Реверс потока жидкости как сделать

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

Гидросистема с регулируемым реверсивным насосом Система снабжена вспомогательным насосом 5, питающим систему регулирования управления подачи основного рабочего насоса, а также осуществляющим его подпитку. Эта схема отключается от рассмотренной выше тем, что отключение насоса 6 низкого давления осуществляется электрогидравлическим реле давления 7, подающим при заданном давлении сигнал на электромагнитный переключатель 1.

Как работает гидравлика?

Как читать гидравлические схемы

Гидравлическая линия подводится к закрашенному треугольнику. По окончании ускоренного перемещения насос 3 вручную или автоматически по сигналу давления отключается при помощи открытия перекрывного крана 4, после чего питание цилиндра 1 обеспечивается одним насосом 2, который является регулируемым.

Следует иметь в виду, что при открытии предохранительного клапана насос не переводится на холостую работу и давление на выходе из насоса остается высоким. В схеме предусмотрено соединение полостей цилиндра, для обеспечения чего применен утапливаемый с помощью упоров 4 на штоке цилиндра четырехходовой переключатель 5.

За насосом обязательно должен стоять предохранительный клапан КП настроенный на определённое давление в гидросистеме.

Скорость опускания регулируется с помощью дросселирования отводимой жидкости распределителем 2.

Часть жидкости через отверстие в поршне уйдет в линию слива. Выбор масла для конкретной гидросистемы зависит от- ее конструктивных особенностей, условий эксплуатации и диапазона эксплуатационных температур.

Соединение линий показывают точкой, а если линии пересекаются на схеме, но не соединены, место пересечения обозначают дугой.

Понимая принцип работы распределителя, вы легко сможете читать гидравлические схемы, включающие в себя этот элемент. Каждый из гидроцилиндров имеет собственное независимое устройство управления — гидрораспределители 6, 7 и 8.
Универсальное устройство (гидравлика три в одном)Hand mobile Hidraulik

2. Состав гидропривода на примере силовой головки агрегатного станка

Рекламные предложения:. Часто на схемах обратного клапана изображают пружину под шариком, обеспечивающую предварительное поджатие.

Пружина в таком клапане механически прижимает шарик к седлу, а существующее в трубопроводе давление действует на поверхность шарика. Во избежание ускоренного износа или поломки давление настройки предохранительного клапана не должно быть выше номинального давления насоса.

Редукционный клапан 7 также устанавливается на входе в распределитель 8, управляющий цилиндром 1. В левой позиции распределителя 4 жидкость поступает в левую полость гидроцилиндра 7, перемещая поршень вправо. Цилиндр двухстороннего действия имеет подводы в поршневую и штоковую полость.

Для уменьшения скорости наклона грузоподъемника назад и вперед в трубопроводах обеих полостей цилиндров наклона устанавливают дроссели. Распределители в зависимости от числа механизмов, которые приводятся в действие гидроцилиндрами от одного гидронасоса, могут быть односекционными, двухсекционными, трехсекционными и т. Это значение действительно только для технологически гладких труб с круговым сечением.

Перепад давлений перед клапаном и за ним обеспечивается открытием золотник и, следовательно, гидравлическими сопротивлениями жидкости, протекающей через золотник. Жидкость беспрепятственно течет по трубам до тех пор пока не встречает сопротивления. Система снабжена регулируемым насосом 6, а также предохранительным 5 и обратным 4 клапанами.

В средней позиции распределителя 4 напорная линия Я запирается, а оба отвода А и Б соединяются с баком 8, благодаря чему гидрозамок 5 запирает полости гидроцилиндра. Состав гидропривода В самом общем виде гидропривод состоит из источника гидравлической энергии — насоса, гидродвигателя и соединительной линии трубопровод. Сброс жидкости на слив из гидроаккумулятора блокируется обратным клапаном. Гидросистема с цилиндром одностороннего действия На рис.

Гидроприводы стационарных машин классифицируют по давлению, способу регулирования, виду циркуляции, методам управления и контроля. Аналогично работает и гидроцилиндр Ц2. При этом происходит реверс последнего, причем в конце хода цилиндра вступают в действие в той же последовательности предохранительный 5 и разгрузочный 6 клапаны, обеспечивающие повторение реверса поршня цилиндра.

Понимая принцип работы распределителя, вы легко сможете читать гидравлические схемы, включающие в себя этот элемент. При таком их положении масло от насоса через первую слева шейку золотника 1 поступает во внештоковую полость цилиндра 5, а из противоположной полости того же цилиндра через шейку золотника 2 и вторую шейку золотника 1 направляется в бак. В среднем положении распределителя 6, представленного на рис. При этом она нагревается и вязкость ее становится ниже оптимальной. Центробежные насосы , обычно изображают в виде окружности, в центр которой подведена линия всасывания, а к периметру окружности линия нагнетания: Объемные шестеренные, поршневые, пластинчатые и т.
Самодельная масло станция. (Hydraulic wood splitter.)

