Выбор правильного гидравлического насоса

о гидравлических насосах

Гидравлические насосы отличаются простой конструкцией и отличными эксплуатационными характеристиками. В процессе работы устройства преобразуют механическую энергию вращения в гидравлическую. Принцип работы основан на системе «поршень-поршень», когда двигатель насоса генерирует крутящий момент, образуется давление, которое приводит в действие поршень. Корпус всех гидронасосов содержит две изолированные камеры: нагнетающую и всасывающую. Во время работы между камерами движется жидкость. Такая замкнутая система отличается высокой производительностью, износоустойчивостью, ремонтопригодностью.

Сфера применения и основные параметры

Современные гидравлические насосы оснащаются насадками, значительно расширяющими функциональные возможности даже самых простых моделей. Устройства могут эксплуатироваться как самостоятельные агрегаты, так и включаться в состав сложных гидроприводов и узлов. Гидронасосы применяются во многих сегментах промышленности: нефтегазовой, лесоперерабатывающей, химической. Также оборудование является конструктивным элементов автокранов, грузовых и дорожных машин, электроподвижного состава. Некоторые модели используются в строительстве, машиностроении, ЖКХ.

Главные технические параметры гидронасосов :

1. Рабочий объем (см.куб/об).
2. Частота вращения (оборот./мин).
3. Допустимое рабочее давление (Мпа).
4. Объем рабочих камер (см.куб).
5. Допустимый уровень вязкости рабочей жидкости (Па•сек).
6. Размеры и масса.

При выборе гидронасоса большое значение имеет тип его конструкции, который подбирается, исходя из предполагаемых условий эксплуатации.

Гидравлические шестеренные насосы – это роторные гидромеханизмы, используемые в системах с давлением не более 20 МПа. Главным рабочим органом этих гидронасосов являются шестерни. Существует два вида устройств:

1. Насосы внешнего зацепления

Принцип работы гидронасосов внешнего зацепления следующий: шестерни вращаются и жидкость, которая попадает во впадины зубьев, движется от всасывающего к выходному патрубку. При этом зубья шестерен вытесняют больше жидкости, чем умещается в пространстве, образующемся зацепляющимися зубьями. Разность объемов выталкиваемой жидкости образует зону «запертого» объема, что приводит к нагнетанию гидростатического давления. Шестерни большинства насосов имеют классическую форму прямоугольного зубца, реже встречаются устройства с косыми или шевронными зубцами.

— простая конструкция и ремонтопригодность;
— частота вращения до 5 тыс. оборотов/мин.;
— доступная стоимость владения и обслуживания.

— невысокий КПД, в сравнении с другими типами насосов;
— возникновение пульсации.

2. Насосы внутреннего зацепления

Принцип работы шестеренного гидронасоса с внутренним зацеплением также основан на переносе жидкости в заглублениях шестерен. Отличительная особенность данного конструктивного решения — меньший уровень пульсаций и сниженный уровень шума. Насосы такой конструкции используются в закрытых помещениях.

— частота вращения до 4 тыс. оборотов/мин.;
— минимальный уровень шума, вибрации;
— демократичная стоимость и простое ТО.

— относительно невысокий КПД.

В гидронасосах пластинчатой конструкции в качестве выталкивателя рабочей жидкости используются пластины. Элементы расположены радиально и в процессе работы насосного оборудования производят возвратно-поступательные движения. Такой тип гидронасосов часто называют шиберными. Оборудование отличается низким уровнем шума и равномерностью подачи. Оптимальное рабочее давление для пластинчатых насосов — 20-22 Мпа. Некоторые модификации могут применяться при давлении до 30 МПа.

Основными рабочими частями пластинчатого насоса являются: кольцо, плоский распределитель с входными/выходными отверстиями, ротор и пластины. У гидронасосов однократного действия может меняться рабочий объем посредством изменения значения эксцентриситета. Устройства двойного действия имеют по две зоны всасывания и нагнетания.

Принцип работы гидравлического пластинчатого насоса: источник движения соединен с валом, приводимым в действие ротором, в котором располагаются рабочие пластины. При вращении ротора образуется центробежная сила, которая действует на пластины. Под действием силы пластины движутся по неподвижному кольцу, создавая принудительное уплотнение. Центр ротора смещен в плоскости от центра кольца, за счет чего объемы кольца циклично изменяются.

— бесшумная работа и отсутствие вибрации;
— возможность регулирования рабочего объема (в моделях однократного действия);
— низкие требования к чистоте жидкостей;
— длительный эксплуатационный ресурс;
— доступная стоимость.

— сложный ремонт, многие элементы при выходе из строя требуют полной замены узла.

В поршневых гидронасосах жидкость перекачивается при помощи возвратно-поступательных движений поршневых механизмов в камерах. Поршневые агрегаты повсеместно применяются в разных отраслях для обеспечения гидроэнергией двигателей и вспомогательных механизмов. Часто этот тип гидронасосов используется в качестве резервного источника гидравлической энергии. Устройства работают при давлении до 50 МПа.

Стандартные элементы поршневого насоса: плоский распределитель, поршни с подпятниками, цилиндрический блок, наклонный диск, прижимная шайба, оснащенная пружиной. Наклонный диск располагается под углом к ротору и поршню с подпятником.

Принцип работы поршневого гидронасоса: при вращении ротора осуществляется фиксация подпятником наклонного диска, который остается без движения. Поршень начинает возвратно-поступательные колебания, создавая положительный объем. В следующем цикле объем значительно уменьшается, создается давление. Для разделения входящих и выходящих потоков рабочей жидкости служит плоский разделитель.

