Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Винтовая характеристика поршневого двигателя

Описание и технические характеристики винтового компрессора

Винтовой компрессор представляет собой промышленное устройство, внутри которого воздух подвергается сильному сжатию механическим способом. На выход поступает поток сжатого воздуха, который применяется для питания пневматического оборудования и инструментов. Особенно широко такие приборы используются в сферах промышленности и строительства – питают станки, абразивные аппараты, малярные аппараты и другое.

Предлагаем подробно ознакомиться с описанием винтового компрессора, принципом работы и с перечнем характеристик, которые имеют особенное значение при выборе компрессорного оборудования.

Строение и принцип работы

Устройство винтовой компрессорной установки включает в себя систему фильтрации воздуха и масла, набор клапанов, электродвигатель с ременной либо цепной передачей, роторный блок, охладители воздуха и масла, блок управления, реле, термостат и вентилятор. Основным рабочим элементом является роторный блок. В нем находятся два винта, вращение которых поддерживается двигателем. Здесь же происходит и сжатие воздуха.

Несмотря на сложное внутреннее устройство, принцип работы у винтового компрессора простой:

Воздух принудительно попадает внутрь стального корпуса устройства.

Воздух смешивается с маслом или водой в зависимости от типа агрегата.

Воздушно-жидкостная смесь попадает в роторный блок, где сжимается.

После сильного сжатия в роторном блоке смесь разделяется в отделителе.

Очищенный сжатый воздух охлаждается и поступает на выходной патрубок.

Просматривая технические характеристики винтового компрессора, легко заметить, какого он типа – сухого сжатия, маслозаполненный или водозаполненный. Первые работают без смазочного материала, во вторых в качестве смазки используется масло, в третьих – вода. Водозаполненные агрегаты распространены в пищевой и фармацевтической промышленности, так как на выходе получается чистый и безопасный воздух.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры в основном используются в частном секторе, на малых и средних предприятиях. Они могут обеспечить давление воздуха до нескольких десятков атмосфер, и имеют и немало положительных черт:

  • Небольшая цена по сравнению с винтовыми компрессорами;
  • Простая конструкция;
  • Доступная стоимость запчастей, легкое сервисное обслуживание и ремонт;
  • Надежность и экономичность;
  • Возможность осуществления кратковременных запусков.
  • Возможность работы практически в любом месте
  • Отсутствие необходимости предварительного монтажа и других подготовительных работ.

К сожалению, не обойтись без отрицательных сторон: поршневые компрессоры сильно шумят и вибрируют во включенном состоянии. Поток воздуха отличается невысоким качеством — в нем могут присутствовать следы масляных паров и влаги.

Поршневой компрессор будет идеальным вариантом, если сжатый воздух не нужен постоянно и в больших объемах, а его качество не критично.

Где применяются винтовые насосы

Благодаря износостойкости и надёжности винтовые насосы пользуются большой популярностью в различных областях:

  • Обработка достаточно вязких жидкостей (нефтяные продукты, дизель, масла, полимеры, смолы, растворимые жиры);
  • Откачка жидкостей из промышленных скважин и обрабатываемых пластов;
  • Транспортировка и дозирование веществ на производстве;
  • Подача теплового носителя в отопительных системах;
  • Перемещение материалов в пределах строительных площадок;
  • Транспортировка отходов производства;
  • Подача скважинной воды для полива.

Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:

Принцип работы винтового насоса.

Оборудование этого типа выпускается как с одним винтом – для бытового применения в скважине, так и с несколькими винтами – для эксплуатации на промышленных объектах.

Независимо от типа конструкции, работа винтовых насосов основана на понятии винта Архимеда.

Принцип действия винтового насоса основан на возможности создания специального профиля, в котором линия зацепления между винтом и корпусом насоса обеспечивает полную герметизацию области нагнетания от области всасывания.

При вращении винта эта линия перемещается вдоль оси. Длина винта для обеспечения герметичности при всех положениях должна быть несколько больше шага расположения винтов.

Жидкость, расположенная во впадинах винта и ограниченная корпусом, при вращении винтов вытесняется в область нагнетания.

В большинстве случаев винтовые насосы, так же, как и шнековый выполняются с одним винтом. Но для промышленных целей выпускают варианты с тремя винтами: средний – ведущий и два боковых – ведомые.

Подбирая винтовые скважинные насосы определяют основные технические характеристики, основными из которых являются подача и напор. Особенностью такого оборудования является постоянное значение напор, который не меняется при изменении производительности.