Я ИНЖЕНЕР, а мог бы зарабатывать деньги )))

Разгрузка насоса путем уменьшения давления жидкости на выходе из насоса достигается с помощью автомата разгрузки, который при рабочем давлении в системе всю жидкость от насоса направляет на слив в бак.

Распределитель Распределитель на гидросхеме показывается набором, квадратных окон, каждое из которых соответствует определенному положению золотника позиции.

Приложенное к толкателю усилие перемещает его вместе с редукционной пружиной и золотником вправо, и жидкость из напорной линии поступает к потребителю. Расположенный в конце трубопровода цилиндр 4 и является такого рода сопротивлением движению жидкости. В конце каждого хода поршня поворотного цилиндра 4 клапан 7 в результате повышения давления перепускает жидкость в линию 10 управления распределителем 2 и клапаном 11, перемещая их рабочие элементы.

Из схемы III видно, что золотник 2 снова включен, а золотник 1 отключен, но принимает участие в этом переходе. Подобная схема гидросистемы с реверсивным регулируемым насосом 2 и гидравлически управлением производительностью по положению поршня 9 сервопривода представлена на рис. Гидросистема имеет одну общую насосную станцию 1 и три гидроцилиндра 2, 3 и 4. Рекламные предложения:.

Пример выполнения гидравлической схемы Буквенные позиционные обозначения основных элементов гидравлической схемы: А — Устройство общее обозначение. Автоматический регулятор постоянной мощности. Рассмотрим пример. Выключение и включение насоса происходят автоматически.

На рис. Работа демпфера основана на вытеснении жидкости из замкнутой полости через калиброванное отверстие. Управление системой осуществляется автоматически действующим двухпозиционным распределителем 2 и разгрузочными клапанами последовательного включения 6 и 11 с управлением с помощью давления жидкости, перепускаемой предохранительными клапанами 5 и 7 в конце каждого хода поворотного поршня цилиндра.

Оборудование, материаловедение, механика и …

При резком увеличении подачи жидкости золотник вследствие инерции и трения открывается с запозданием, что вызывает выброс давления и вызванное этим забросом давления чрезмерное открытие золотника. Гидросистемы с регулируемым насосом и дросселем На рис. При работе насоса на систему золотник и клапан датчика закрыты, полость В сообщена через отверстие 5 в поршне и каналы в стержне с линией слива. В правой позиции распределителя 4 напорная линия Н соединяется с отводом Б и правой полостью гидроцилиндра 7 через обратный клапан 6.

Насосные станции используются чаще всего для создания давления в аварийных гидросистемах, поскольку насос имеет автономный привод. Изменив положение поршня 6 в распределителе, можно соединить трубопровод Р и В. Оставшееся положение показано в правом окне, соединены линии Р и А, В и Т. К функциональным символам относятся треугольники черный — гидравлика, белый — пневматика , различные стрелки, линии, пружины, дуги для дросселей , буква М для электромоторов.
Hydraulics[Гидравлика]

В ряде технологических процессов, вентиляции сооружений, туннелей, шахт необходимо изменять направление движения воздуха на обратное, то есть реверсировать течение. Если рассматривать известные типы вентиляторов, такие как осевые, радиальные, диаметральные, то реверсирование течения за счет изменения направления вращения колеса (и/или поворота лопаток колеса) может быть осуществлено только в осевых вентиляторах. В радиальных и диаметральных вентиляторах при изменении направления вращения колеса резко ухудшаются характеристики вентилятора, но направление движения воздуха не меняется, поэтому реверсирование течения может быть осуществлено только за счет системы обводных каналов. На российском рынке достаточно широко представлены общепромышленные и специальные осевые реверсивные вентиляторы как зарубежных, так и российских фирм. К сожалению, в рекламных материалах зачастую приводятся недостоверные аэродинамические характеристики. В настоящее время существует известный дефицит знаний в этой области, который и призвана заполнить настоящая статья.

Нормальным, или прямым считается преимущественное по времени течение, а реверсивным течением – обратное. Характеристикой реверсивности вентилятора является степень реверсивности R – отношение производительностей реверсивного и нормального течения при работе вентилятора на одну и ту же сеть. Реверсирование может быть аварийным (кратковременным) режимом, а может быть таким же стандартным, как и нормальный режим работы вентилятора. В первом случае вентилятор должен иметь большой КПД при нормальном течении, а при аварийном реверсивном режиме обеспечивать заданный минимальный расход (R = 50…60%) в пределах располагаемой мощности электродвигателя. Во втором случае вентилятор должен иметь высокую эффективность и примерно одинаковые производительности при нормальном/реверсивном режимах работы (R = 80…90%). Соответственно, требования к реверсивности вентилятора влияют на его конструктивное исполнение.