Различают несколько конструктивных видов поршневых гидравлических насосов: аксиально-поршневой, с объемным регулированием и радиально-поршневой. Каждый тип имеет свои особенности, рабочие характеристики.

Насосы аксиально-поршневой конструкции являются самыми востребованными в промышленности. Особенность данного типа оборудования заключается в следующем: к ротору присоединен вал, который располагается со стороны наклонного диска (реже — с противоположной стороны). В центре наклонного диска находятся отверстия для вала. В таком насосе поршни движутся вокруг одной оси с рабочим валом. В качестве вытеснителя жидкости в некоторых моделях используются не поршни, а плунжеры.

Аксиально-поршневые агрегаты имеют оптимально весогабаритные характеристики относительно КПД. Насосы способны выдавать давление до 40 МПа и работать длительное время с высокими частотами вращения — до 4 тыс. оборотов/мин. Разработаны и успешно применяются гидронасосы этого типа с частотой вращения до 20 тыс. оборотов/мин.

— простота конструкции, ремонтопригодность;
— работа на высоком давлении;
— высокий КПД;
— оптимальное соотношение мощности и производительности.

— более высокая цена по сравнению с другими гидронасосами.

Разновидностью аксиально-поршневых гидронасосов являются регулируемые насосные агрегаты.

Аксиально-поршневой насос с объемным регулированием

Устройство применяется, когда требуется переменная подача. Регулировка производится посредством изменения частоты вращения ротора или рабочего объема. Первый вариант является экономически невыгодным, поэтому распространение получил второй вариант. В устройствах такого типа количество жидкости зависит от положения статорного кольца в пластинчатых агрегатах или наклонного диска — в поршневых.

Конструктивные элементы аксиально-поршневого насоса с изменяемой подачей: ротор, плоский распределитель, наклонный регулируемый диск, регулирующий поршень, прижимная шайба, рабочие поршни с подпятниками, регулятор объема, компенсатор, жиклер, сервоклапан, пружины.

Принцип работы аксиально-поршневого гидронасоса с объемным регулированием: стержень с резьбой ограничивает поворотный угол наклонного диска. При достижении крайнего положения ограничителя пружина двигает наклонный диск на максимально возможный угол. В это же время под действием движения ротора выполняется прижимание поршневых подпятников к поверхности диска. Возникают возвратно-поступательные движения поршневой группы, при этом первая половина поршней внутри ротора выдвигаются, создавая увеличенный объем. В результате этого жидкость заполняет рабочий объем через входное отверстие. Вторая половина поршней входят в ротор, создавая уменьшенный объем, а рабочая жидкость выходит через выходное отверстие.

При уменьшении угла поворота диска ход поршней будет сокращаться, и количество рабочей жидкости уменьшится. Наибольший объем достигается при повороте диска на максимально возможный угол.

— компактные размеры в сочетании с внушительной мощностью;
— минимальный момент инерции;
— простая регулировка направления, давления;
— частота вращения до 4 тыс. оборотов/мин.;
— оптимальное давление до -40 МПа;
— высокий КПД — до 97%.

— высокая стоимость в сравнении с нерегулируемыми гидронасосами;
— требуют точной настройки.

Оборудование этого типа имеет клапанное распределение. В процессе движения вала поршни выходят из цилиндров и наполняются жидкостью, поступающей через всасывающие клапаны. Гидронасосы радиально-поршневые редко применяются в качестве помпы. В основном они входят в состав гидравлических моторов и систем с давлением более 40 МПа. Устройства способны длительное время эксплуатироваться, выдавая рабочее давление 100 МПа. Большинство моделей радиально-поршневых гидронасосов относится к тихоходным. Частота вращения, как правило, составляет 1,2-2 тыс. оборотов/мин. Модификации с малым рабочим объемом могут развивать частоту до 3 тыс. оборотов/мин.

Радиально-поршневое насосное оборудование выпускается в двух вариациях: с эксцентричным ротором или валом. В первом случае рабочая поршневая группа располагается на роторе. При этом ось вращения неподвижного статора смещена для создания поступательных движений поршней. Распределение жидкости выполняется золотником.

— высочайшая надежность, редкие поломки;
— компактные размеры;
— большой диапазон рабочего давления.

— наличие пульсации;
— большой вес при малых габаритах.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Конструкция аксиально-поршневого гидронасоса оснащенного наклонным блоком имеет несколько особенностей. В процессе работы совместно с валом вращаются цилиндры, а поршни движутся поступательно. Цилиндры прилегают к распределителю с двумя пазами. При движении поршня цилиндр перемещается над всасывающим пазом, при этом заполняясь жидкостью. При прохождении нижней точки, когда поршень максимально выдвинут, происходит соединение цилиндра со вторым пазом и жидкость выталкивается под давлением. В качестве распределителя применяется стандартный золотник.

Еще одна особенность данных гидронасосов — наличие дренажной линии. Она необходима для стабилизации растущего давления по причине утечки рабочей жидкости из цилиндра в процессе нагнетания. При нарушении дренажной линии корпус устройства через некоторое время разрушится.

Для нормальной работы гидронасоса с наклонным блоком необходима синхронизация вала с цилиндрами. Синхронизация может выполняться силовым или несиловым карданом, поршневыми шатунами или зубчатым сцеплением.

— эксплуатация на давлении до 60 МПа;
— высокий КПД;
— оптимальная мощность.