Подача определяется по формуле:
Q = 0.0691 * n * d3, где
n – число оборотов винта в минуту;
d – диаметр начальной окружности винтов.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя bmw f10

Устройство винтового насоса

В общем случае в устройство винтового насоса входят:
1 – вал;
2 – корпус;
3 – напорный патрубок;
4 – всасывающий патрубок;
5 – уплотнение;
6 – подшипники.

Питание оборудование производится от электрической сети, после чего оборудование приводит в движение электродвигатель. Выпускают модели как с отдельно смонтированным двигателем (как на схеме), так и со встроенным.

Рассматривая конструкцию оборудования, можно заметить, что наружная поверхность винтов лежит на внутренней поверхности корпуса. При перекачивании, например, масла или других вязких жидкостей в месте контакта винта с корпусом образуется несущий масляный клин.

При этом между выступами винтов и корпусом создается замкнутое пространство, которое делает невозможным утекание жидкости обратно. Такой принцип работы винтового насоса обеспечивает равномерный график подачи жидкости во времени. К тому же, его неоспоримым преимуществом является способность к самовсасыванию жидкости.

Благодаря простой конструкции, такие агрегаты имеют широкую область использования. Эксплуатация винтового насоса нашла применение:
в бытовой сфере – подача воды из скважины или колодца;
в промышленной сфере – в работе вакуумных установок, для сушки продукции или при дегазации;
в нефтедобывающей отрасли – при работе со средне и низкодебитовыми скважинами.

Типы винтовых насосов

Начиная описывать погружные винтовые насосы следует заметить, что модельный ряд их довольно скромен. Это следует из того, что сами по себе винтовые глубинные насосы являются разновидностью погружного оборудования.

Насосы глубинные винтовые

Такое оборудование отличается удлиненным шнеком, за счет чего достигаются достаточно высокие рабочие характеристики.

Глубинные винтовые насосы используются для поднятия воды из артезианских скважин, где расстояние до воды может равняться нескольким сотням метров. Это самые мощные образцы линейки погружных винтовых насосов, что прямым образом сказывается на стоимости оборудования.

Насос для колодца

При выборе насоса для колодца, зачастую приоритет получают модели с креплением к стенке колодца. Такие насосы незаметны, а при работе издают только чуть заметный шум.

При установке насоса в колодец следует учитывать уровень воды. Желательно, чтобы уровень воды в колодце оставался постоянным. В противном случает нет возможности гарантировать надежную работу насоса.

Насос для колодца необходимо устанавливать не ниже одного метра от дна, иначе в процессе работы насос будет засорятся грунтом и мусором.

Винтовой насос для скважины

На насос глубинный винтовой крепится трос в специально предусмотренном месте, затем оборудование погружается непосредственно в воду. Питание подается по электрическому кабелю, с помощью которого осуществляется управление – включение и выключение.

Такой винтовой скважинный насос способен работать в очень жестких условиях. На работу агрегата не влияет наличие механических примесей в воде, он способен обеспечить Ваш дом водой с достаточно большой глубины.

Винтовой вакуумный насос представляет собой вариант оборудования с двумя винтами, которые вращаются во взаимно противоположных направлениях. Благодаря такому размещению перекачиваемая среда вначале оказывается между корпусом и камерами винтов, а затем перемещается в напорный патрубок.

Такие агрегаты широко используются в промышленной сфере:
для вакуумной упаковки;
при сушке продукции;
для дегазации;
в штамповке, прессовке, ламинировании и др.

Винтовые штанговые насосы

Такие агрегаты широко используются в сфере добычи нефти. Конструктивно это агрегаты с однозаходным винтом. Такие насосы широко используются при эксплуатации для низко и среднедебитных скважин.

В отличии от своих прямых конкурентов – станков-качалок винтовые штанговые насосы:
имеют простую и надежную конструкцию;
отличаются малыми массогабаритными параметрами;
легко монтируются на скважину;
не нуждаются в возведении фундамента;
отличаются простотой при обслуживании.

Как выбрать винтовой насос?

Для того чтобы приобрести лучшие винтовые насосы уделите внимание их техническим характеристикам:
Подача (производительность) показывает количество воды, подаваемое насосом с промежутке времени(литр в секунду или м3 в час).
Напор показывает на сколько метров насос способен поднять воду из скважины. При выборе насоса этот параметр должен быть не меньше чем сумма глубины на которой расположен насос + наивысшая точка трубопровода в доме.
Мощность насоса показывает необходимую нагрузку, которую он потребует от электросети Вашего дома. Мощность современных насосов может доходить до 5 кВт. Если электросеть дома рассчитана на меньшую нагрузку, чем требует насос, это приведет к поломке.
Материал корпуса. От материала корпуса насоса зависит в какой среде его можно использовать. Грунтовая вода содержит в большом количестве соли, поэтому при выборе насоса следует учитывать из чего изготовлен его корпус. Зачастую корпуса погружных насосов изготавливают из нержавеющих сталей.