Схема течения при нормальном и реверсивном режимах в осевом вентиляторе с цилиндрическим корпусом, состоящим из колеса (схема К), приведена на рис. 1а, а вентилятора со спрямляющим аппаратом (схема К + СА) – на рис. 1б.

Осевые вентиляторы схемы: а) К; б) К + СА; в) вентилятор схемы К с конструктивно симметричной проточной частью; Н – нормальное течение; Р – реверсивное течение

Введем некоторые понятия, характеризующие реверсивные свойства осевых вентиляторов:

аэродинамически симметричное колесо (АСК) – колесо, аэродинамические характеристики которого при нормальном и реверсивном течении одинаковы;
конструктивно симметричный вентилятор (КСВ) – вентилятор, который имеет конструктивную симметрию проточной части корпуса (включая электродвигатель, стойки крепления и т.д.) относительно плоскости вращения колеса;
аэродинамически симметричный вентилятор (АСВ) – вентилятор, аэродинамические характеристики которого при нормальном и реверсивном течении одинаковы (составляющие АСВ: аэродинамически симметричное колесо и конструктивно симметричный вентилятор).

Обычные осевые вентиляторы общепромышленного исполнения не являются конструктивно симметричными относительно плоскости вращения колеса. В вентиляторах схемы К имеют место следующие отличия реверсивного течения от нормального:

поток натекает на электродвигатель, стойки крепления электродвигателя, затем обтекает втулку, имеющую острую кромку;
сохраняется закрутка потока на выходе из колеса.

В вентиляторах схемы К + СА при реверсивном течении к перечисленным выше добавляется влияние спрямляющего аппарата.

Схема КСВ приведена на рис. 1в. Конструктивной симметрией в большей или меньшей степени обладают струйные туннельные реверсивные вентиляторы, которые работают без сети воздуховодов, а на входе и выходе имеют входные коллекторы.

АСВ с цилиндрическим корпусом имеют одинаковые аэродинамические характеристики при нормальном и реверсивном режимах и, следовательно, степень реверсивности R = 100% при любых режимах работы. Положение несколько осложняется, если вентилятор используется на нагнетание (стоит на входе в вентиляционную систему) или на всасывание (в конце вентиляционной системы). Во втором случае для обеспечения нормальных условий входа при реверсировании течения он должен иметь входной коллектор. В обоих случаях наличие коллектора приводит к тому, что с точки зрения аэродинамики вентилятор работает на разные сети. При нормальном течении и реверсировании в сети имеют место разные аэродинамические потери из-за различия в условиях входа/выхода потока. Поэтому производительность АСВ в таких сетях, строго говоря, не будет одинаковой при нормальном течении и реверсировании.

Способы реверсирования течения

Способы реверсирования течения в осевых вентиляторах схемы К + СА схематично приведены на рис. 2 (схема К является частным случаем).

Способы реверсирования течения в осевых вентиляторах схемы К + СА

Cпособ I – реверсирование течения поворотом лопаток колеса на угол 180° с одновременным изменением направления вращения. При повороте лопаток колесо приобретает аэродинамическую симметрию. Если вентилятор состоит из одного колеса (схема К) и является КС, то вентилятор будет иметь на всех режимах степень реверсивности R = 100%. Это наиболее эффективный способ, так как лопатки при реверсировании работают абсолютно в таких же условиях, как и при нормальном течении.

Cпособ II – реверсирование изменением направления вращения без поворота лопаток колеса. Это наиболее простой и поэтому наиболее часто используемый способ реверсирования.

Cпособ III – реверсирование поворотом лопаток колеса на угол 180° – 2·θ_к (θ_к – угол установки лопаток колеса) без изменения направления вращения. В этом случае при повороте лопаток закон изменения углов установки профилей лопаток по радиусу противоположный тому, который имеет место при нормальном течении, то есть лопатки имеют обратную крутку. Из-за этого периферийные сечения лопаток обтекаются под большими углами атаки, что наряду с обтеканием острых (задних) кромок лопаток приводит к большим потерям и ухудшению аэродинамических характеристик вентилятора при реверсировании.

Во всех случаях кроме отмеченных потерь имеют место потери из-за неоптимальной формы лопаток СА, поэтому при реверсировании течения лопатки СА должны быть повернуты в реверсивное положение.

Реверсирование способом I используется в основном в специальных вентиляторах, потребляющих большую мощность, где реверсирование течения является равноправным, а не аварийным режимом (например, шахтные вентиляторы). Несмотря на конструктивную сложность этого способа реверсирования, его достоинствами являются высокая эффективность и возможность создавать высоконагруженные реверсивные вентиляторы (ψ ≥ 0,3).