— необходимость синхронизации;
— сложность ТО.

Критерии выбора гидронасоса

При выборе гидравлического насоса необходимо учитывать условия работы гидросистемы. Подбирая насос и тип его конструкции важно обращать внимание на уровень давления, характеристики жидкости, КПД и пр.

Все 8 видов гидронасосов и их классификация, секреты мастеров | Блог СДМ-гидравлика

Виды гидронасосов и их классификация

Гидронасос представляет собой гидравлическую машину, которая преобразовывает механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости (РЖ). Данный элемент гидросистемы приводит в движение рабочие органы для выполнения операций на спецтехнике и промышленном оборудовании. В нашей статье мы рассмотрим, какие бывают виды гидравлических насосов и в чем заключается их особенности.

В процессе эксплуатации гидроагрегатов формируются две изолированные камеры, где РЖ поступает из всасывающей в нагнетающую полость. Между ними отсутствует прямое соединение, что позволяет использовать насосы в гидросистемах с высоким давлением.

Гидравлические насосы принято классифицировать по типу вытесняющего элемента.

Поршневые насосы

Из названия понятно, что роль вытеснителя выполняют поршни. Под их действием происходит перемещение гидрожидкости в насосе и по всем линиям гидравлической системы. Данные агрегаты бывают трех видов.

Ручные

Гидромашины простой конструкции, рассчитанные на давление до 15 МПа, реже — до 50 Мпа. Обычно используются в качестве дополнительного или резервного источника энергии для гидравлических двигателей. Ручные насосы бывают одно- и двухстороннего действия.

Радиально-поршневые

Малошумное устройство для эксплуатации под давлением более 40 Мпа, а некоторые модели стабильно работают при 100 Мпа. Существует два типа оборудования данной группы:

· С эксцентричным валом. Элементы поршневой группы расположены в статоре. Вал оснащается кулачком, который при вращении сообщает движение поршням. В активной фазе поршни заполняются маслом посредством всасывающих клапанов. Жидкая среда нагнетается с помощью клапанов нагнетания в момент вхождения поршней в цилиндры;

· С эксцентричным ротором. Компоненты поршневой группы сосредоточены в роторе, при вращении которого приводятся в действие поршня. Распределение жидкости происходит за счет золотника, выступающего перегородкой. Во время вращения осуществляется попеременное примыкание цилиндров к нагнетающим и сливным полостям.

Аксиально-поршневые

Представляют собой гидромашины, у которых цилиндры расположены аксиально, т.е. параллельно, вокруг оси или под небольшим углом относительно ее. Кроме поршней вытесняющую функцию также могут выполнять плунжеры.

Это самые востребованные виды гидронасосов высокого давления, что обусловлено их следующими характеристиками:

· Высокий КПД и удельная мощность;

· Стабильная работа при давлении до 40 МПа;

· Частота вращения в среднем составляет 4000 об/мин, хотя некоторые модели способны выдавать до 20 000 оборотов в минуту;

· Гидроагрегаты превосходят другие виды насосов по стабильности поддержки давления.

Насосы аксиально-поршневого типа выпускаются с наклонным блоком или диском. Благодаря своим параметрам, они широко используются в разных сферах промышленности, а также строительстве дорог и зданий, сельском и коммунальном хозяйстве.

Шестеренные насосы

Это гидронасосы, у которых вытеснение жидкой среды выполняется с помощью вращающихся шестерней, имеющих внешнее или внутреннее зацепление. Существует две разновидности оборудования:

· Героторные. Особенность конструкции заключается в том, что в ней отсутствует серпообразный разделитель. Вместо нее в конструкцию помещен специальный разделитель. Благодаря его особенной форме, вытеснители постоянно контактируют между собой. В основном героторные машины применяются в системах с давлением не более 15 МПа и подачи жидкости до 120 литров в минуту;

· Роторно-винтовые. В качестве вытеснителей используются косозубые шестеренки. Число зубьев элемента отвечает количеству заходов винтовой нарезки. Такие агрегаты отличаются тихим ходом и обеспечивают равномерную подачу жидкости, в которой допускается наличие твердых частиц. Устройства демонстрируют стабильную эксплуатацию при давлении до 20 МПа. Несмотря на все свои преимущества, винтовые гидронасосы не получили широкого применения из-за сложности сборки.

В целом шестеренчатые гидроагрегаты предназначаются для приводов с малым давлением (не более 20 Мпа). Простая конструкция и небольшие размеры сделали данные модели востребованными в смазочных системах, мобильном гидрооборудовании, дорожных машинах и сельхозтехнике. Их применение также оправдано в мощных гидроприводах в качестве дополнительных механизмов.

Пластинчатые

Рассматривая виды гидронасосов и их классификацию, нельзя не упомянуть о пластинчатых (шиберных) устройствах. Принципиальное отличие состоит в использовании пластин, которые установлены радиально. В процессе вращения вала, пластины плотно примыкают к статору и тем самым образуют изолированные полости слева в камерах. Когда вытеснители проходят через всасывающую область, камеры справа становятся меньше в объеме. Это приводит к вытеснению масла наружу.

По принципу действия насосы делятся на два типа:

· Однократные — являются регулируемыми, не предъявляют высоких требований к чистоте РЖ;

· Двукратные — в конструкции предусмотрено 2 зоны всасывания и нагнетания, а также функция регулировки объема.

