалы помогают обеспечить для шестеренных насосовновые области применения. Использование керамических пластин для компенсации износа и современных материалов для подшипников, таких как карбид вольфрама, расширило пределы возможностей для шестеренных насосов,увеличивая срок службы и обеспечивая возможность работы с абразивнымиматериалами. Для расширения диапазона применений до работы с коррозионЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ37ными средами также использовались неметаллические материалы. Например,компания Micropump для своих небольших шестеренных насосов с наружнымзацеплением и с магнитным приводом использует шестерни, изготовленные изматериалов PPS, PEEK, PTFE или углерода/графита.
Компания Witte Pumps,Германия, создала специальный полностью керамический шестеренный насосдля перекачки сильно коррозионных сред при температуре 550°C. Дальнейшиеразработки в технологии материалов в будущем позволят использовать шестеренные насосы даже в более жестких условиях.На основании вышеизложенного можно сделать заключение, что применение шланговых насосов набирает большие темпы. Не смотря на достоинства, перистальтические насосы имеют ряд недостатков. Задачей данного дипломного проекта является попытка разработки шлангового насоса для перекачивания абразивных густых шламов и паст, лишенного определенных недостатков, что обусловлено его инновационной конструкцией.ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ382. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ2.1.
Назначение и принцип работы разрабатываемого устройстваНазначением разрабатываемого насоса является использование в качествезамены существующих конструкций шланговых насосов в таких областяхпромышленности, как рудообогатительная и строительная, для обеспеченияподачи высокоабразивных густых жидкостей и паст. Ожидаемыми преимуществами над имеющимися конструкциями должно стать многократное увеличение срока службы шланга насоса и уменьшение пульсации потока на выходе.Основная идея разработанного принципа действия и конструкции состоит втом, что при определенном сочетании таких факторов, как высокие вязкостьжидкости и требуемая подача, появляется некоторая четко прослеживаемаязависимость между степенью перекрытия сечения, длины рабочей частишланга и эффективность насоса по давлению на выходе.
Иначе говоря, длядостаточно густых жидкостей и достаточно высоких подач (что и требуется вуказанных областях применения), появляется обратная зависимость между рабочей длиной шланга и степенью перекрытия сечения при постоянном выходном давлении. При этом, можно при проектировании насоса пойти классическим путем с малой рабочей длиной, но полным перекрытием сечения, сопряженным с его ускоренным износом, а можно, увеличив рабочую длину, перекрывать сечение не полностью, а только частично, что существенно увеличитсрок службы изнашиваемого элемента насоса – шланга. В ходе работы надпроектом была разработана конструкция шлангового насоса с регулируемойстепенью перекрытия просвета шланга и планетарным приводным редуктором, благодаря которому насос устанавливается непосредственно на фланецэлектродвигателя.Классическая конструкция шлангового насоса показана на рисунке 2.1,Конструкция разработанного насоса - на рисунках 2.2-2.ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ39Рисунок 2.1.
Классическая конструкция шлангового насоса WatsonMarlowРисунок 2.2. Общий вид разработанного насоса в сборе с электродвигателемЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ40Рисунок 2.3. Конструкция разработанного шлангового насосаРисунок 2.4. Элементы конструкции насосаЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ41Рисунок 2.5. Элементы конструкции насосаРисунок 2.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