Реверсирование способом II и III в основном используется в вентиляторах, когда реверсирование является аварийным режимом. Наибольший интерес представляет II способ, так как для реверсирования течения достаточно только изменить направление вращения колеса. В последнее время благодаря простоте исполнения этот способ находит широкое применение в специальных вентиляторах, например, для проветривания туннелей метрополитенов, где реверсивный режим не является аварийным. Однако этот способ реверсирования обладает существенным недостатком – малой эффективностью, если вентилятор изначально не является реверсивным, то есть если в нем использованы не реверсивные лопатки.

В настоящей статье рассмотрены особенности реверсирования способом II и возможности улучшения реверсивных свойств общепромышленных вентиляторов за счет использования специальных лопаток.

Вентиляторы схемы К

Степень реверсивности вентилятора зависит от прогиба лопаток, (изгиба средней линии профилей), и чем более аэродинамически нагружен вентилятор, тем хуже его реверсивные характеристики. Степень реверсивности нереверсивного слабонагруженного вентилятора (ψ ≤ 0,15), как правило, не превышает 60…65%.

Причина столь низкой эффективности реверсивного режима в следующем: при противоположном направлении вращения лопатки колеса образуют конфузорные каналы, при этом кривизна профилей обратна той, которая необходима для поворота потока в решетке. На передних кромках лопаток из-за больших углов атаки происходит срыв потока, что приводит к резкому ухудшению аэродинамических характеристик вентилятора.

Единственным способом улучшения реверсивных характеристик вентилятора является использование специальных, реверсивных лопаток. Однако при улучшении реверсивных свойств вентилятора за счет изменения формы лопаток неизбежно ухудшаются характеристики нормального течения. Реверсивные свойства вентилятора могут быть улучшены за счет использования лопаток с уменьшенным прогибом [1]. В слабонагруженных вентиляторах, имеющих такие лопатки, может быть получена степень реверсивности до 90% при незначительном уменьшении максимального полного КПД при нормальном течении. Известны также упрощенные вентиляторы с лопатками, вообще не имеющими прогиба. Колесо с такими лопатками является аэродинамически симметричным, степень реверсивности вентилятора 100%. В качестве примера можно привести вентилятор ОВР‑1 (разработка 1938 года) с некручеными лопатками, имеющими симметричный чечевицеобразный профиль [2]. Степень реверсивности вентилятора на всех режимах R = 100%, но максимальный полный КПД не превышает η = 46%. Удивительно, но ряд западных фирм выпускает аналогичные вентиляторы и в настоящее время!

Эффект от использования реверсивных лопаток продемонстрируем на примере двух слабонапорных вентиляторов ОВ‑268 и ОВ‑268S (работа проведена в ф. ЦАГИ в 1990–1993 годах). Вентиляторы имели одни и те же расчетные параметры, соответствующие так называемым струйным осевым вентиляторам [3]. Особенностью струйных вентиляторов является то, что из-за наличия диффузора рабочий режим лежит ниже кривой динамического давления ψ_d вентилятора. Вентилятор ОВ‑268 имел лопатками с уменьшенным прогибом, его безразмерные 1 аэродинамические характеристики при нормальном и реверсивном режиме приведены на рис. 3. Здесь же, на рис. 3, нанесена характеристика сети, проходящей через расчетный режим, и кривая динамического давления ψ_d. Максимальный полный КПД вентилятора составляет η_max = 0,77, что примерно на 5% меньше, чем максимальный полный КПД нереверсивного вентилятора с аналогичными параметрами [1]. Однако за счет использования лопаток с уменьшенным прогибом степень реверсивности вентилятора при всех углах установки составляет примерно 92%, а максимальный полный КПД при реверсировании η_max = 0,65. Следует также отметить, что потребляемая при реверсировании течения мощность не превышает мощность при нормальном течении.

Аэродинамические характеристики вентилятора ОВ-268 при нормальном течении и реверсировании

Известен способ получения реверсивного вентилятора за счет специальной установки лопаток колеса [4]. Если лопатки колеса поворотные и их количество четное, то за счет различной установки лопаток может быть получена гамма колес с различными аэродинамическими характеристиками. Лопатки могут быть установлены в стандартном положении, то есть все носиками вперед, в этом случае колесо будет иметь максимальную эффективность при нормальном течении, но плохие реверсивные характеристики. При поочередной установке лопаток под одинаковыми углами то носиками, то хвостиками вперед колесо становится аэродинамически симметричным. Вентилятор ОВ-268 с АС колесом имеет степень реверсивности R = 100 % и максимальный полный КПД η_max = 0,71 2 в обоих режимах работы.

В последние годы на мировом рынке появились осевые реверсивные вентиляторы с лопатками, имеющими специальные S‑образные профили (FlaktWoods, Witt and Sohn, TLT-turbo, Multi-wings и т.д.). Если S‑образный профиль имеет одинаковые, но противоположного знака конструктивные углы входа и выхода (рис. 4а), то такой профиль, а также колесо с лопатками, имеющими такие профили, являются аэродинамически симметричными. Как правило, фирмы для каждого вентилятора приводят только по одной аэродинамической характеристике, утверждая, что при реверсивном и нормальном режимах характеристики вентиляторов одинаковы. Необходимо понимать, что это может соответствовать действительности только для АСВ.

Оригинальной идеей являются использование аэродинамически несимметричных S‑образных профилей [4], то есть профилей, у которых конструктивный угол входа больше по абсолютной величине, чем угол выхода, а точка С расположена ближе к выходной кромке (рис. 4б). В отличие от АС S‑образных профилей, при использовании лопаток с несимметричными профилями появляется возможность получать колеса с различными реверсивными свойствами, включая АСК.

S- образные профили: а) аэродинамически симметричный; б) несимметричный

Аэродинамические характеристики вентилятора ОВ‑287S с лопатками, имеющими несимметричные S‑образные профили, приведены на рис. 5. Максимальный полный КПД вентилятора при нормальном течении составляет η_max = 0,79. Степень реверсивности вентилятора 92%, а максимальный полный КПД при реверсировании также довольно большой и составляет η_max = 0,71.

Аэродинамические характеристики вентилятора ОВ-268S при нормальном течении и реверсировании

Аэродинамические характеристики АС вентилятора с АС колесом приведены на рис. 6. Вентилятор имеет степень реверсивности R = 100% и максимальный полный КПД η_max = 0,74 в обоих режимах работы.

Аэродинамические характеристики АС вентилятора ОВ-268S при нормальном течении и реверсировании

Вентиляторы схемы К + СА

При коэффициентах давления ψ > 0,15 для уменьшения потерь, связанных с закруткой потока за колесом, используется спрямляющий аппарат. При реверсировании течения спрямляющий аппарат становится входным направляющим аппаратом (ВНА). Если лопатки СА не поворотные, то они создают подкрутку потока по направлению вращения, что наряду с дополнительными потерями в СА значительно уменьшает давление вентилятора. Если вентилятор имеет нереверсивные лопатки колеса и неповоротные лопатки СА, то для предварительной оценки можно принять, что степень реверсивности средненагруженного вентилятора (ψ = 0,2…0,3) будет не более 20…30%.

Для улучшения реверсивных свойств вентилятора лопатки колеса должны быть реверсивными (с уменьшенным прогибом либо с S‑образными профилями), а лопатки СА должны быть повернуты соответствующим образом (см. рис. 1). Угол установки лопаток СА θ_ВНА в реверсивное положение определяется экспериментально, исходя из получения максимально возможного давления вентилятора в пределах располагаемой мощности электродвигателя.

В качестве примера на рис. 7 приведены аэродинамические характеристики высоконагруженного реверсивного вентилятора ОВ‑220, имеющего лопатки с уменьшенной кривизной и поворотные лопатки СА при нормальном течении и реверсировании [5]. Вентилятор имеет достаточно высокий максимальный полный КПД при нормальном течении η_max = 0,82. Степень реверсивности вентилятора R = 74%, а максимальный полный КПД при реверсировании η_max = 0,33. Для сравнения: вентилятор ОВ‑215, рассчитанный на те же параметры, но с нереверсивными лопатками, при нормальном течении имеет максимальный полный КПД η_max = 0,85, но степень реверсивности R = 52% (θ_ВНА = 90°).

Надеемся, что данная статья поможет заинтересованному читателю в дальнейшем разбираться в многообразии реверсивных вентиляторов и, главное, определять, соответствуют ли рекламные материалы конструктивному исполнению вентилятора.

Аэродинамические характеристики вентилятора ОВ-220 при нормальном течении и реверсировании (θВНА = 90°)

Литература

Брусиловский И.В. Аэродинамика и акустика осевых вентиляторов // Труды ЦАГИ. – 2004. – Вып. 2650.
Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. М. : Недра, 1978.
Московко Ю.Г. Использование несимметричных S‑образных профилей в осевых реверсивных вентиляторах // Компрессорная техника и пневматика. – 2011. – № 3.
Karadgy V., Moscovko Y., Brussilovski J., Popova L., Patterson V. Bidirectional Fan having Asymmetric, Reversible Blades. USA Patent N 6, 116, 856. Date of Patent: September, 12, 2000.
Московко Ю.Г. Разработка и исследование аэродинамических схем реверсивных регулируемых осевых вентиляторов // Промышленная аэродинамика. М. : Машиностроение, 1991. Вып. 34.

1 Безразмерные параметры: φ = Q/Fu – коэффициент производительности вентилятора; ψ = 2p_v/(ρu 2 ) – коэффициент полного давления; η = p_v Q/N – полный КПД вентилятора; λ = 2N/(ρ Fu 3 ) – коэффициент потребляемой мощности. Здесь Q –производительность вентилятора, м 3 /с; p_v – полное давление вентилятора, Па; N –потребляемая мощность, Вт; F = πD 2 /4 – площадь, ометаемая колесом вентилятора, м 2 ; u = πDn/60 – окружная скорость конца лопаток, м/с; n – частота вращения колеса вентилятора, об/мин; D – диаметр колеса, м; ρ – плотность перемещаемого воздуха, кг/м 3 .

2 Максимальный полный КПД рассматривается только левее режима, лежащего на кривой сети.

Изобретение может быть использовано в промышленном гидроприводе и гидротрансмиссии самоходной машины. Насос содержит корпус с секциями, ведущие шестерни и ведомую шестерню, подвижную в осевом направлении. Ведомая шестерня выполнена с зубьями внутреннего зацепления и соединена с четырьмя ведущими шестернями, установленными в цилиндрических расточках внутреннего корпуса, выполненного в виде трех секций, жестко соединенных между собой, с торцевой крышкой и с корпусом насоса. Пары диаметрально противоположных ведущих шестерен смещены по оси ведомой шестерни и диаметрально на 90 o для совмещения напорных и всасывающих полостей. Ведомая шестерня установлена в секции на внутреннем корпусе и кинематически соединена с механизмом перемещения. Четыре напорно-всасывающие полости сообщены с выходными каналами насоса и обратными клапанами с внутренней корпусной полостью насоса. Повышается объемный КПД, увеличивается диапазон регулирования производительности, расширяются функции насоса. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к объемным гидромашинам регулируемой производительности и может быть применено в промышленном гидроприводе и гидротрансмиссии самоходной машины.

Известен шестеренный насос регулируемой производительности, содержащий ведущую шестерню, сопряженную с подвижной в осевом направлении ведомой шестерней. Регулирование производительности осуществляется изменением длины зацепления шестерен (см. SU 400741 А, 05.11.1974, F 04 С 2/04).

Недостатком известной конструкции является наличие синхронизирующих шестерен и дополнительных устройств для реверсирования потока рабочей жидкости.

Наиболее близким к изобретению является регулируемый шестеренный насос, содержащий две ведущие шестерни, сопряженные с подвижной в осевом направлении ведомой шестерней, снабженной охватывающим ее кольцом с внутренними зубьями, которое контактирует с подшипником скольжения ведущих шестерен. Насос имеет две полости всасывания и две полости нагнетания, при этом полость всасывания одной секции соединена с полостью нагнетания другой секции и наоборот, то есть полости насоса соединены по кольцевой схеме. В среднем положении ведомой шестерни производительность секций насоса будет одинакова, а поток рабочей жидкости к гидродвигателю будет нулевым. Смещение ведомой шестерни со среднего положения изменяет производительность и функции насосов, насос с меньшей производительностью работает в режиме гидромотора, а насос с большей производительностью работает в режиме насоса и подает рабочую жидкость к гидродвигателю (см. SU 724797 А, 30.03.1980, F 04 С 2/08).

Недостатком известного насоса, принятого за ближайший аналог, является пульсация давления в полостях насоса, обусловленная значительными потерями рабочей жидкости между зубьями шестерен эвольвентного зацепления, кроме того, шестерни наружного зацепления по диаметру имеют меньшую длину контакта между собой. При этих условиях насос не обеспечит необходимых для гидропередачи давлений, особенно в начале перемещения со среднего положения ведомой шестерни и увеличения производительности насоса.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении объемного КПД, в увеличении диапазона регулирования производительности и в расширении функций насоса.

Данная задача решена в шестеренном насосе регулируемой реверсивной производительности, содержащем корпус с секциями, в которых установлены ведущие шестерни и находящаяся с ними в зацеплении ведомая шестерня, подвижная в осевом направлении, напорные и всасывающие полости, ведомая шестерня выполнена с зубьями внутреннего зацепления и соединена с четырьмя ведущими шестернями, установленными в цилиндрических расточках внутреннего корпуса, выполненного в виде трех секций, жестко соединенных между собой, с торцевой крышкой и с корпусом насоса, при этом пары диаметрально-противоположных ведущих шестерен смещены по оси ведомой шестерни и диаметрально на 90 o для совмещения напорных и всасывающих полостей шестеренных зацеплений, а ведомая шестерня установлена в секции на внутреннем корпусе и кинематически соединена с механизмом перемещения, выполненным в виде двухстороннего плунжера, помещенного в цилиндрической расточке корпуса гидроуправления, ведомая и ведущие шестерни снабжены подпружиненными торцевыми компенсаторами, при этом четыре напорно-всасывающие полости сообщены с выходными каналами насоса и обратными клапанами с внутренней корпусной полостью насоса, насос также снабжен редуктором, центральная шестерня входного вала которого соединена с периферийными вал-шестернями ведущих шестерен насоса.

Кроме того, профиль зубьев и впадин ведомой и ведущих шестерен насоса может быть выполнен радиусным.

Соединение зубьев ведомой шестерни внутреннего зацепления с четырьмя ведущими шестернями и смещение симметричных пар ведущих шестерен по оси ведомой шестерни и на 90 o по диаметру внутреннего корпуса позволяет получить в одном корпусе агрегат из четырех насосов и совместить напорные и всасывающие полости шестеренных зацеплений. Синхронность объемного регулирования четырех насосов обеспечивается осевым смещением секции с ведомой шестерней по внутреннему корпусу. При этом два насоса с малым потреблением рабочей жидкости работают в режиме гидромотора, а два других с большим потреблением - в режиме насоса, обеспечивая соответствующее изменение давления в симметричных полостях и поток жидкости в четырех выходных каналах, в два раза увеличивая производительность и диапазон регулирования. Внутреннее зацепление шестерен повышает объемный КПД насоса. Симметричное давление в полостях устраняет радиальную нагрузку ведомой шестерни на внутренний корпус и расширяет функцию насоса подключением к его выходным каналам одной или двух синхронных гидронагрузок. Обратные клапаны выходных каналов, сообщенные с корпусной полостью насоса, позволяют устранить осевую нагрузку на торцевые компенсаторы ведомой и ведущих шестерен насоса. Двухсторонний плунжер механизма перемещения секции ведомой шестерни устраняет статическую нагрузку на орган управления при давлениях в корпусной полости насоса.

Приводной вал редуктора установлен симметрично в корпусе насоса.

Радиусный профиль зубьев и впадин шестерен насоса позволяет повысить объемный КПД, позволяет уменьшить утечку рабочей жидкости между зубьями и уменьшает пульсацию в полостях насоса.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен продольный разрез насоса; На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; На фиг.3 - разрезы Б-Б и Д-Д на фиг.1; На фиг.4 - разрезы В-В и Г-Г на фиг.1; На фиг.5 - профиль зубьев и впадин шестерен насоса; На фиг.6 - графическое изображение насоса в гидросхеме.

Шестеренный насос работает следующим образом.

При вращении ведущих шестерен 8, 9, 10, 11 с находящейся в среднем положении ведомой шестерней 7 вытеснение и расход жидкости в полостях 17, 18, 19, 20 шестернями 7, 8, 9, 10, 11 будут равны и производительность насоса будет нулевой.

При правом вращении входного вала 22 и крайнем левом положении ведомой шестерни 7 вытеснение жидкости в полостях 17, 19 шестернями 7, 9, 11 будет максимальным, а расход шестернями 7, 8, 10 - минимальным. В полостях 18, 20 расход шестернями 7, 9, 11 будет максимальным, а вытеснение жидкости шестернями 7, 8, 10 - минимальным, поэтому в полостях 17, 19 насоса будет создаваться давление, а в полостях 18, 20 - разрежение, чем обеспечивается поток рабочей жидкости в выходных каналах насоса. В крайнем правом положении ведомой шестерни 7 насос обеспечивает реверс потока жидкости в полостях 17, 19 и 18, 20.

Обратные клапаны 21 выходных каналов выравнивают давление в полости насоса, при котором торцевые компенсаторы 12, 13, 14, 15, 16 обеспечивают надежное уплотнение ведомой шестерни 7 и ведущих шестерен 8, 9, 10, 11 в процессе работы и износа торцевых поверхностей насоса.

1. Шестеренный насос регулируемой реверсивной производительности, содержащий корпус с секциями, в которых установлены ведущие шестерни и находящаяся с ними в зацеплении ведомая шестерня, подвижная в осевом направлении, напорные и всасывающие полости, отличающийся тем, что ведомая шестерня выполнена с зубьями внутреннего зацепления и соединена с четырьмя ведущими шестернями, установленными в цилиндрических расточках внутреннего корпуса, выполненного в виде трех секций, жестко соединенных между собой, с торцевой крышкой и с корпусом насоса, при этом пары диаметрально противоположных ведущих шестерен смещены по оси ведомой шестерни и диаметрально на 90 o для совмещения напорных и всасывающих полостей шестеренных зацеплений, а ведомая шестерня установлена в секции на внутреннем корпусе и кинематически соединена с механизмом перемещения, выполненным в виде двухстороннего плунжера, помещенного в цилиндрической расточке корпуса гидроуправления, ведомая и ведущие шестерни снабжены подпружиненными торцевыми компенсаторами, при этом четыре напорно-всасывающие полости сообщены с выходными каналами насоса и обратными клапанами с внутренней корпусной полостью насоса, насос также снабжен редуктором, центральная шестерня входного вала которого соединена с периферийными вал-шестернями ведущих шестерен насоса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что профиль зубьев и впадин ведомой и ведущих шестерен насоса выполнен радиусным.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Задача переключаться между разными источниками воды и перенаправлять ее поток регулярно возникает в бытовых и промышленных сферах. Например, нужно перейти на горячую воду из бойлера, если её нет в центральной системе водоснабжения или переключиться между котлом и солнечным коллектором. В этой статье мы коротко расскажем как можно использовать трехходовые шаровые краны с электроприводом для решения этих задач и автоматизировать процесс с помощью системы Saures.