Всем насосам с пластинами (шиберами) характерна тихоходная работа и возможность создания относительно больших объемов, несмотря на сравнительно компактные размеры. Гидроагрегаты выдерживают давление до 21 МПа, а пиковая частота вращения достигает 1500 об/мин.

В процессе эксплуатации компоненты гидросистемы выходят из строя и требуют замены. Для поиска изношенных деталей и правильного монтажа обращайтесь к специалистам компании «СДМ-гидравлика». Наши мастера проведут комплексную диагностику и выполнят ремонт гидронасосов для обеспечения безотказной работы спецтехники или оборудования.

Как выбрать насос для гидропривода

Сегодня рынок гидрооборудования предлагает большой выбор насосов различных конструктивных исполнений от разных производителей. На что следует обратить внимание в первую очередь? Конечно цена насоса имеет большое значение, а иногда и решающее, но если подойти к выбору достаточно грамотно, то можно многократно сэкономить.

В моей практике нередко бывали случаи, когда в течение короткого промежутка времени меняли один за другим дорогостоящие шестерёнчатые насосы, сжигая их маслом ВМГЗ, только потому что «умный дядя Вася» им посоветовал это масло.

Каждый уважающий себя и своего потенциального клиента производитель гидрооборудования оговаривает в сопроводительной документации условия безотказной работы своего изделия и обязательно указывает рекомендуемые рабочие жидкости и их диапазон вязкостей.

Для правильного выбора насоса необходимо иметь следующие данные:

• о режимах его работы: номинальное рабочее давление, максимальное давление и время работы при этом давлении,
• частота изменения давления, наличие пиков давления и их величина,
• номинальная частота вращения, максимальная и минимальная частота вращения и время работы при данных частотах вращения, зависимость давления от числа оборотов,
• величина подачи, долговечность при разных нагрузках (длительная нагрузка, циклическая нагрузка, работа с перегрузками, работа при. пиковых давлениях и т.п.),
• требуемая чистота рабочей жидкости, чувствительность к работе на рабочей жидкости с повышенной температурой,
• КПД при различных режимах работы,
• скорость и диапазон регулирования подачи, наличие механизма регулирования подачи,
• шумовая характеристика,
• простота обслуживания, ремонтопригодность.

В каждом конкретном случае из данного перечня выбирают обязательные и желательные технические данные требуемого насоса и по ним решают вопрос о выборе типа насоса.

Далее рассмотрим преимущества и недостатки насосов разных кон­струкций.

Шестеренные и винтовые насосы

Наибольшее применение шестеренные насосы с наружным зацеплением получили в гидроприводах мобильных ма­шин (при давлениях до 20 МПа и выше). В стационарных машинах эти насосы применяются при относительно низких рабочих давлениях (до 6,3 МПа), так как при высоких давлениях они имеют повышенный уровень шума.

Преимущества шестеренных насосов с наружным зацеплением:

• отно­сительно высокое рабочее давление;
• удовлетворительная работа на загряз­ненных рабочих жидкостях;
• нечувствительность к незначительному измене­нию вязкостных характеристик рабочей жидкости;
• удовлетворительная работа при повышенных температурах рабочей жидкости;
• нечувствитель­ность к повышению частоты вращения; относительно низкая стоимость;
• высокая надежность.

Недостатки шестеренных насосов с наружным зацеп­лением:

• повышенный уровень шума, особенно при высоких давлениях;
• значительная пульсация рабочей подачи;
• снижение долговечности при ра­боте на рабочих жидкостях с пониженной вязкостью, а также с повышенными температурой и количеством загрязнений;
• отсутствие исполнений с регулируемой подачей;
• значительное возрастание стоимости насосов с увеличенным рабочим объемом;
• трудо­емкость ремонтных работ.

Шестеренные насосы с внутренним зацеплением, обладая преимущества­ми шестеренных насосов с наружным зацеплением, характеризуются:

• очень низким уровнем шума,
• высокой долговечностью (20тыс. ч и более),
• высоким объемным КПД,
• допускают быстрое изменение нагрузки,
• могут работать при давлениях до 32 МПа.

Они успешно заменяют в гидроприводах нерегулируемые поршневые насосы высокого давления (долговечнее по­следних).

Недостатки шестеренных насосов с внутренним зацеплением:

• более высокая стоимость по сравнению с шестеренными насосами наружного за­цепления и даже с пластинчатыми;
• необходимость обеспечения хороших условий для всасывания рабочей жидкости во избежание кавитационных явлений и изнашивания.

Винтовые насосы применяются достаточно редко. Их положительные свойства — отсутствие пульсации рабочей подачи; низкий уровень шума. Недостатки — увеличенные габариты; чувствительность к изменению усло­вий всасывания. Винтовые насосы используют при давлениях не выше 2-3 МПа

Пластинчатые насосы.

Наибольшее применение эти насосы получили в гидроприводах стационарных машин, работающих при средних давле­ниях (до 16 МПа). Положительные свойства пластинчатых насосов:

• низкий уровень шума;
• возможность регулирования подачи с высокой ско­ростью из-за малого хода регулировки (на 20—30% выше по сравнению с насосами других типов), что позволяет в ряде случаев отказаться от предохранительных клапанов;
• незначительная пульсация рабочей подачи;
• повышенная ремонтопригодность;
• низкая стоимость.

Недостатки пластинчатых насосов:

• большая восприимчивость к забро­сам (пикам) давления (по сравнению с шестеренными насосами); чувстви­тельность к быстрому изменению нагрузки (уменьшается долговечность), к неблагоприятным условиям всасывания, повышенному загрязнению ра­бочей жидкости, к изменению вязкости рабочей жидкости и повышению частоты вращения;
• низкий КПД (по сравнению с поршневыми насосами).

Аксиально-поршневые насосы мы рассмотрим следующей статье, т.к. это элитарный тип гидроаппаратов, заслуживающий отдельного внимания.

Выбор правильного гидравлического насоса

Гидравлический насос заставляет циркулировать через трубки гидравлическую жидкость — обычно масло — под высоким давлением, чтобы привести в движение гидроприводы. В качестве приводов, как правило, выступают домкраты или гидравлические моторы.

Насос имеет первостепенное значение, так как поставляет энергию в гидравлический контур.

Какие существуют типы гидравлических насосов?

Существует четыре типа гидравлических насосов:

Шестеренные насосы

У шестеренных насосов очень мало подвижных частей. Они состоят из двух зубчатых колес (шестерен), которые зацеплены друг за друга. Эти насосы также обеспечивают постоянный поток. Как правило, они работают при давлении от 50 до 210 бар. Шестеренные насосы работают на самых высоких скоростях, а именно до 3000-6000 об/мин.

• Недорого стоят
• Имеют фиксированный рабочий объем

• Имеют невысокий объемный коэффициент полезного действия

Существует два вида шестеренных насосов: внешнего и внутреннего зацепления.

Шестеренные насосы внешнего зацепления :

• В насосе внешнего зацепления лишь одно зубчатое колесо — ведущая шестерня — связано с электрическим двигателем. Ведомая шестерня движется в обратную сторону благодаря зацеплению зубьев с ведущей шестерней.

Также существуют шестеренные насосы двойного действия, состоящие из двух шестеренных насосов, приводимых в движение одной и той же соединительной муфтой. Преимущество шестеренного насоса двойного действия заключается в том, что он обеспечивает подачу в два независимых гидравлических контура, а также создает больший поток в одном контуре.

Шестеренные насосы внутреннего зацепления :

• В насосах данного типа ведомое колесо располагается внутри ведущего и опирается на серповидный элемент.
• При вращении наружного зубчатого колеса между впадинами внутреннего колеса и серповидного элемента создается объем.
• Вещество всасывается при разъединении зубьев колес.

• Шестеренные насосы с внутренним зацеплением работают очень тихо.
• Они также обеспечивают постоянный поток.

Поршневые насосы

Гидравлические поршневые насосы работают с очень большими потоками при повышенном давлении. Они приводятся в движение благодаря поршням с непрерывным возвратно-поступательным движением. Поршни обладают хорошей герметичностью, что позволяет им функционировать при высоком давлении и с незначительными потерями жидкости.

• Обеспечивают более высокий общий коэффициент полезного действия
• Обеспечивают самое высокое давление
• Надежные
• Имеют высокую удельную мощность
• Существуют модели с переменным и фиксированным рабочим объемом

• Это самые дорогой вид насосов.

По расположению поршней насосы разделяют на два типа: аксиально- и радиально-поршневые.

Конструкция аксиально-поршневого насоса основана на принципе наклонного диска или блока цилиндров наклонного типа.

• В конструкции с наклонным диском поршни совершают вращательное движение и опираются на наклонный диск; ход поршня определяется углом наклонного диска.
• В конструкции с наклонным блоком цилиндров объем рабочей камеры зависит от угла наклона: поршни перемещаются при вращении приводного вала.

Радиально-поршневые насосы существуют в двух конфигурациях.

• С эксцентричным ротором: поршень движется внутри неподвижного наружного кольца. Ход поршней определяется эксцентриситетом.
• С эксцентричным валом: вращающийся вал вызывает радиально-колебательные движения поршня.

• Радиально-поршневые насосы могут быть оснащены различными независимыми выходами.

Пластинчатые насосы

Эти насосы имеют пластины прямоугольной формы, установленные внутри ротора с продольными радиальными пазами, благодаря чему пластины могут перемещаться в радиальном направлении.

• Как правило, имеют более высокий КПД, чем шестеренные насосы.
• Они производят меньше шума, сохраняя при этом высокую скорость (до 3 000 об/мин).
• Существуют с фиксированным и переменным рабочим объемом.
• Переменный рабочий объем позволяет при необходимости сократить расход и, следовательно, уменьшить расход энергии.

• Они более дорогостоящие, чем шестеренные насосы (но менее дорогостоящие, чем поршневые насосы).
• Они более хрупкие, так как пластины подвергаются сгибу из-за давления нагнетания.

В чем разница между насосами с переменным и фиксированным рабочим объемом?

Гидравлический насос с переменным рабочим объемом производителя HAWE Hydraulik

Рабочий объем — это объем жидкости, которую шестерни, пластины или поршни перекачивают за один оборот. Если рабочий объем насоса составляет 30 см3, то в теории он вытесняет 30 мл жидкости за 1 оборот.

• В насосе с фиксированным рабочим объемом количество жидкости, вытесняемой за оборот, не может быть изменено.
• В насосе с переменным рабочим объемом количество жидкости, перекачиваемой насосом за 1 оборот, может быть изменено.

Основное преимущество изменения рабочего объема заключается в возможности экономии энергии, когда система не требует максимальной мощности насоса.

Поршневые и пластинчатые насосы представлены как с фиксированным, так и с переменным рабочим объемом. Шестеренные насосы имеют только фиксированный рабочий объем.

Какими характеристиками обладают гидравлические насосы?

Гидравлические насосы характеризуются следующими параметрами:

• Давление Δp (бар)
• Скорость потока Qv (л/мин): объем жидкости, подаваемой насосом за период времени
• Рабочий объем (см3): объем жидкости, перекачиваемой за оборот
• Частота вращения N (об/мин)
• Мощность Ph (кВ)
• КПД: это полезная энергия насоса после потерь, в основном вызванных трением.

Расчет мощности гидравлического насоса:

Подача насоса (л/мин) * Давление (бар)

Мощность водного потока (kW) = —————————————-

Какие существуют обозначения гидравлических насосов?

Однопоточный насос с фиксированным рабочим объемом

Двухпоточный насос с фиксированным рабочим объемом

Однопоточный насос с переменным рабочим объемом

Двухпоточный насос с переменным рабочим объемом

Однопоточный насос с фиксированным рабочим объемом с дренажным каналом

Однопоточный насос с переменным рабочим объемом с дренажным каналом

Каким давлением обладает гидравлический насос?

• Рабочее давление редко бывает меньше 50 бар

210-300 бар: шестеренные насосы

• Максимальное давление обычно составляет 250 бар
• Наиболее часто используемый стандарт для шестеренных насосов — 210 бар
• Стандарт 300 бар используется некоторыми шестеренными насосами внутреннего зацепления

300-450 бар: поршневые насосы

• Они работают с высоким давлением, около 450 бар
• Стандарт 300-350 бар все чаще используется для открытых контуров
• 420 бар — это максимальный стандарт, используемый, в частности, для гидростатической трансмиссии в закрытом контуре

• Этот стандарт используется для работы с домкратами

7000 бар: гидропневматические насосы

10 000 бар: мультипликаторы давления

Как выбрать насос в зависимости от сферы применения?

Насосы внешнего зацепления

• Используются в основном в гидравлических системах, таких как дровоколы или лифты.

Насосы внутреннего зацепления

• Используются, в частности, в стационарных установках (например, в станках, прессах и т.д.) и машинах, работающих в закрытом пространстве (электрические погрузчики и т.д.).

Пластинчатые насосы

• Используются в промышленности в станках для формования и литья под давлением, а также в строительной технике.

Поршневые насосы

• Используются для работ, предполагающих высокое давление (от 400 до 700 бар); применяются в прессах, машинах для обработки пластмасс, станках и строительной технике.
• Используются для приведения в действие домкратов для тяжелых грузов.
• Они также используются в передвижном и строительном оборудовании, вспомогательной морской энергетике, металлообработке и штамповке, в станках, в нефтепромысловом оборудовании.
• Некоторые поршневые насосы используются для транспортировки углеводородов под высоким давлением в трубопроводах.
• Помимо прочего, они используются в машинах для гидроабразивной резки. В таком случае жидкостью выступает вода, а не масло.

Винтовые насосы

• Они используются для перекачки вязких жидкостей под высоким давлением, например, сырой нефти.

Основные принципы подбора насосов. Расчет насосов

Основные принципы подбора насосов

Выбор насосного оборудования – ответственный этап, от которого будут зависеть как технологические параметры, так и эксплуатационные качества проектируемой установки. При выборе типа насоса можно выделить три группы критериев:

1) Технологические и конструктивные требования

2) Характер перекачиваемой среды

3) Основные расчетные параметры

Технологические и конструктивные требования:

В некоторых случаях выбор насоса может диктоваться какими-либо строгими требованиями по ряду конструктивных или технологических параметров. Центробежные насосы, в отличие от поршневых, могут обеспечивать равномерную подачу перекачиваемой среды, в то время как для выполнения условий равномерности на поршневом насосе приходится значительно усложнять его конструкцию, располагая на коленчатом вале несколько поршней, совершающих возвратно-поступательные движения с определенным отставанием друг от друга. В то же время подача перекачиваемой среды дискретными порциями заданного объема также может являться технологическим требованием. Примером определяющих конструктивных требований может служить использование погружных насосов в тех случаях, когда необходимо или единственно возможно расположить насос ниже уровня перекачиваемой жидкости.

Технологические и конструктивные требования к насосу редко являются определяющими, а диапазоны подходящих типов насосов для различных специфических случаев применения известны исходя из накопленного человечеством опыта, поэтому в доскональном их перечислении нет необходимости.

Характер перекачиваемой среды:

Характеристики перекачиваемой среды часто становятся определяющим фактором в выборе насосного оборудования. Различные типы насосов подходят для перекачки самых разнообразных сред, отличающихся по вязкости, токсичности, абразивности и множеству других параметров. Так винтовые насосы способны перекачивать вязкие среды с различными включениями, не повреждая структуру среды, и могут с успехом применяться в пищевой промышленности для перекачивания джемов и паст с различными наполнителями. Коррозионные свойства перекачиваемой среды определяют материальное исполнение выбираемого насоса, а токсичность – уровень его герметизации.

Основные расчетные параметры:

Требованиям по эксплуатации, предъявляемы различными отраслями, могут удовлетворять несколько типов насосов. В такой ситуации предпочтение отдается тому типу насосов, который наиболее применим при конкретных значениях основных расчетных параметров (производительность, напор и потребляемая мощность). Ниже приведены таблицы, в общих чертах отражающие границы применения наиболее распространенных типов насосов.

Области применения (подбора) насосов по создаваемому напору

Выбрать насос – это просто

Содержание:

1. 1. Определяем цели, выбираем класс насоса
2. 2. Ищем нужные показатели
3. 3. Важные нюансы выбора насосов
4. 4. Полезные мелочи
5. 5. Гарантия на насосы

Насосы, как вид техники, чрезвычайно разнообразны и имеют множество видов. Но мы сократим область, требующую нашего внимания, определившись с тем, что нам нужны именно водяные насосы, служащие для перекачивания и циркуляции воды разного состава и степени загрязненности.

Определяем цели, выбираем класс насоса

Начнем выбор необходимой модели с определения ее класса и цели, для которой она будет использоваться.

Например, полив приусадебных насаждений, грядок и клумб с использованием воды из близлежащего водоема, где уровень загрязнения весьма высок, будет лучше проводить с помощью погружного дренажного насоса. Также он подойдет для осушения залитых водой помещений, подвалов и погребов, загрязненных колодцев, мелких прудов и канализационных отстойников.

В свою очередь использование воды высокой степени очистки (без наличия видимых частиц мусора и различных включений) позволяет применять поверхностные или погружные колодезные и скважинные насосы. Они могут использоваться для подачи воды как в оросительную систему, так и в водопровод с питьевой водой.

Для обеспечения постоянного перемещения больших объемов воды в отопительной или водопроводной системе различных зданий подойдут циркуляционные насосы.

По типу класса все насосы можно разделить на бытовые и профессиональные, при этом последние будут отличаться высокой степенью производительности. Для снабжения водой небольшого загородного дома или коттеджа будет вполне достаточно агрегата, перекачивающего 50 — 60 литров в минуту, тогда как для промышленных нужд приобретаются установки с показателем в 3-4 тысячи и более литров в минуту (насосные станции).

Ищем нужные показатели

Электричество или топливо?

Сразу необходимо определиться с источником энергии для вашего будущего насоса. Если в месте его постоянного размещения нет точек подключения к сети электрического тока, либо их использование затруднено по каким-либо причинам, то есть смысл приобретения агрегата, работающего на жидком топливе (дизельном или бензиновом). Насосы с возможностью автономного применения широко используются в коммунальных, противопожарных и спасательных службах. Хотя и на даче такой аппарат может быть намного удобнее, чем электрический.

Следующим шагом в выборе насосного агрегата будет оценка показателей каждой из моделей по величине основных характеристик: мощности, высоте подъема (напору), глубине всасывания и производительности (расходу).

Мощность аппарата характеризует силу его основного силового элемента – мотора. Чем больше это значение, тем более высокие нагрузки он способен выдерживать в течение длительного периода беспрерывной работы и тем выше его производительность.

Наибольшей силой двигателя могут похвастаться насосные станции или крупногабаритные погружные и циркуляционные модели. Но в свою очередь следует учитывать при установке их внутри помещений, что они могут иметь существенный уровень шума при работе.

Возможную высоту подъема (напора) необходимо учитывать, исходя из величины вертикального расстояния от поверхности земли до места водозабора (крана). При расчете напора учитывайте, что подъем воды на 1 метр по вертикали равен продвижению того же количества жидкости на 10 метров по горизонтали.

Глубина всасывания характеризует протяженность скважины или колодца, из которых будет забираться вода, то есть это та возможная глубина, с которой данный насос может забрать воду. Минимальными значениями этой характеристики обладают поверхностные насосы (до 7-9 метров).

Значение производительности зависит от количества кранов в доме и числа проживающих в нем потребителей. Считается, что 1 м3 (1000 литров) воды достаточно для одного человека в сутки. То есть для семьи из 4 человек достаточно 4 м3 жидкости и для этого вполне хватит насоса с производительностью 35-40 л/мин.

Важные нюансы выбора насосов

Следующим критерием в выборе насоса может служить наличие разного рода дополнительных систем и функций, обеспечивающих безопасное и эффективное использование агрегата.

Например, система контроля холостого хода автоматически прекращает работу насоса при отсутствии в нем воды, что сохраняет его от преждевременного выхода из строя. Могут быть полезны функции откачки воздуха или запуска при низком уровне воды, системы шумогашения.

Все насосы должны обладать надежной электроизоляцией. Если они переносные, то желательно наличие эргономичных транспортировочных ручек на корпусе. Это обеспечит должным образом безопасность их использования.

Обратите внимание на фазность установленного электродвигателя и тип охлаждения. Он может быть водяным, за счет перегоняемой воды, либо масляным. Последнее считается более надежным и качественным, но и дорогостоящим.

Имеет значение и материал, из которого изготовлен корпус самого насоса. Чугунный более тяжелый, но обладает выраженным эффектом шумогашения. Выполненный из нержавеющей стали или ударопрочного пластика имеет малый вес, но и меньшую шумоизоляцию.

Выбирая поверхностные насосы, уделите внимание тому, какая система всасывания в них используется: центробежная или вихревая. Каждая из них имеет свои достоинства, недостатки и особенности применения.

Остановив свой выбор на погружном скважинном насосе, убедитесь, что он по диаметру подходит для скважины. Его размер должен быть как минимум на 10 мм меньше отверстия скважины. Неправильный подбор по габаритам, либо не позволит воспользоваться этим насосом, либо может привести к его застреванию внутри скважинной трубы.

Полезные мелочи

Водяные насосы, как и любой инструмент, имеют свои расходные материалы в виде сменных фильтров и дополнительное оборудование: металлопластиковые трубы, насосные и поливочные шланги, разные виды кранов и переходников, электронные системы выключателей и блоков управления, гидроаккумуляторы, кабели и тросы.

Как правило, каждый производитель снабжает свое насосное оборудование эксклюзивными принадлежностями. Не экономьте на оснастке, так как ее качество является одним из основных факторов, влияющих на долгую и эффективную работу вашего агрегата. Некоторые из них будет необходимо приобрести вместе с насосом, а другие можно докупить при необходимости.

Гарантия на насосы

Все приобретенные у нас насосы имеют гарантийное обслуживание, проводимое в сервисных центрах. Срок его может варьироваться в зависимости от выбранного производителя.

Внимательно читайте инструкции и правила эксплуатации оборудования, чтобы не потерять возможность гарантийного обслуживания из-за несоответствующих условий эксплуатации. Для монтажа, пуска и настройки сложных насосов, например, циркуляционных, рекомендуется воспользоваться услугами специалистов и профессиональных установщиков.

При возникновении любых вопросов, касающихся выбора и последующей эксплуатации насосных агрегатов, Вы можете обратиться к нашим менеджерам, они с удовольствием на них ответят.

Особенности подбора гидравлики промышленного центробежного насоса для повышения эффективности и надежности работы

Автор: А.А. Кобзев (Корпорация ITT).

Опубликовано в журнале Химическая техника №2/2015

Гидравлические характеристики насоса – основной показатель, отражающий эффективность и надежность работы всего насосного агрегата. Неправильный подбор гидравлики может привести как к некорректной работе всей системы (недостаточный или избыточный расход, недостаточный или избыточный напор, кавитация), так и к механическим неполадкам (повышенные вибрация, температура), что может вызвать выход из строя всего насосного агрегата.

Рис. 1. Гидравлические характеристики центробежного насоса

Рассмотрим характеристические кривые центробежного насоса (рис. 1). Всего можно выделить 4 основные кривые: зависимости напора H, потребляемой мощности N,КПД насоса η и кавитационного запаса насоса NPSHr от расхода Q.

Рабочая точка (расход и напор), в которой работает насос, определяется пересечением гидравлической характеристики системы с напорной характеристикой насоса.

Для каждого центробежного насоса существует понятие точки максимального КПД (в западной литературе обозначается как BEP – Best EfficiencyPoint). Точка максимального КПД – это точка, при которой достигается максимальный КПД данного насоса. Соответственно, чем ближе находится рабочая точка к точке BEP, тем надежней и эффективней работает насос. В западной литературе вводится такое понятие как %BEP, т.е. выраженное в процентах отношение расхода в рабочей точке к расходу в точке максимального КПД: %BEP = (Qрасч/QBEP)100%.

Различные стандарты устанавливают предпочтительный и допустимый диапазоны работы. Так, стандарт 610 американского института нефти (API 610) устанавливает следующие требования: рабочий расход насоса должен составлять 80–110%, а допустимый – 70–120% расхода в точке максимального КПД.

Данное требование объясняется тем, что точка максимального КПД по сути является точкой, на которую насос проектируется; значения вибрации в ней минимальны (рис. 2).

Рис. 2. Зависимости напора, КПД и вибрации от расхода

Вибрация – основная причина выхода из строя подшипников насоса и торцовых уплотнений. Другими словами, из-за повышенной вибрации выходит из строя как гидравлическая, так и приводная часть насоса.

Рис. 3. Обеспечение запаса по напору:
а – путем установки рабочего колеса большего диаметра d;
б – путем увеличения частоты вращения вала насоса n

Другой важной составляющей правильного подбора гидравлических характеристик является обеспечение правильного запаса по напору. Данное требование связано с тем, что со временем трубопроводы могут засоряться, а также могут измениться параметры самой гидравлической системы. Все это может потребовать большего значения напора. Как известно из теоремы подобия, запас по напору может быть обеспечен как установкой рабочего колеса большего диаметра (рис. 3, а), так и повышением частоты вращения вала насоса (рис. 3, б). Если для регулирования частоты вращения применяется частотно-регулируемый привод (ЧРП), ременная передача или редуктор, то второй способ осуществить относительно легко.

При этом, однако, надо иметь в виду, что чем выше частота вращения, тем больше износ. Большинство промышленных насосов приводятся напрямую от электродвигателя, и повышение напора осуществляется заменой рабочего колеса колесом большего диаметра.

Каким же должен быть запас по напору? Как правило, все определяется требованиями технологического процесса. Если рассматривать конкретные цифры, то, например, стандарт API 610 устанавливает минимальное значение 5% для любого из указанных способов.

Если указанные выше требования являются скорее рекомендательными и служат для повышения надежности и эффективности работы, то требование безкавитационной работы для насоса является обязательным. Кавитация (так называемое «холодное кипение») возникает в случае, когда давление жидкости меньше давления насыщенных паров, и приводит к эрозийному механическому разрушению проточной части, повышенной вибрации и, как следствие, к выходу из строя всего агрегата. Для безкавитационной работы насоса требуется выполнение следующего требования: NPSHr

Источники:

http://www.drive2.ru/b/506067545065783486/

http://spark.ru/startup/partne/blog/80394/vse-8-vidov-gidronasosov-i-ih-klassifikatsiya-sekreti-masterov-blog-sdm-gidravlika

Как выбрать насос для гидропривода

http://guide.directindustry.com/ru/vybor-pravilnogo-gidravlicheskogo-nasosa/

http://ence-pumps.ru/podbor_raschet_nasosov/

http://www.vseinstrumenti.ru/articles/sad/kak-vibrat-nasos/

Особенности подбора гидравлики промышленного центробежного насоса для повышения эффективности и надежности работы