Краткая историческая справка

Работа выполнена Работа принята

Шестеренный насос с прямозубыми шестернями

Пластинчатый насос двукратного действия

Пластинчатый насос однократного действия

Аксиально-поршневой насос с наклонным цилиндровым блоком

Аксиально-поршневой насос с наклонной шайбой

Радиальный роторно-поршневой насос

Схемы установок

ИУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ РОТОРНЫХ НАСОСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАБОЧЕГО ОБЪЕМА

Студента _________________

___________________________ __________________________

Подпись руководителя _________________

Насосами называют гидравлические машины, предназначенные для перемещения капельных жидкостей. История их создания уходит за пределы нашей эры. Первые упоминания о существовании приспособлений для перемещения жидкостей относятся к III-II векам до нашей эры. Первый пожарный насос для пожарных целей был изобретен примерно за 120 лет до нашей эры древнегреческим механиком из Александрии Ктесибием (ученик Герона). Насос имел два деревянных цилиндра, нагнетательный и всасывающие клапаны, уравнительный воздушный колпак, т.е. практически все конструктивные элементы, которые сохранились в современных поршневых насосах.

Изобретение в XVIII веке парового двигателя поступательного действия привело к распространению гидравлических машин. В России первые пожарные насосы были выпущены в 1863 году машиностроительным заводом акционерного общества Густав Лист. Их мощность составляла 11 кВт (15 л.с.). Со второй половины XIX века началось широкое распространение гидравлических машин с вращающимся рабочим колесом. Первая идея использования центробежных сил для перемещения воды принадлежит Леонардо да Винчи (1452-1519 г.г.). Позднее были предложены различные конструкции центробежных насосов Жозефом Бланко (1566-1624 г.г.), А.Раммели - 1584 г. и Д.Папена - 1698 г.

В 1848 году Аппольд (Англия) впервые сконструировал центробежный насос с загнутыми назад лопастями. В 1846 году Джонсон (США) предлагает использовать центробежный насос с несколькими рабочими колесами. В нашей стране приоритет в изобретении первых центробежных насосов принадлежит русскому военному инженеру А.А.Саблукову (1783-1857 г.г.), который в 1835 г. применил свой центробежный насос вентилятор для проветривания Чигирского рудника на Алтае, а в 1840 г. приспособил свои механизмы для перекачки воды. В 1898 г. В.А.Пушечников изобрел первый глубинный центробежный насос артезианского типа.

Важную роль в развитии соответствующих отраслей науки и техники сыграли труды таких отечественных ученых, как Леонард Эйлер и Н.Е.Жуковский. Так членом Российской Академии наук Леонардом Эйлером (1707-1783 г.г.) была разработана струйная теория центробежного насоса. Н.Е.Жуковским была создана теория гребного винта, являющаяся основой расчета осевых насосов и вентиляторов. Сегодня насосы находят очень широкое применение во всех отраслях техники. Пожарный насос является одним из основных агрегатов в конструкции пожарных автоцистерн, автонасосов, мотопомп и некоторых других пожарных автомобилей и служит для подачи воды или других огнетушащих веществ к месту тушения пожаров.

Классификация насосов

Классификация насосов - это сложная и не однородная задача. Насосы классифицируются по ряду признаков: принципу действия, конструктивному исполнению, назначению, отраслевому применению, величине подачи и напора и т.д. Она регламентирована ГОСТ 17398-72. Насосы. Термины и определения. Наиболее общей классификацией насосов является классификация по принципу действия. Согласно ГОСТу насосы подразделяются по данному признаку на две группы: динамические и объемные.

В динамических насосах перемещение жидкости осуществляется за счет давления на нее при одновременном изменении объема камеры, в которой находится эта жидкость.

Динамические насосы подразделяются на лопастные, насосы трения и инерции.

Лопастными называют насосы, в которых жидкость перемещается за счет энергии, передаваемой ей при обтекании лопастей рабочего колеса. Эти насосы объединяют две основные группы насосов: центробежные и осевые.

В насосах трения и инерции жидкость перемещается под действием сил трения и инерции. Данная группа включает насосы: дисковые, вихревые, червячные и другие.

Среди насосов этой группы выделяют насосы без движущихся частей (без учета клапанов): струйные, гидравлические тараны, вытеснители, эрлифты.

Группа объемных включает насосы возвратно поступательного действия, в которую входят поршневые, плунжерные, диафрагменные и роторные насосы, объединяющие шестеренные, пластинчатые, винтовые и подобные им насосы.

Конструкции насосов весьма разнообразны. Однако в пожарной технике находят применение лишь ограниченное число представителей различных групп насосов. Поэтому приводить здесь полную классификацию насосов по другим признакам не представляется необходимым. Наибольшее применение в пожарной технике нашли следующие насосы: центробежные, струйные, шестеренные, шиберные и шиберно-роликовые, водокольцевые, поршневые, плунжерные и диафрагменные.

Принцип работы насосов, их достоинства, недостатки

и область применения в пожарной технике.

Центробежный насос. Имеет улиткообразный корпус, внутри которого располагается рабочее колесо с лопастями. При вращении колеса поступающая в осевом направлении в корпус жидкость закручивается лопастями и под действием возникающей центробежной силы выходит в напорный патрубок насоса. Эти насосы просты по конструкции, обладают незначительным износом, так как количество сопряженных трущихся деталей мало. Насосы могут работать на относительно загрязненных жидкостях. Они не требуют сложного обслуживания. Могут работать при закрытом напорном патрубке, т.е. "сами на себя".

Данный фактор является весьма важным, так как в случае перекрытия напорного патрубка на требуется осуществлять остановку насоса. При тушении пожаров такое условие возникает достаточно часто. Особенно это ценно для зимнего периода работы на пожаре, поскольку работа насоса "на себя" при закрытом напорном патрубке снижает вероятность замерзания воды в насосе. Наряду с этим, центробежные насосы обладают одним из тех существенных недостатков как неспособность самостоятельного подсасывания жидкости в начальный период работы насоса без предварительного его заполнения, т.к. масса воздуха мала и его движение под действием центробежных сил практически не происходит. Вторым существенным недостатком данных насосов является срыв подачи жидкости в случае попадания воздуха во всасывающую рукавную линию.

В пожарной технике центробежные насосы нашли наибольшее применение. Это основные насосы пожарных машин. Они устанавливаются на автонасосах и автоцистернах, мотопомпах и другой технике. Они также применяются в системах охлаждения автомобильных двигателей с жидкостными системами.

Струйный насос. Насос имеет насадок с соплом, диффузор и камеру. Рабочая жидкость подводиться к насадку. На выходе из сопла жидкость, обладая запасом кинетической энергии, имеет максимальную скорость. Увеличение скорости потока рабочей жидкости приводит к уменьшению давления в струе и камере ниже атмосферного. Эжектируемая жидкость под действием атмосферного давления поступает в камеру и уносится струей рабочей жидкости в диффузор, где скорость потока уменьшается, а напор увеличивается.

Это позволяет осуществлять подачу жидкости на определенное расстояние. Струйные насосы более просты по конструкции чем даже центробежные. В данных насосах полностью отсутствуют сопряженные движущиеся детали. Такие наосы долговечны, могут перекачивать загрязненные жидкости. Насосы не требуют предварительного заполнения рабочей жидкостью. Насосы могут обеспечивать подачу жидкости из небольших и не глубоких источников. Наряду с этим, для обеспечения работы таких насосов необходим определенный запас рабочей жидкости и ее подача под давлением к струйному насосу. Струйные насосы не могут работать при закрытом напорном патрубке за диффузором. При работе со струйным насосом на пожаре это означает, что на рукавной линии за струйным насосом не должно быть заломов или резких перегибов. Насосы обеспечивают лишь ограниченную подачу, соответствующую коэффициенту эжекции конкретной конструкции струйного насоса.

В пожарной технике они нашли достаточно широкое применение в качестве вакуум-аппаратов к центробежным насосам на автонасосах, автоцистернах, прицепных мотопомпах МП-1600А и переносных мотопомпах. Они применяются в гидроэлеваторах Г-600, приспособлениях для уборки пролитой воды и т.д.

Шестеренный насос. В открытом с двух сторон корпусе располагается с минимальным торцевым зазором пара сцепленных между собой шестерен. Зубья шестерен при вращении захватывают жидкость и переносят ее со стороны всасывания в сторону нагнетания. Эти насосы достаточно просты по конструкции, не требуют предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью.

Наряду с этим они имеют большие внутренние потери из-за наличия трущихся деталей, обладают повышенным износом, требуют обязательной смазки шестерен после работы, не могут работать на загрязненных жидкостях, имеют достаточно большую металлоемкость.

Насосы не могут работать "сами на себя", т.е. при закрытом напорном патрубке. Это вызывает необходимость установки редукционного клапана между напорной и всасывающей полостями. Несмотря на наличие таких недостатков шестеренные насосы находят применение в качестве самостоятельных пожарных насосов для подачи воды, особенно в сельской местности как навесные на тракторах, автомобилях и другой технике, приспосабливаемой для целей пожаротушения. Широко применяются эти насосы в системах смазывания автомобилей, тракторов и другой технике.

Шиберные и шиберно-роликовые насосы. В цилиндрическом корпусе эксцентрично расположен ротор со свободно вставленными в его пазы пластинами или роликами. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора, пластины (ролики) прижимаются к внутренней поверхности корпуса и захватывают жидкость во всасывающей полости, вытесняют ее в нагнетательную полость. Обратное протекание жидкости предотвращается ввиду минимального зазора между корпусом и расположенным в нем ротором. Для забора и подачи жидкости данный насос не требует предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью, достаточно прост по конструкции. Однако в данном насосе имеются сильно изнашиваемые детали, что требует обязательной заливки моторного масла в корпус для смазывания корпуса и шиберов, насос не может работать на загрязненных жидкостях, не может работать "сам на себя".

В связи с наличием столь больших недостатков шиберные и роликовые насосы в качестве самостоятельных пожарных насосов не применяются. Они нашли применение в качестве вакуум-аппаратов к центробежным наосам на ПН-60 и мотопомпах МП-600А

Наряду с этим они широко используются в гидроусилителях рулевого управления автомобилей и как топливоподкачивающие насосы в системах питания дизельных двигателей и т.д.

Водокольцевой насос. Ротор данного насоса, также как и в шиберном насосе, размещен эксцентрично в корпусе и имеет радиальные лопатки, жестко связанные с ротором. В одной из торцевых крышек корпуса имеются всасывающая и нагнетательные полости. Корпус насоса предварительно заполняется водой. При вращении ротора вода отбрасывается к периферии корпуса, образуя водяное кольцо равномерной толщины. Между ротором и данным водяным кольцом создается замкнутое пространство. В связи с этим при вращении ротора с одной стороны рабочий объем между лопатками ротора увеличивается, с другой - уменьшается, тем самым происходит всасывание и нагнетание. По сравнению с шиберно-роликовыми насосами данный насос имеет меньше изнашиваемых деталей, может работать на загрязненной воде, может работать "сам на себя".

Однако он имеет весьма существенный недостаток – нуждается в предварительной заливке перекачиваемой жидкостью. В связи с этим в пожарной технике в качестве самостоятельных пожарных насосов водокольцевые насосы применения не нашли. Есть попытки использовать их в качестве вакуум-аппаратов.

Поршневой насос. Состоит из рабочей камеры со всасывающим и напорными клапанами и цилиндра с поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. При движении поршня в одну сторону жидкость через открывшийся клапан всасывается, а при движении в другую нагнетается. Достоинством поршневых насосов является высокий КПД, возможность создания больших давлений и практическая независимость подачи от противодавления. Наряду с этим поршневые насосы обладают большим износом из-за наличия трущихся деталей, чувствительны к чистоте перекачиваемой жидкости, имеют неравномерность подачи. В настоящее время поршневые насосы как самостоятельные пожарные насосы для подачи огнетушащих веществ не применяются. Однако в пожарной технике находят широкое применение, особенно в автоподъемниках и автолестницах.

Диафрагменные насосы по принципу действия близки к поршневым насосам. Роль поршня в них выполняет жесткий диск, закрепленный в центре гибкой мембраны. Такие насосы развивают небольший напор и могут осуществлять дозированную подачу. Как самостоятельные пожарные насосы для подачи огнетушащих веществ не применяются. Находят применение в системах питания карбюраторных двигателей, в насосах для водоотлива при производстве строительных работ и т.п.

Центробежные насосы.

Дата добавления: 2015-07-02