Читать еще:  10hp двигатель что это
Установка в скважину

Установка винтовых насосов в скважине практически не отливается от монтажа центробежных агрегатов.

Хотя эти два типа оборудования отличаются конструкцией и принципом работы, назначение у них общее – подача воды по трубопроводу.

Установка в скважину выполняется в следующем порядке:

Шаг 1 – распаковываем насос, проверяем на наличие повреждений и работоспособность.

Шаг 2 – Закрепляем напорный шланг на верхней крышке.

Шаг 3 – подключаем электрокабель к кабелю насоса и стягиваем его хомутами с напорным шлангом.

Шаг 4 – крепим трос. Устанавливаем поплавковый выключатель при наличии.

Шаг 5 – на тросе опускаем винтовой насос на необходимую глубину и закрепляем в скважине.

Шаг 6 – подключаем питание и проверяем работу оборудования.

Первый пуск рекомендуется выполнять краткосрочным, чтобы проверить направление вращения по значению напора и подачи, а также общую работоспособность системы.

Погружные винтовые насосы

Это устройство являет собой механизм, который внутри своей конструкции образует напор нагнетаемой жидкости, давление в которой создается с помощью вытеснения обрабатываемого вещества винтами ротора. Эти винты изготавливаются из металла высокой прочности и вращаются вокруг оси статора определенной формы. Данный тип вакуумного оборудования является разновидностью роторно-зубчатых агрегатов, отличающихся от прототипа меньшим количеством зубьев и большим углом наклона шестеренок. За счет своей популярности, многие производители занимаются изготовлением именно такого типа насосов для нефтяных скважин, что повлекло за собой большой диапазон мощности этого оборудования, который может варьироваться от 0,5 до 1000 м З в сутки, а также способность создавать давление в пределах 6-30 МПа.

Если заглянуть в прошлое, то история винтовых насосов для откачки жидкостей повышенной вязкости начинается в конце двадцатых годов прошлого столетия. Популярность насоса выросла практически мгновенно и его стали использовать в пищевой, химической, целлюлозной, металлообрабатывающей, текстильной и табачной промышленности. Конструктор, который первым спроектировал устройство винтового насоса является французский инженер Муано, запатентовавший инновационный принцип гидравлической машины, и назвал его «капсулизмом», что полностью вытеснило использование клапанов и золотниковых распределителей.

Впервые, применение винтового насоса на месторождении нефтепродуктов было осуществлено в семидесятых годах. Это была канадская нефтяная станция, где данное оборудование смогло успешно поднять с глубины тяжелую нефть, содержащую большое количество мелкодисперсного песка. После этого мир признал рациональность эксплуатации винтовых насосов и их стали использовать на добыче нефти по всему земному шару. На сегодняшний день, такую установку можно встретить на более чем 45.000 нефтяных скважинах, включая большую половину месторождений нефти на территории России. Вдобавок, немного модифицированные винтовые насосы с успехом добывают угольный метан и самые легкие фракции нефти.

Устройство и принцип действия

Главным элементом, который осуществляет движение жидкости внутри корпуса насоса является спиралеобразный ротор с определенным шагом, в зависимости от мощности агрегата. Данная деталь вращается между раздвоенным статором, у которого также форма спирали, но шаг между витками в два раза больше, чем у ротора. На рисунке ниже под буквой А обозначен ротор, статор находится под буквой Б, а весь насос обозначен – В.

Конструкция винта обладает однозаходным плавно нарезанным шагом, с достаточно большой разницей между отношением размера винта в длину и его глубиной. Внутри насоса расположена обойма, в которую входит винт, и она имеет соизмеримый внутренний проход для винта такой же геометрии, но шаг внутренней поверхности обоймы равняется удвоенному шагу винта агрегата.

В основе принципа действия лежит образование между винтом и обоймой на протяжении всей длины замкнутых полостей, передвигающихся от канала всасывания да отверстия нагнетания, захватывая за собой перекачиваемую жидкость. Начало процесса подкачки осуществляется с синхронизацией имеющихся полостей и области приема устройства. По мере передвижения жидкости к выходу параллельно оси насоса, ее количество нарастает, заполняя при этом все свободное пространство рабочих зазоров до получения полной замкнутости. В области нагнетательного отверстия происходит сообщение объема полостей и пространства для нагнетания, в результате чего объем уменьшается и выталкивает жидкость в отводной трубопровод.