Небольшая справка о кранах

Трехходовые шаровые краны бывают двух типов: T-тип и L-тип. T- тип используется редко, а вот L-тип нашел самое широкое применение, и как раз о нем и пойдет речь дальше.

Краны L-типа используются для перенаправления потока между двумя источниками, могут перекрываться вручную или при помощи электрического привода. В нашем каталоге на момент публикации этой статьи представлены краны для трубопроводов с ДУ 1/2" (15мм), 3/4" (20мм), 1” (25мм). Перейти в каталог >>

Примеры использования

Трехходовые шаровые краны часто используются в следующих ситуациях:

при отключении центрального горячего водоснабжения и переходе на нагрев воды собственным электрическим бойлером;
при отключении центрального водоснабжения и переходе на собственную скважину;
переключение между центральным водоснабжением и накопительной емкостью при поливе;
при переходе с основного отопительного котла/контура на резервный;
переключение между двумя источниками тепла, например, электрическим котлом и солнечным коллектором;
обход фильтра на время сервисных работ
обход фильтра при временной потребности в больших объемах нефильтрованной воды, например, для полива;
для обратной промывки системы фильтрации;
в санузле для подачи потока воды при включении света в гигиенический душ и при выключении света перекрытие потока со сбросом давления в канализацию - профессиональная замена электромагнитного клапана.

Вариантов применения на самом деле слишком много, чтобы можно было перечислить их все, но в каждом случае происходит только одно - шаровый кран соединяет выход с одним из источников.

В перечисленных выше случаях можно обойтись и двухходовыми кранами, но такое решение будет иметь ряд недостатков:

Цена реализации будет выше (два крана вместо одного);
Конструкция станет более громоздкой;
Нужно будет помнить схему управления (какие краны закрыть, а какие открыть).

Поэтому использование трехходового крана - это экономически и технически более выгодное решение.

Автоматизация управления потоком

Область применения трехходовых кранов предполагает регулярное изменение их положения. Это не те краны, которые поворачивают один раз в жизни, поэтому первым уровнем автоматизации можно считать оснащение крана электроприводом. Привод избавит вас от необходимости закрывать кран руками.

В нашем ассортименте есть краны с приводами Gidrolock Ultimate и Professional. Простые, надежные и питаются от 12 Вольт, что абсолютно безопасно в водной среде. Управляются замыканием (закрытие) и размыканием (открытие), легко интегрируются в любую однорелейную автоматику.

Управление электроприводом могут взять на себя:

Реле давления. При снижении/превышении давления реле переключает кран на резервный источник водоснабжения;
Манометр давления. При снижении/превышении давления реле переключает кран на резервный источник водоснабжения;
Обычный клавишный выключатель. Вы переключаете источник вручную нажатием клавиши, расположенной в удобном месте;
Контроллеры Saures. Простое и недорогое решение для автоматизации и дистанционного управления через браузер или мобильное приложение.

Автоматизация с помощью Saures

Чтобы реализовать более сложную логику управления и обеспечить дистанционный контроль положения трехходовых кранов, обычных реле и датчиков недостаточно. И вот тут начинается более высокий уровень автоматизации с применением специальных систем. В большинстве случаев это дорогие и сложные во внедрении и использовании комплексы, но есть и более дружелюбные к пользователю решения - такие как наша система Saures.

Используя контроллеры и облако SAURES, вы получаете сразу несколько инструментов управления и мониторинга:

Также нужно понимать, что контроллер Saures - это универсальное устройство и может работать не только с шаровыми кранами. Контроллеры могут собирать показания любых импульсных счетчиков воды, счетчиков газа, тепла или электроэнергии и контролировать широкий спектр датчиков. Таким образом, одним прибором вы сможете решить сразу несколько задач и в результате получите бюджетную систему мониторинга котельной, без сложного софта, но с удобным веб-кабинетом и доступом со смартфона.

Читайте также: