2. axiale zuigerpompen :

Transcriptie

1 Pompen met H-W zuiger andere aandrijfmechanismen 1. rechtstreeks aangedreven pompen : pomp aangedreven door motor met H-W zuiger (hydraulische, pneumatische, stoom, verbrandingsmotor) H-W beweging motorzuiger rechtstreeks benutten geen omzetting in ronddraaiende beweging zuigerstang : verbinding motorzuiger pompzuiger nadelen : 1. beweging niet meer bepaald door Δ-k -mechanisme wel door resultante aandrijvende - en weerstandskrachten 2. opstapelen energie op vliegwiel niet mogelijk - geen vliegwieleffect - traagheidskrachten H-W delen : zuigers door DP helpen boven 1000 à 1400 bar Δ-k -mechanisme niet meer mogelijk - grote dwarskracht op zuiger en kruishoofd bij kleine zuigersnelheid (7 cm/s) - levensduur dichtingen - traagheidskrachten - grote belasting aandrijfmechanisme rechtstreeks aandrijven van 2 (4) cilinder plunjerpompen door 1 (2) dubbelwerkende cilinders pompen 4 slide 1

2 2. axiale zuigerpompen : - cilinderblok voorzien van axiale boringen (fig 51) - eigenschappen : - debiet volgens helling van plaat s= 2r tgϕ r = excentriciteit cilinderboring ϕ = 0 debiet = 0 ϕ + - teruggepompt - cilinderblok rechtstreeks aangedreven door elektromotor 1500 tpm - geen kleppen - afdichting : spleetdichtingen (1/100 mm) - vloeistof : zuiver en zelfsmerend - pomp : hydraulische motor (vloeistof onder druk) - geen accumulatoren hydraulische regelapparatuur servomechanismen (pomp - motor) aandrijving hydraulische persen brandstofvoeding turboreactoren p tot 150 bar ϕ door gashendel hydraulisch systeem grondverzetmachines regelbaar oliedebiet vollast benuttiging stand tuimelschijf ϕ = f(n aandrijfmotor) 3. radiale zuigerpompen : (fig 52) eigenschappen: analoog axiale zuigerpompen geleverde druk tot 630 bar (t.o.v. 280 bar) 4. elastische slangenpompen : elastische slang : wals over slang in langsrichting leveren van bepaald volume (vloeistof agressief) kleine volumes constant debiet fig 53 n tot 1000 tpm persdruk 5 bar teflon : hoge slijtvastheid pompen 4 slide 2

3 Pompen met roterende zuiger : 1. volumetrische pompen rotor of zuiger roteert in stator afdichting tegen stator - voor- nadelen (t.o.v. pompen H-W zuiger) permanente beweging zuiger en vloeistof geen traagheidskrachten geen vloeistofslag geen accu. geen kleppen - n : pompafmetingen (rechtstreekse aandrijving) - vloeistof. met grote viscositeit (geen nauwe klepdoorgang) - spleetdichtingen nauwkeurige afwerking : prijs - zuivere vloeistof (uitgez. specifieke maatregelen : roots) - opvoerhoogte klein : lekdebiet = f(opvoerhoogte) - minder goed zelfaanzuigend - t.o.v. turbopompen : voordelen - theoretisch debiet onafhankelijk opvoerhoogte - zelfaanzuigend zonder toebehoren - druktoename per trap veel groter 2. tandradpompen : uitwendig en inwendig ingrijpende tandwielen volumetrische studie: theoretisch debiet : Qt = 2z f b n met f oppervlakte tandholtedoorsnede z as Q t als z maar lekverliezen f begrensd door b 1 PQ = QR = M M = 1 moduul 1 = = π ds z pompen 4 slide 3

4 benaderde formule f f = opp. deel aanpalende tand tussen k 1 en b 1 π 2 2 2fz = ( dk db) 4 ring (k 1,b 1 ) door steekcirkel s 1 in 2 = opp. π 2 2 2fz = ( dk ds) 2 π 2 2 Qt = ( dk ds) b n 2 = f(n) c 2 d s = as afstand c van beide tandwielen nauwkeurige berekening : correctieterm... + d π 3z 2 2 v 2 max toerental : 1500 tpm weinig viskeuze tpm zeer viskeuze vloeistof pijlvertanding (schuin, symm. t.o.v. middelloopvlak op as) 3000 tpm n beperkt zelfaanzuigend vermogen werkelijk debiet : < Q t : terugstroming terugstromingsdebiet Q = f(spleetwijdte) afwerkingmogelijkheden (kleine viscositeit) vloeistofwrijving (viskeuze vloeistof) Q = f(drukverschil over pomp) = onafhankelijk n f(δp) η als Δp Qw Q volumetr. rendement η = = 1 Qt Qt f(n) η als n η = 0.85 à 0.95 pompen 4 slide 4

5 constructieve opvatting : - vertanding evolvent - afwerking zeer nauwkeurig : frezen harden slijpen - ruimte omsloten door ingrijpende tanden veranderlijk volume mogelijkheid toe en afvoer inwendige gleuven cilinderdeksels minder energieverlies en as belasting - stijfheid stator voldoende : belet vergroting axiale speling platte vlakken : niet eenvoudig D en axiale lengte doorbuiging tandwielen ; lekdebiet lagerbelasting ; lagersmering? axiale lengte = steekcirkeldiameter Pompen 4 slide 5

6 schroefpompen : werking principieel zoals tandradpompen vloeistof ingesloten in tandholten ingrijpende schroeven fig 58 : axiale krachten opgeheven iedere schroef tegengestelde windingen ond. : aantal tandradpompen op dezelfde as met kleine stelhoekverschuiving volumetrische studie : doorstroomopp. A = A c A 1 A 2 = c te cil. schroeven planimetreren per omwenteling schroef : verplaatsing s vloeistof s = spoed = ruimte waarin vloeistof opgesloten Q t = A s n Q w < Q t lekverliezen beperken lekverliezen bij grote druktoename aantal windingen door s Q t debiet = f(n) karakteristieken : geen kopvlakverlies - lekverliezen < dan voor tandradpompen druktoename kan groter (350 bar) - debiet rendement vlakker verloop aangewezen voor sterk wisselende drukken - uitwendige tandwielen in oliecarter n (7000 tpm t.o.v. 1500) - geschikt voor zeer viskeuze vloeistoffen organische studie : - schroeven D en aantal tanden aantal tanden lekdebiet - hoofdschroef aangedreven; langs uitw. tanden andere - geen contact tussen flanken en schroeven geringe speling eisen lagering pompen 4 slide 6

7 - wel contact flanken : hoofdschroef andere aandrijven zelfsmerende, zuivere vloeistoffen s voldoende groot, kleine druktoename lagers zonder tussenafdichting in statorwand - axiale krachten druk zuigzijde opvangen door aangepaste lagers hydraulische ontlasting (aseinde) - spelingen = f(viscositeit) Schroefpompen met één schroef : - archimedespomp : as hellend 30 - open stator n klein (30 60 tpm) - η goed bij zeer kleine speling geschikt voor grote debieten - onzuivere vloeistoffen (waterzuiveringstation, bemaling bevloeiinginstallaties) - globoïdpomp : enkele schroef + aangrijpend wormwiel zeer viskeuze vloeistoffen - tot 15 bar - mohnopomp : éénschroevige pomp rotor = schroefvormig (één) opgewonden ronde staaf ééngangige schroefdraad met afgerond profiel stator : tweegangige schroefdraad, = profiel dubbele spoed contact stator rotor : volgens 2 doorsnijdingen van een meridiaanvlak van de rotor contactlijn verloopt bij draaien van de rotor vloeistof vooruitgeduwd per omwenteling axiale lengte van statorspoed rotoras beschrijft cilinder rotor : gegoten metaal stator : rubber 3000 tpm; zuighoogte 9 m, 7 bar pompen 4 slide 7

8 cellenpompen : roterende zuiger met cellen veranderlijk volume door celwanden (schotten) 1. met schuivende schotten : centrifugaal kracht veer- of vloeistofdruk enkelwerkend : stator : cirkelcilinder of kromme met verand. kromtestraal max 6 schotten kunststof Q= π ( D d) D n b (benaderend : dikte schotten verw.) debiet geregeld door excentriciteit D - d = 2e gedeelte stroomt terug tot 100 bar meervoudig werkend : volumekringloop van cellen meerdere malen doorlopen stator omtrek : cirkelbogen excentrisch met rotor verbonden door overgangsbogen (sinusoïden) poorten in statordeksel poorten dicht bij elkaar viskeuze vloeistoffen 3000 tpm; 100 bar 2. met scharnierende schotten : grote debieten; vloeistof + vaste materialen (rioolwater) kleine drukken; Δp over schot centrifugaalkracht 3. buigende schotten : rotor elastisch materiaal centrisch opgesteld stator cirkel segment vormige doorsnede vulstuk schotten buigen om goede afdichting : zelfaanzuigend hoge wrijvingsverliezen drooglopen! vloeistoffen met vaste materialen in suspensie kleine debieten en drukken pompen 4 slide 8