6. Компенсаторы гидроудара

Снизить давление ударной волны можно также за счет увеличения работы, которая тратится на деформацию трубопровода А_СТ. С этой целью в трубопроводах устанавливают компенсаторы, поглощающие энергию ударной волны.

Принцип действия компенсатора состоит в том, что при любом внезапном повышении давления упругий элемент (поршень пневмоцилиндра, пружина и др.) перемещаются, в результате чего происходит поглощение избытка энергии и за счет колебательного процесса энергия гидроудара рассеивается.

Рис. 15. Виды компенсаторов

Расчет компенсаторов производится упрощенно с учетом допущения, не учитывающего упругости жидкости и трубопровода. При этом берется наиболее неблагоприятный случай, соответствующий мгновенному перекрытию трубопровода.

По условиям работы компенсатора вся кинетическая энергия жидкости должна поглощаться при сжатии того или иного упругого элемента.

Для воздушного компенсатора принимаем, что сжатие воздуха происходит по адиабате, тогда работа, поглощаемая компенсатором:

, (56)

где Р₀ - начальное давление воздуха;

V₀ - начальный объем воздуха;

n = 1,4 - показатель адиабаты;

Р_К - конечное давление воздуха, которое и следует

определить, задавшись остальными параметрами.

Для пружинного компенсатора:

, (57)

где Р_К и Р₀ - конечное и начальное усилие, действующие

на пружину.

Д - средний диаметр пружины;

i - число витков;

G - модуль упругости 2 рода (на кручение);

d - диаметр проволоки пружины.

Определив величину конечного усилия Р_К, рассчитывают осадку пружины:

. (58)

7. Конструкция и расчет оборудования

ГИДРОПРЕССОВЫХ УСТАНОВОК

7.1. Насосы

Насосы, применяемые на гидропрессах классифицируются от величины давления, нагнетаемой жидкости.

К насосам высоких давлений относятся создающие давление Р  10 МПа:

1. кривошипно-плунжерные;

2. Ротационно-плунжерные;

3. эксцентриково-плунжерные.

Насосы средних давлений Р  10 МПа:

1. лопастные;

2. шестеренчатые;

3. винтовые;

4. центробежные.

7.1.1. Кривошипно-плунжерные насосы

Эти насосы могут использоваться на прессах с насосным и насосно-аккумуляторным приводом. Они могут работать как на водной эмульсии, так и на минеральном масле с максимальным давлением до 20  30 МПа. По конструктивному исполнению эти насосы выполняют с вертикальным и горизонтальным движением плунжеров. Производительность вертикальных кривошипно-плунжерных насосов от 15 до 125 л/мин, а горизонтальных от 100 до 750 л/мин, при этом максимальная мощность может достигать 1500 кВт. По принципу работы они различаются на насосы простого и двойного действия. Количество плунжеров приводимых в возвратно-поступательное движение от кривошипно-шатунного механизма, может быть от одного до трех.

Рис. 16. Схема кривошипно-плунжерного насоса:

1 – кривошип; 2 – шатун; 3 – ползун; 4 – плунжер;

5 – уплотнение; 6 – нагнетающий клапан; 7 – бак;

8 – напорная линия; 9 – всасывающий клапан;

10 – корпус

Чем больше количество плунжеров, тем выше равномерность подачи. Кривошипы при этом расположены под углом к друг другу в 120 ^.

Исходя из опытных данных, средняя скорость плунжера не должна превышать 3 м/сек, так как иначе клапана не успевают за ходом плунжера, работа насоса становится неустойчивой, сопровождается стуком клапанов, их износом, снижением мощности. Обычно обороты коленвала насоса находятся в пределах 120 - 180 об/мин. и задаются по условию:

, (59)

где Р - нагрузка по опоре клапана;

f_К - площадь клапана;

m - масса клапана;

r - радиус кривошипа.

Действительная производительность насоса:

, (60)

где - объемный к.п.д. (отношение действительно поданного

объема к теоретическому);

f - площадь плунжера;

z - число плунжеров;

n - число оборотов;

s - ход плунжера;

Мощность на валу насоса:

(кВт), (61)

где Р - давление, развиваемое насосом;

_М - механический к.п.д. (равен 0,8 - 0,9).