Методи розвантаження насосів

Методи розвантаження насосів - розділ Освіта, Устаткування літаків.

Мал. 5.17б. Схема редукційного клапана 1 – пружина; 2 – плунжер; 3 – канал нагнітання; 4 – канал редукованого тиску

Поршневі насоси повинні мати пристрої розвантаження. Найпростішим розвантажувальним пристроєм є запобіжний клапан, який зливає рідину при підвищенні тиску вище за допустимий.

Найбільш ефективним способом розвантаження насосів є повне вимкнення насосів. У цьому випадку застосовується реле тиску, який при досягненні заданого тиску відключає насос від приводу або відключає привід (електродвигун). У такій системі розвантаження в лінії високого тиску встановлений гідроакумулятор, який підтримує тиск у робочій магістралі до мінімально допустимого рівня, після чого знову включається гідронасос.

Однак періодичне включення та відключення насоса (хоча б за допомогою кулачкової муфти) знижує його надійність.

Мал. 5.18. Схема ПК (а) та схема його включення в гідросистему (б): 1 - корпус; 2 – пружина; 3 – клапан-кулька; 4 – лінія нагнітання; 5 – насос; 6 – бак; 7 – лінія зливу; 8 – ПК

Регулювання тиску рідини в гідросистемі може здійснюватися за допомогою редукційного та запобіжного (ПК) клапанів, автомата розвантаження насоса (АРН) та механізму (регулятора) зміни подачі насоса.

Часто у системі з робочим тиском ряд функціональних підсистем необхідно забезпечити зниженим тиском. Це завдання вирішується за допомогою редукційного клапана, який підтримує цей знижений тиск на постійному рівні.

Редукційний клапан (рис. 5.18) є автоматично діючим.дросель, опір якого в кожний момент часу дорівнюєΔрін= рвх -рред. При збільшенні, наприклад, редукованого тиску кулька 3 переміститься вгору, що призведе до збільшення прохідного перерізу, зниження Δрінш і, отже, до відновленнярред=const.

Найбільш простим пристроєм обмеження тиску гідросистемі є (ПК), схема якого і спосіб його включення в гідросистему показані на рис. 5.18. ПК – це клапан епізодичного дії, призначений для запобігання гідросистемі від підвищених тисків.

Мал. 5.19. Схема аксіального насоса з автоматичним регулюванням подачі: 1 – опорна шайба; 2 – дросельний отвір; 3 – силовий циліндр; 4 – клапан; 5 – мембрана

Принцип дії ПК простий: при виникненні в гідросистемі тиску на 10. 20% вище від номінального клапан-кулька 3 відійде від сідла і перепустить частину рідини в лінію зливу. Тиск у системі зменшиться, і клапан 3 опуститься на сідло клапана. При відкритому клапані насос працює за підвищеного тиску, витрачає велику потужність. При перепуску через ПК рідина сильно нагрівається, що недоцільно за тривалого часу роботи при максимальних тисках і частих спрацьовування ПК.

Існують пристрої, які переводять насос на режим холостого ходу після створення в робочій мережі високого тиску. В даний час широке застосування отримали насоси змінної подачі з приводом нерегульованим від двигуна. У таких насосах подача автоматично знижується до достатньої для компенсації витоків і підтримки в системі необхідного тиску. При зниженні тиску в системі, що відбувається внаслідок включення споживачів рідини, насосавтоматично перемикається на підвищену подачу.

На рис. 5.19 представлено схему аксіального насоса з автоматичним регулюванням подачі за рахунок зміни кута нахилу шайби. Чутливим елементом, що реагує на підвищення тиску, служить мембрана 5, що діє при підвищенні тиску вище заданої величини на клапан 4, керуючий тиском у правій порожнині силового циліндра, поршень якого змінює кут нахилу шайби 1. При відкритті клапана 4 тиск у правій порожнині циліндра 3 живиться з порожнини нагнітання насоса через дросельний отвір 2 поршні, знижується і поршень переміщається під дією тиску в лівій порожнині вправо, при цьому подача насоса зменшується.

При закритті клапана 4 тиск у правій і лівій порожнинах силового циліндра 3 вирівнюються і поршень його, переміщаючись вліво під дією пружини і тиску рідини на неврівноважену площу поршня циліндра 3, повертає похилу шайбу 1 в положення з максимальним кутом нахилу, а, отже на максимальну подачу.

Мал. 5.20. Схема АРН (а) та схема його включення в гідросистему (б): 1 – зворотний клапан; 2 – запірний клапан; 3 – пружина; 4 – поршень; 5 – гідроакумулятор; 6 – насос; 7 – бак; 8 – лінія зливу; 9 – АРН

Мал. 5.21. Зміна тиску насоса та гідроакумулятора під час роботи АРН: 1 – тиск насоса; 2 – тиск гідроакумулятора;рразг - тиск, при якому АРН переводить насос в режим розвантаження;рнаг - тиск, при якому АРН переводить насос у робочий режим;рх.г. - Тиск насоса при холостому ході

У гідросистемах із споживачами епізодичного дії доцільно застосовувати АРН, якийяк обмежує тиск, а й переводить насос при непрацюючих споживачах на режим холостого ходу (режим розвантаження). Схема АРН та спосіб його включення до гідросистеми показані на рис. 5.20. При непрацюючих споживачах (або коли споживачі витрачають не всю подачу насоса) тиск у гідросистемі і гідроакумуляторі 5 підвищується, поршень 4 зсувається вліво, стискаючи пружину 3, і відкриває запірний клапан 2. Рідина від насоса надходить у лінію зливу через запірний клапан 2 зворотний клапан 1 закривається; насос працює у режимі розвантаження, споживаючи незначну потужність. Споживачі в цьому режимі працюють від гідроакумулятора 5 доти, поки тиск в гідроакумуляторі не зменшиться до значеннярнаг=(0,8. 0,9)ррозг. Запірний клапан 2 закриється і насос почне подавати рідину в систему, заряджаючи гідроакумулятор і забезпечуючи роботу споживачів. Характер зміни тиску гідросистемі представлений на рис. 5.21.

При використанні в гідросистемах як джерела енергії насосів змінної подачі обмеження тиску в гідросистемі відбувається внаслідок переведення насоса в режим нульової подачі.

Виходячи з особливостей різних способів обмеження тиску, можна надати такі рекомендації:

- ПК слід застосовувати в гідросистемах ЛА з обмеженим часом польоту, в яких вимога простоти важливіша за вимогу економічності, а саморозігрів гідросистеми через малий час її роботи не призведе до відмови;

- АРН необхідно використовувати в гідросистемах ЛА з тривалим часом польоту та епізодично діючими споживачами, при цьому більшу частину польоту насос працює в режимі розвантаження, що значно збільшує його ресурс;

- насос змінної подачі (з його механізмом зміни подачі)необхідно застосовувати в гідросистемах ЛА з тривалим часом польоту і споживачами, що постійно діють, що дозволяє насосу працювати з високим ККД, не наближаючись до режимів розвантаження.

---