Читать еще:  Что цокает в двигателе авео

Характеристики стандартного винтового насоса для добычи нефти состоят из следующих показателей:

  • Возможность заглубления вертикально в землю до 3 км;
  • Номинальное количество выкачанной жидкости достигает 800 м З в сутки;
  • Максимальная вязкость жидкости, которую способен перекачивать винтовой насос может превышать 850 г/см З ;
  • Допустимый наклон скважины от центральной оси насоса – 90 м.

Существует несколько разновидностей винтовых насосов, которые имеют разное количество винтов. Наиболее распространенными являются:

  • Одновинтовой агрегат;
  • Двухвинтовое устройство;
  • Трехвинтовой насос;
  • Многовинтовой механизм в едином корпусе.

Наиболее часто используемые насосы — это устройство с одним и двумя винтами, которые могут оснащаться электродвигателями, расположенными на поверхности и мотором, погруженным вместе с насосом. Для примера можно рассмотреть наиболее простой механизм винтового насоса, который имеет однозаходное устройство, поперечное сечение которого повторяет правильный круг. На рисунке ниже указаны стадии вращения такого агрегата, где под цифрой 1 показано исходное положение, под цифрой 2 расположение винта под углом 90 градусов, 3 соответствует по расположению на 180 градусов.

После ряда специальных тестов было выявлено, что электродвигатели с малозаходными винтообразными устройствами способные развить большую скорость вращения, не используя высокой скорости передаточных оборотов. В процессе увеличения создаваемого объема ротором, происходит ускорение вращающего момента и понижение частоты оборотов. Это происходит благодаря тому, что механизм винта вместе с многозаходным ротором частично производит работу двигателя и параллельно с этим заменяет устройство типа понижающего редуктора, который имеет пропорциональное количество передаточного вращения вхождения ротора в обойму.

Что касаемо материалов для производства подобных винтов, то основным исходником является хромированная сталь либо сплавы на основе титана, что в большинстве случаев предпочтительней, так как вес титана практически в два раза меньше стали, а прочность намного выше. Благодаря меньшему весу снижается нагрузка на эластомер от воздействия центробежной силой в процессе оборотов винта. Для того чтобы геометрия детали получалась наивысшей точности, обработка винта происходит на специальном токарном станке с насадкой для вихревой нарезки.

Для максимального исключения сопротивления и трения между перекачиваемой жидкостью и поверхностью рабочих органов насоса, на последние наносится твердый слой хрома, после чего данное покрытие полируется специальным устройством, сохраняющим состояние гладкости довольно длительное время.

Ремонт и обслуживание устройства

Они не предназначены для помещений с минусовой температурой и сильной запыленностью, требуют плановой замены масла, прочищения фильтров, контроля состояния питающей электросети. Не предполагают установки дополнительных систем очисток масла, ресиверов.

Такое оборудование не нуждается в постоянном присутствии человека рядом, умеет отключаться самостоятельно в случае аварии, пикового перегрева или сбоя сети. В нем имеется возможность установки электронного управления. Программой допустимо задавать настройки работы до нескольких недель вперед. Максимальная продуктивность не сопрягается с перерасходом технических и человеческих ресурсов.

Ремонт происходит помощью сервисных центров.

Международная классификация компрессорных масел

Стандарт DIN 51506 предусматривает классификацию масел для воздушных компрессоров по степени напряженности:

  • VB, VB-L – для всех воздушных компрессоров с конечной температурой сжатия до 140 ºС;
  • VC, VC-L – для стационарных воздушных компрессоров с конечной температурой сжатия до 160 ºС и компрессоров, установленных на транспортных средствах, с температурой нагнетания до 220 ºС;
  • VD, VD-L – для стационарных воздушных компрессоров с конечной температурой сжатия до 220 ºС и компрессоров, установленных на транспортных средствах, с температурой нагнетания до 220 ºС.

К приведённым выше обозначениям в ряде случаев может добавляться буква L. Она означает, что в составе масла имеются легирующие присадки, повышающие его качество.

Масла, специально разработанные для использования в компрессорах, способны надолго продлить моторесурс оборудования. Для этого требуется лишь правильно подобрать сорт масла и его тип, а также соблюдать нехитрые эксплуатационные требования, данные в инструкции по использованию.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector