Насос с двигателем – Насосы центробежные с электродвигателем в России

Содержание

Электродвигатели для насосов и насосного оборудования

Компактность конструкций, простота соединений с насосом, легкая автоматизация управления и относительно низкие эксплуатационные затраты предопределили массовое применение электродвигателей переменного тока в качестве привода для насосов систем водоснабжения и канализации.

К приводным электродвигателям насосных агрегатов помимо их большой мощности предъявляется ряд специфических требований. Одним из определяющих является необходимость пуска двигателей под нагрузкой. Конструкция электродвигателя должна также допускать довольно продолжительное вращение ротора в обратную сторону (с угонной скоростью, определяемой характеристикой насоса), вызываемое сливом воды из напорных трубопроводов после отключения электродвигателя от сети при плановой или аварийной остановке агрегата.

Весьма желательной для улучшения условий работы энергетических систем, где применяются мощные насосные станции, является возможность частых повторных пусков, что, в свою очередь, предъявляет повышенные требования к конструкциям обмотки статора и пусковой обмотки электродвигателя, нагревание которых определяет продолжительность требуемой паузы между пусками и допустимое число пусков за рассматриваемый период.

Энергоснабжение и электропривод рассматриваются в специальных курсах, поэтому в настоящем учебнике лишь кратко освещаются особенности приводных электродвигателей различных типов, в значительной мере определяющие конструкцию и размеры машинного здания насосной станции

Асинхронные электродвигатели. При работе этих двигателей частота вращения магнитного поля статора постоянна и зависит от частоты питающей сети (стандартная частота 50 Гц) и от числа пар полюсов, а частота вращения ротора отличается на величину скольжения, составляющую 0,012-0,06 скорости магнитного поля статора. Причиной исключительно широкого применения асинхронных электродвигателей является их простота и небольшая стоимость.

В зависимости от типа обмотки ротора различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым или с фазным ротором

Короткозамкнутые асинхронные электродвигатели являются наиболее подходящим электроприводом для небольших насосов они значительно дешевле электродвигателей всех других типов и, что очень существенно, обслуживание их гораздо проще Пуск этих электродвигателей — прямой асинхронный, при этом не требуется каких-либо дополнительных устройств, что дает возможность значительно упростить схему автоматического управления агрегатами

Однако при прямом включении короткозамкнутых асинхронных электродвигателей очень высока кратность пускового тока, который для двигателей мощностью 0,6 — 100 кВт при п = 750Н-3000 мин»‘ в 5-7 раз выше номинального тока такой кратковременный толчок пускового тока относительно безопасен для двигателя, но вызывает резкое снижение напряжения в сети, что может неблагоприятно сказаться на других потребителях энергии, присоединенных к той же распределительной сети. По этим причинам допустимая номинальная мощность асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, пускаемым прямым включением, зависит от мощности сети и в большинстве случаев ограничивается 100 кВт.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют более сложную и дорогую конструкцию, так как обмотки ротора у них соединяются с наружным пусковым реостатом через три контактных кольца со скользящими по ним щетками

Перед пуском такого электродвигателя в цепь ротора с помощью реостата вводят дополнительное сопротивление, благодаря чему при включении электродвигателя уменьшается сила пускового тока по мере увеличения частоты вращения двигателя сопротивление постепенно уменьшается, а после того как электродвигатель достигнет частоты вращения, «близкой к нормальной, сопротивление пускового реостата целиком выводят, обмотки закорачивают и двигатель продолжает работать как короткозамкнутый

Для насосов с горизонтальным валом отечественной промышленностью в настоящее время выпускаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором единой серии 4А мощностью 0,06-400 кВт при д>3000 мин-1 и высоте оси вращения 50-355 мм. Электродвигатели мощностью 0,06-0,37 кВт изготовляются на напряжение 220 и 380 В; 0,55-11 кВт- на 220, 380 и 660 В; 15-110 кВт- на 220/380 и 380/660 В; 132-400 кВт- на 380/660 В.

Для привода вертикальных насосов выпускаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии ВАН мощностью 315-2500 кВт, напряжением 6 кВ и номинальной частотой вращения 375-1000 мин»1.

Изготовляются электродвигатели серии ВАН в вертикальном подвесном исполнении с подпятником и двумя направляющими подшипниками (один из которых расположен в верхней крестовине, другой — в нижней), с фланцевым концом вала для присоединения к насосу Вентиляция электродвигателя осуществляется по разомкнутому циклу напором воздуха, создаваемым вращающимся ротором и вентиляторами Холодный воздух поступает в машину снизу из фундаментной ямы через нижнюю крестовину и сверху через окна в верхней крестовине Нагретый воздух выбрасывается через отверстия в корпусе статора

Асинхронные электродвигатели основного исполнения имеют различные модификации, в частности: с повышенным пусковым моментом; с повышенными энергетическими показателями для насосных агрегатов с круглосуточной работой, при которой особое значение имеет повышение КПД; с фазным ротором, облегчающим условия пуска и т. п.

Отечественной промышленность J также выпускаются многоскоростные асинхронные электродвигатели, позволяющие изменением частоты вращения регулировать подачу и напор насоса, улучшая, тем самым, технико-экономические показатели насосной станции в целом. Так, например, двухскоростные электродвигатели серии ДВДА имеют интервал значений мощности от 500/315 до 1600/1000 кВт. Эти электродвигатели переводятся с одной частоты вращения на другое отключение одной обмотки статора с последующим включением другой.

Синхронные электродвигатели переменного тока применяются для привода мощных насосов, характеризуемых большой продолжительностью работы. Частота вращения синхронных электродвигателей связана постоянным отношением с частой сети переменного тока, в которую эта машина включена: ря=:3000 (где р — число пар полюсов; п — частота вращения)

Ротор синхронной машины отличается от ротора асинхронной наличием рабочей обмотки для создания постоянного магнитного поля, взаимодействующего с вращающимся магнитным полем статора Рабочая обмотка ротора запитывается постоянным током от возбудителя, которым может служить либо генератор постоянного тока, либо тиристорный возбудитель Генератор постоянного тока может располагаться отдельно от электродвигателя или крепиться на валу ротора

Во втором случае генератор выполняется с самовозбуждением тиристорный возбудитель всегда располагается отдельно от электродвигателя

Основные преимущества синхронного электродвигателя перед асинхронным следующие:

  • синхронный электродвигатель может работать с коэффициентом мощности (coscp), равным единице и даже опережающим, что улучшает коэффициент мощности сети и, следовательно,

  • экономит электроэнергию,

  • при колебаниях напряжения в сети синхронный электродвигатель работает более устойчиво, допуская кратковременное снижение напряжения до 0,6 номинального.

Основным недостатком синхронных электродвигателей является то, что момент на их валу при пуске равен нулю, поэтому их необходимо раскручивать тем или иным способом до скорости, близкой к синхронной для этой цели большинство современных синхронных электродвигателей имеет в роторе дополнительную пусковую короткозамкнутую обмотку, аналогичную обмотке ротора асинхронного двигателя

Для насосов с горизонтальным валом используют синхронные двигатели общего применения серий СД2, СДН-2, СДНЗ-2 и СДЗ различных типоразмеров, имеющие большой диапазон мощности (132-4000 кВт) и частоты вращения (100-1500 мин-1) при напряжении 380-6000 В.

Для привода вертикальных насосов изготовляются две серии синхронных двигателей трехфазного тока частотой 50 Гц, мощностью 630-12 500 кВт, напряжением 6 и 10 кВ, с опережающим cos ф = 0,9, позволяющим получить от двигателя при работе его в номинальном режиме реактивную мощность в пределах до 40% номинальной. Первая серия двигателей ВСДН 15-17-го габаритов включает машины с параметрами: N=6304-3200 кВт, п = 375-=-750 мин-1. Вторая серия электродвигателей ВДС 18-20-го габаритов включает машины больших мощностей (N=4000-=-12 500 кВт) и меньших частот вращения (п = 2504-375 мин»1).

Серийно выпускаемый вертикальный синхронный электродвигатель серии ВДС (8.3) имеет статор цилиндрической формы, активная сталь которого набрана пакетами из листовой стали и закреплена в станине стяжными шпильками. Ротор двигателя выполнен из литой стали. Полюсы прикреплены к ободу болтами. В верхней крестовине размещены подпятник, верхний направляющий подшипник и маслоохладитель. Эта крестовина является грузонесущей и воспринимает вес всех вращающихся частей агрегата и давление воды на рабочее колесо насоса. В нижней крестовине двигателя установлен нижний направляющий подшипник. Возбудитель двигателя (в данном случае генератор постоянного тока с самовозбуждением) вместе с контактными кольцами насажен на отдельный вал, который имеет фланцевое соединение с валом двигателя. В случае отдельно стоящих возбудителей на валу электродвигателя устанавливаются кольца, с помощью которых возбудитель соединяется с обмотками ротора. Двигатель имеет проточную вентиляцию. Двигатели этого типа мощностью свыше 4000 кВт выполняются с замкнутой системой вентиляции и охлаждением воздуха с помощью охладителей.

Обозначение электродвигателей этого типа включает данные об их габаритах. Так, например, марка двигателя, изображенного на 8.3, означает: вертикальный (В) двигатель (Д) синхронного типа (С) с диаметром расточки статора 325 см, длиной сердечника статора 44 см и числом полюсов 2р=16.

Напряжение приводного двигателя принимают в зависимости от его мощности и напряжения сети энергосистемы, к которой подключена насосная станция.

Если питание насосной станции осуществляется от энергосети напряжением 3,6 или 10 кВ и мощность электродвигателей превышает 250 кВт, то следует устанавливать двигатели на том же напряжении. В этом случае отпадает необходимость сооружения понизительной трансформа-горной подстанции и, следовательно, уменьшаются затраты по сооружению насосной станции. Напряжение электродвигателей мощностью 200-250 кВт определяется схемой электропитания и условиями перспективного увеличения их мощности. Электродвигатели мощностью до 200 кВт следует принимать низковольтными, напряжением 220, 380 и реже 500 В.

В зависимости от особенностей среды производственных помещений водопроводных и канализационных насосных станций в них устанавливают электродвигатели в том или ином конструктивном исполнении.

Электродвигатели, устанавливаемые в помещениях с нормальной средой, обычно принимают в защищенном исполнении. Электродвигатели, устанавливаемые на открытом воздухе, следует принимать в закрытом исполнении, для низких температур — во влагоморозостойком. При установке приводных электродвигателей в особо сырых местах их принимают в капле- или брызгозащищенном исполнении с влагостойкой изоляцией. Исполнение электродвигателей, устанавливаемых во взрывоопасных помещениях, должно приниматься в соответствии с Правилами устройств электроустановок (ПУЭ).

ООО «СЗЭМО «Электродвигатель» поставляет широкий спектр электродвигателей для насосного оборудования российского и зарубежного производства: герметичные, погружные, для водоснабжения, для жидкостей с посторонними включениями, для нефтепродуктов, для химической промышленности, насосы для поддержания пластового давления в скважине, нефтяные магистральные насосы, насосы для энергетической промышленности, насосы типа Д, КсВ, ПЭ, АВз, ЭЦВ.

Для правильного подбора электродвигателя для насосного оборудования просим сообщить нам полные характеристики насоса, включая: перекачиваемую среду, ее температуру, расход, напор, место установки, специфические особенности установки, варианты исполнения двигателя. В разделе «Контакты» нашего интернет ресурса Вы сможете оставить заявку на поставку электродвигателя для насосного оборудования и насосных станций. Мы постараемся в кратчайшее время подобрать необходимое Вам оборудование и подготовить технико-коммерческого предложения на поставку.


www.szemo.ru

Разновидности двигателей для насосов

Перекачивающие устройства (установки) работают на разных видах энергии, а потому и комплектуются соответствующими двигателями. Зная, в чем их различия, плюсы и минусы, несложно оценить целесообразность приобретения изделия. И хотя классификация технических средств, являющихся активаторами насосов, довольно сложная, она существенно упрощается применительно к оборудованию для бытового использования.

Пример разновидностей насосов

Электрические двигатели

Один из самых распространенных в частном секторе типов силового привода. Если насосная установка автоматизирована – единственно верное решение.

Плюсы: электрические двигатели не нуждаются в периодическом обслуживании, простое сочленение с насосом, компактность, низкие затраты на эксплуатацию.

Минус: чувствительность к параметрам сети. При нестабильности напряжения КПД отклоняется от заявленной величины, иногда значительно. Повышение энергопотребления, перегрев обмоток, сбои в работе инженерной системы – и это не все негативные последствия проблем с эн/снабжением.

Требования к эл/двигателям для насосов:

  • Способность вала вращаться в обратном направлении, причем длительное время. Например, при остановке насоса из-за отключения питающего напряжения, необходимости слива среды из емкости (магистрали).
  • Двигатель должен выдерживать повторные пуски даже при минимальном интервале между ними.
  • Возможность выхода на режим под нагрузкой.
Электрические двигатели подразделяются на асинхронные и синхронные, последние – на модификации с короткозамкнутым или фазным ротором. Выбор серии определяется в зависимости от мощности насосной установки и характеристик источника питания.

Особенности работы:

  • Синхронные двигатели. Плюсы: высокий КПД, компактность, устойчивость к повышенным нагрузкам, инертность к нестабильности питающего напряжения. Минусы: сложный пуск, стоят дороже устройств иных типов.
  • Асинхронные двигатели. Плюсы: постоянство функционирования в любых условиях, простота конструкции, демократичная цена. Минусы: изменение нагрузки влияет на крутящий момент, при запуске мощность падает. Для стабильной работы насоса двигатель этой модификации следует включать через преобразователь частоты, что повышает общие расходы на приобретение.
Пример классификации двс

ДВС

К ним относятся бензиновые, дизельные и газовые агрегаты, обозначаемые общей аббревиатурой. Классифицируются двигатели внутреннего сгорания по нескольким признакам (см. таблицу).

Такие силовые установки используются в случае проблем с организацией эл/питания строения от ЛЭП или с качеством напряжения в сети. Рассматривать их как основной вариант активатора насоса не стоит. Не говоря о сложности присоединения, нюансы эксплуатации делают применение таких двигателей ограниченным: только для резервирования (исключение – дизельные установки).

Выбор двигателя в качестве привода для насоса – вопрос сложный. Например, при оценке электрических моделей нужно учитывать степень защищенности, температурные условия эксплуатации и ряд иных особенностей. Чтобы приобретение впоследствии не разочаровало, а насос исправно работал, желательно проконсультироваться с профессионалом.

«АЛЬФАТЭП» более 10 лет работает на рынке инженерных систем. В нашем интернет-магазине внушительный сортамент насосов различных типов и модификаций. Все устройства ведущих производителей по их цене. При необходимости выбора двигателя для перекачивающего прибора специалисты компании готовы дать профессиональную консультацию. Связь с ними на сайте alfatep.ru (опция «Контакты») или по телефону 8 (495) 109 00 95 (по РФ звонки бесплатные). Доставка товара в короткие сроки независимо от региона. Предоставляем гибкую систему скидок, услуги по кредитованию клиентов, удобные способы оплаты, техническую поддержку оборудованию.

alfatep.ru

Соединение электродвигателя с насосом. Центровка и регулировка | Полезные статьи

Насосы различного вида распространены как в промышленности, так и в быту. Они используются для водоснабжения промышленных объектов и населенных пунктов, в химической промышленности для перекачки агрессивных сред, в агропромышленном комплексе для полива земель и т.д.
Безопасная эксплуатация насосного оборудования напрямую зависит от правильной центровки валов приводного двигателя и самого насоса. Правильная центровка насоса с электродвигателем позволяет минимизировать вибрацию агрегата, которая со временем вызывает преждевременный выход подшипников из строя, искривление валов и износ рабочих органов. Наиболее остро такая проблема стоит в промышленности для насосов с большой объемной подачей, укомплектованными двигателями большой мощности. Моноблочные агрегаты не в центровке не нуждаются, так как рабочие колеса запрессованы непосредственно на удлиненный вал электродвигателя. Эта процедура необходима для агрегатов, у которых соединение между насосом и электродвигателем выполнено с помощью муфты.

Виды несоосности:
Чтобы правильно выполнить соединение насоса с электродвигателем нужно не допустить возникновения несоосности (коллинеарности) между валами. Геометрические оси вращения валов насоса и приводного электродвигателя, связанных между собой муфтой, при неправильной установке могут не совпадать. Такое расхождение может быть параллельным (а), угловым (б) или смешанным (в) 


При параллельной неосоосности оси вращения валов располагаются в одной плоскости на определенном промежутке друг от друга по вертикали или горизонтали. Величина несоосности этого типа равна расстоянию между осями валов в миллиметрах.
При угловой коллинеарности оси вращения валов располагаются под углом друг к другу, в результате чего возникает раскрытие полумуфт. Чтобы численно оценить величину несоосности этого типа нужно измерить смещение оси вращения вала двигателя относительно оси вала насоса в двух местах на расстоянии 100 мм друг от друга. После этого полученные данные складываются, а полученный результат делится на расстояние между точками замера. Величина углового раскрытия муфт выражается в мм/100мм.
Смешанная несоосность характеризуется расхождением осей вращения валов как в вертикальной плоскости, так и по углу.
Для измерения расхождения валов используются как современные лазерные, так и аналоговые приборы


Когда проводится центровка 

Центровка валов насоса и электродвигателя выполняется:
    • после установки нового насосного оборудования;
    • по окончании капитального ремонта с заменой трубопроводных линий;
    • при возникновении вибрации и повышенного шума во время эксплуатации;
    • если температура подшипниковых щитов превышает номинальное значение.

Как производится центровка 

Прежде чем выполнять центровку следует определить стационарный и подвижный механизм. В паре насос-двигатель, стационарную позицию занимает первый агрегат, так как к нему обычно уже присоединен трубопровод. Поэтому за опорную линию с нулевыми координатами принимается центр вращения оси насоса. По результатам проведенных замеров осуществляется центровка двигателя относительно неподвижного агрегата. В горизонтальной плоскости несоосность устраняется перемещением корпуса электрической машины вправо или влево с одновременным контролем углового несовпадения, а вертикальная коллинеарность – с помощью регулировочных подкладок под лапы. 
При наличии специальных измерительных приборов опытному специалисту не потребуется много времени для устранения несоосности. Но если таковые отсутствуют центровка насоса с электродвигателем своими руками с помощью линейки, штангенциркуля и пластинчатых щупов растянется надолго. 
Для проверки коллинеарности валов можно использовать и два отрезка жесткой проволоки, которые закрепляются на полумуфтах со стороны двигателя и насоса и загибаются навстречу друг другу. Для боле точного измерения свободным концам проволок придают форму конуса. Между остриями импровизированных индикаторов должен остаться зазор величиной не более 1 мм. Медленно проворачивая скрепленные болтами полумуфты, с помощью щупа замеряют зазор через каждые 90° в плоскости, перпендикулярной оси вращения. По результатам выполненных измерений принимают решение о способе устранения возможной коллинеарности.


Сопряжение двигателя с приводимым механизмом посредством жестких муфт различной конструкции требует очень точного соблюдения соосности валов. Чтобы снизить вероятность возникновения коллинеарности любого типа для соединения валов используется упругая муфта для соединения насоса с электродвигателем. 

 

cable.ru

Насос и двигатель 2019

Оба насоса и двигатели являются механическими устройствами, используемыми для разнообразных инженерных работ. Оба устройства играют ключевую роль в различных областях техники, таких как машиностроение, электротехника, гражданское строительство, автомобилестроение, строительные работы, робототехника и т. Д. Они используются в самых разных целях.

Насос — это механическое устройство, используемое для подъема или перемещения жидкостей с использованием всасывания или давления. Наиболее распространенным примером насоса является ветряная мельница или водяная мельница для прокачки воды.

Двигатель — это электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую. Двигатели буквально повсюду — на вашем компьютере, фен, электробритва, кофемолка, посудомоечная машина и микроволновая печь.

Оба устройства являются одним из величайших изобретений всех времен, используемых во всех видах приложений.

Что такое насос?

Насос представляет собой стандартное механическое устройство, используемое для принудительного перемещения жидкости или газа вперед внутри трубопровода или шланга с использованием всасывания или давления или того и другого. Он также используется для сжатия газов или подачи воздуха на надувные предметы, такие как шины. Он создает всасывание для создания давления, вызывающего подъем жидкости на большую высоту.

Насосы используют механическую энергию для вытягивания жидкостей внутри, создают давление или, наконец, выпускают их через выход. Насосы в основном питаются от различных источников энергии, которые также включают ручное управление, энергию ветра, двигатели и электричество. Поскольку они обслуживают широкий спектр применений, насосы имеют все формы и размеры, от внутреннего погружного насоса до центробежного насоса до крупномасштабного промышленного насоса.

Они подразделяются на два генератора, центробежные и позитивные насосы. Их также можно классифицировать по методу смещения в скоростные насосы, импульсные насосы, паровые насосы, гравитационные насосы и бескамерные насосы.

Погружные насосы представляют собой один из наиболее распространенных типов насосов с центробежными насосами. Насосы с принудительным вытеснением облегчают перемещение флюидов путем улавли

ru.esdifferent.com

Центробежный Насос с Электродвигателем: Особенности Установки

Насос центробежный с электродвигателем

Насос центробежный с электродвигателем

Центробежные насосы с электродвигателем, в отличие от обычных конструкций, представляют собой устройства, состоящие из двух основных узлов: центробежного лопастного насоса и электродвигателя. Так же как и все центробежные насосы, они преобразуют механическую энергию, поступающую от двигателя, в энергию для создания потока жидкости, которая обеспечивает ее движение и в системе напор.
Как монтируется электроцентробежный насос в системе своими руками, предлагается узнать из статьи.

Как работает центробежный насос с электродвигателем

На схеме, представленной ниже, показано устройство внутренней части центробежного насоса и соединение его с электродвигателем.
В корпусе, поз. 1, который имеет вид улитки, заключено рабочее колесо, на нем расположены лопасти. Эти элементы находятся на валу электродвигателя. Всасывающий и напорный трубопроводы присоединяются к нагнетательному и приемному отверстиям.
Вода, которая заполняет насос, под действием центробежной силы, возникающей от вращения рабочего колеса его лопастями, выбрасывается в напорный трубопровод из корпуса. При оборотах рабочего колеса создается разрежение во всасывающем патрубке устройства, за счет этого во всасывающий трубопровод непрерывно поступает вода.

Совет: Центробежные насосы могут работать лишь при заполнении рабочего колеса, а значит и всасывающего трубопровода, водой. Поэтому, для удержания воды внутри насоса, если он остановлен, на конце трубопровода для всасывания необходимо установить приемное устройство, имеющее обратный клапан.

Если насос электроцентробежный в работу запускается впервые после завершения монтажных работ или ремонта, необходимо в его корпус предварительно залить воду. При этом нужно следить, чтобы не было образования воздушных пробок.
Основные показатели работы насосов являются:

  • Производительность.
  • Напор.

Выбирая насосы центробежные с электродвигателем нужно обращать внимание, что его производительность должна соответствовать часовому расходу жидкости в системе, а напор должен быть достаточным для подъема воды на нужную высоту, и смог преодолеть сопротивление трубопроводов и арматуры.

Почему возникают вибрации центробежного насоса

Часто при эксплуатации центробежных насосных агрегатов возникает проблема вибрации, когда в качестве привода берутся электродвигатели. Существует несколько способов, как правильно и достаточно быстро установить эту причину.

Совет: Повышенная вибрация сильно уменьшает надежность оборудования. В этом случае у насоса и мотора могут подшипниковые узлы выйти из строя, к тому же у электродвигателя могут появиться изгиб или даже излом вала, в торцовой крышке или в станине статора возможно появление трещины.
От вибрации у насосного агрегата могут получить повреждения опорная рама и фундамент. Все это требует своевременного устранения вибраций агрегата.

Вибрации возможны, если:

  • Была нарушена инструкция по эксплуатации насоса.
  • Произведена неправильно центровка насоса и электродвигателя.
  • Плохое качество изготовления соединительной муфты, износе ее элементов:
  1. пальцев;
  2. отсутствие соосности отверстий под пальцы;
  3. отсутствие соосности полумуфт.
  • Дисбаланс колеса или ротора, приводного насоса. Такой дефект особенно часто встречается у насосов, имеющих высокую частоту вращения или у насосов, где плохо отбалансировано рабочее колесо.
  • Дисбаланс ротора электродвигателя.
  • Установлены дефектные подшипники в насосе или электродвигателе.
  • Несоблюдение технологии изготовления фундамента и основания для агрегата.
  • Получил изгиб вал.
  • Ослабилась фиксация отдельных элементов насоса и электродвигателя: торцовых крышек, подшипников.

В каждой инструкции по эксплуатации центробежного насоса указывается о проведении пробного пуска электромотора, который должен быть отсоединен от насоса, чтобы определить направление вращения. Здесь необходимо обратить внимание: нет ли вибрации электродвигателя при холостом ходе.

Совет: Если в момент пуска электродвигатель и на холостом ходу работает без вибрации, тогда причины этого процесса следует искать: в неправильной центровке; в изношенных пальцах или самих полумуфт; присутствии дисбаланса в подсоединенном насосе.

Итак:

  • Если вибрация существует на холостом ходу, причиной ее является неисправность самого двигателя. В этом случае следует проверить, останется ли вибрация непосредственно после отключения агрегата от сети.
  • Если после отключения напряжения вибрация сразу же исчезла, это указывает, что имеется неравномерный зазор между ротором и статором.
  • При пуске сильная вибрация на холостом ходу может указывать на неравномерный зазор, обрыв в обмотке ротора стержня.
  • Если при отсоединении двигателя от насоса, после отключения от сети вибрация пропадает не сразу, а постепенно снижается по мере уменьшения числа оборотов, то причина кроется в дисбалансе ротора.
  • Легко обнаруживается вибрация, возникающая от износа или дефектов подшипников электродвигателя. Неисправный подшипник начинает сильно шуметь и греться.

В случае отсутствия вибрации электродвигателя на холостом ходу необходимо:

  • Проверить есть ли центровка насоса с электродвигателем и состояние соединительной муфты.
  • Проверяется соответствие режима эксплуатации насоса паспортным характеристикам.

Чаще всего в этом случае имеются две причины вибрации:

  • Насос эксплуатируется вне рабочей зоны, указанной в паспорте. Для проверки характеристик используется манометр, и замеряются им показания на выходе напора из насоса, и, при необходимости, производится регулировка задвижкой на напорном трубопроводе.
  • Насос эксплуатируется в режиме кавитации: причинами в этом случае могут быть: не полностью открыта задвижка; засорение всасывающего трубопровода. Проверка производится замером показаний вакуумметра на всасывающем трубопроводе, а затем полученные величины сравниваются с паспортными данными.

Как обеспечить соосность насосного агрегата

Совет: Надежность и долговечность работы насосного агрегата зависит от соосности вала насоса и электродвигателя: их оси в пространстве должны располагаться на одной прямой.

Даже при четком соблюдении технологии изготовления и сборки всех деталей и узлов агрегата не всегда выдерживается соосность при агрегировании. Поэтому существует необходимость центрировать валы насоса и электродвигателя.
Эту операцию выполняют на общей плите, регулировкой их положения с помощью прокладок. Завод-изготовитель эту работу выполняет перед отправкой заказчику агрегированных насосов.
Однако центровка может быть нарушена:

  • При транспортировке.
  • При деформации фундаментной плиты, изготовленной небольшой толщины.
  • От старения металла.
  • При неравномерном прилегании плиты агрегата к фундаменту.

На рис. 1 приведена схема отклонения от соосности валов.

Рис. 1 Отклонение от соосности

Рис. 1 Отклонение от соосности

  • Смещение в горизонтальной плоскости. Оси остаются параллельными.
  • Смещение в вертикальной плоскости. Оси скрещиваются.

В обоих случаях, при превышении определенных значений величин, агрегат работает ненормально:

  • Появляется шум.
  • Возникает вибрация.
  • Увеличивается потребляемая мощность.
  • Перегреваются подшипники.
  • Греется муфта.

Детали электродвигателя и насоса при таких отклонениях изнашиваются намного быстрее обычного. Быстроходность и масса вращающихся деталей влияют на величину допустимых отклонений от соосности валов. Чем выше цена агрегата, тем более жесткие требования должны предъявляться к соосности.
Определение соосности валов показано на фото.

Измерение отклонений от соосности

Измерение отклонений от соосности

Центровка валов насоса и электродвигателя должна производиться с соблюдением следующих основных положений:

  • В агрегатах с редуктором основным элементом является редуктор. Его устанавливают, выверяют правильность монтажа и фиксируют штифтами.
  • Электродвигатель, насос и гидромуфту центруют по редуктору.
  • В устройствах с гидромуфтой насос и электрический двигатель центруют по гидромуфте, перед этим ее предварительно выверяют, затем крепят и фиксируют.
  • В агрегатах, где отсутствует редуктор, центровку производят по насосу, предварительно выверенному и закрепленному.
  • Центровку агрегата без общей плиты, производят в два этапа:
  1. предварительно: перед заливкой болтов для фундамента;
  2. окончательно: после фиксации насоса к фундаменту.
  • Центрировать агрегат, имеющий общую фундаментную плиту, необходимо производить после ее выверки, подливки и затяжки болтов, фиксирующих фундамент.
  • Валы насосного агрегата окончательно центруют после присоединения трубопроводов к нему.

Как выполняется центрирование валов насоса и электродвигателя хорошо показано на видео в этой статье.


moikolodets.ru

Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Если вы хотите сказать спасибо автору, просто нажмите кнопку: 

2. Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Гидравлические насосы предназначены для преобразования механический энергии (крутящий момент, частоту вращения)  в гидравлическую (подача, давление). Существует большое разнообразие типов и конструкций гидравлических насосов, но всех их объединяет единый принцип действия – вытеснение жидкости. Насосы использующие принцип вытеснения называются объемными. Во время работы внутри насоса образуются изолированные камеры, в которых рабочая жидкость перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Поскольку между полостями всасывания и нагнетания не существует прямого соединения, объемные насосы очень хорошо приспособлены для работы в условиях высокого давления в гидросистеме.

Основными параметрами гидронасосов являются:

• Рабочий объем (удельная подача) [см3/об] – это объем жидкости вытесняемый насосом за 1 оборот вала.

• Максимальное рабочее давлени [МПа, bar]

• Максимальная частота вращения [об/мин]

Классификация объемных насосов по типу вытесняющего элемента показана на Схеме 1.

1.jpg

Схема 1.

При выборе типа насоса для гидросистемы необходимо учитывать ряд факторов свойственных определенным типам насосов и особенности разрабатываемой гидросистемы. Основными критериями выбора насоса являются:

  • Диапазон рабочих давлений
  • Интервал частот вращения
  • Диапазон значений вязкости рабочей жидкости
  • Габаритные размеры
  • Доступность конструкции для обслуживания
  • Стоимость

Далее будут рассмотрены различные типы насосов с описанием их конструктивных преимуществ и недостатков.

1.Поршневые Насосы

1.1 Ручные насосы

Простейшим насосом использующим принцип вытеснения жидкости является ручной насос. Данный вид насосов используется в современной технике для обеспечения гидравлической энергией  исполнительных гидродвигателей (в основном линейного перемещения) вспомогательных механизмов. Вторым, часто встречающимся, назначением ручных насосов в гидросистемах является использование его как аварийного источника гидравлической энергии.Давления развиваемые этими насосами лежат в диапазоне до 50МПа, но чаще всего данные насосы используют на давлениях не более 10-15МПа. Рабочий объем до 70 см3. Рабочий объем для ручного насоса это суммарный объем жидкости вытесняемый им за прямой и обратный ход рукоятки. Обычно насосы с малым рабочим объемом способны достигать больших величин рабочего давления, это связано с ограничением силы прикладываемой к рычагу пользователем.

Принцип действия ручного насоса одностороннего действия изображен на рис.1. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО2 происходит всасывание жидкости из бака, клапан КО1 при этом закрыт. При ходе поршня вниз происходит вытеснение жидкости через клапан КО1 в напорный трубопровод, клапан КО2 – закрыт.

На рис. 2 показан  ручной насос двустороннего действия. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО4 происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости внапорный трубопровод через клапан КО1. Клапана КО2 и КО3 при этом закрыты. При ходе поршня вниз через обратный клапан КО2происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости в напорный трубопровод через клапан КО3. Клапана КО1 и КО4 при этом закрыты.

Внешний вид ручного насоса показан на рис. 3.

2.jpg

Рис. 1

ручной насос двустороннего действия

Рис. 2

4.jpg

Рис. 3

Достоинства и недостатки:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • высокая надежность.
  • отсутствие приводного двигателя.

Недостатки

  • Низкая производительность

1.2Радиально-поршневые насосы

Радиально-поршневые насосы это разновидность роторно-поршневыхгидромашин. Эти насосы применяются для гидросистем с высоким давлением (свыше 40МПа). Эти насосы способны длительно создавать давления до 100МПа.Отличительной особенностью насосов данного типа является их тихоходность, частота вращения насосов данного типакак правило не превышает 1500-2000 об/мин. Частоты вращения до 3000 об/мин можно встретить только для насосов рабочим объемом не более 2-3 см3/об.

Радиально-поршневые насосы бывают двух типов:

  • С эксцентричным ротором
  • С эксцентричным валом

Радиально-поршневой насос с эксцентричным ротором изображен на рис. 4. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в роторе насоса. Ось вращения ротора и ось неподвижного статора смещены на величину эксцентриситета e. При вращении ротора поршни совершают поступательное движение. Величина хода составит 2e. Насос данной конструкции имеет золотниковое распределение. При вращении цилиндры поочередно соединяются с полостями слива и нагнетания разделенными перегородкой золотника, расположенного в центре.

5.jpg

Рис.4

Радиально-поршневой насос с эксцентричным валом изображен на рис. 5. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в статоре насоса. Ось вращения вала и ось неподвижного статора совпадают, но на валу имеется кулачок, который смещен на величину е относительно центра вращения вала. При вращении вала, кулачок заставляет поршни совершать поступательное движение. Величина хода составит 2e.  Насос данной конструкции имеет клапанное распределение.  При вращении вала поршни выдвигаясь из цилиндров наполняются жидкостью через клапана всасывания. Нагнетание жидкости происходит через клапана нагнетания  при вхождении поршней в цилиндры.

Данная конструкция редко используется как насосная и намного чаще используется в гидромоторах, о которых будет рассказано в одной из следующих статей.

6.jpg

Рис.5

Рабочий объем гидромашин данного типа можно рассчитать по формуле:

7.jpg

где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

е – эксцентриситет

Радиально поршневые насосы могут иметь конструкцию с переменным рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета е.

Из двух описанных конструкций большее распостранение получили радиально-поршневые насосы с эксцентричным валом. Это явилось следствием более простой конструкции. Фотографии радиально-поршневых насосов с эксцентричным валом представлены на рис. 6.

8.jpg

Рис. 6(а)

9.jpg

Рис. 6(б)

Достоинства и недостатки насосов радиально-поршневого:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • высокая надежность.
  • Работа на давлениях до 100МПа.
  • Относительно малый осевой размер.

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Малые частоты вращения вала
  • Больший вес конструкции по отношению к аксиально-поршневым машинам.

1.3Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневые насосы – это разновидность роторно-поршневых гидромашин с аксиальным расположением цилиндров (т.е. располагаются вокруг оси вращения блока цилиндров, параллельны или располагаются под небольшим углом к оси).Существует деление по типу вытеснителя на аксиально-плунжерные и аксиально-поршневые гидромашины. Отличаются они тем, что в первых в качестве вытеснителей используются плунжеры, а во вторых — поршни см. рис. 7.

10.jpg

Рис. 7

Насосы данного типа являются самыми распространёнными в современных гидроприводах. По количеству конструктивных исполнений они во много раз превосходят прочие типы гидронасосов. Эти насосы обладают наилучшими габаритно-весовыми характеристики (иными словами имеют высокую удельную мощность), обладают высоким КПД.Насосы этого типа способны даватьдавление до 40МПа и работать на высоких частотах вращения (насосы общего применения имеют частоты до 4000 об/мин, но существуют специализированные насосы этого типа с частотами вращения до 20000 об/мин).

Все аксиально поршневые насосы можно разделить на 2 типа:

  • Снаклонным блоком (ось вращения блока цилиндров располагается по углом к оси вращения вала)
  • С наклоннымдиском (ось вращения блока цилиндров совпадает с осью вращения вала)

На рис. 8 показана конструктивная схема аксиально поршневого насоса с наклонным блоком. При вращении вала насоса, вращается шарнирно соединенный с ним блок цилиндров. При этом поршни совершают поступательные движения. Блок цилиндров прилегает к распределителю  который имеет два паза: один паз соединен с линией всасывания, а другой с линией нагнетания. При выдвижении поршня цилиндр движется над пазом всасывания (см. вид А рис.8) и наполняется жидкостью. После прохождения нижней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально выдвинутом состоянии) цилиндр соединяется с пазом нагнетания в распределителе и начинает вытеснять жидкость из цилиндра пока не достигнет верхней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально утоленном в цилиндр состоянии). Далее Цилиндр снова соединяется с пазом всасывания и цикл повторяется. Система распределения используемая в данной конструкции насоса называется золотниковой.

11.jpg

Рис.8

Утечки из цилиндров во время нагнетания скапливаются в корпусе насоса. Чтобы не допустить роста давления в корпусе, на насосах данной конструкции имеется линия дренажа. Если ее заглушить, то это приведет к выходу из строя манжеты вала и нарушению герметичности насоса, а в некоторых случаях – к разрушению корпуса насоса.

На рис.9 показана конструкция насоса с наклонным диском.

13.jpg

Принцип работы насоса с наклонным диском аналогичен работе насоса с наклонным блоком. Насос данной конструкции так-же имеет золотниковое распределение.  Отличие конструкций состоит в соосности осей вала и блока цилиндров.

Рабочий объем аксиально-поршневых насосов можно рассчитать из следующего выражения:

14.jpg

где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона диска(блока)

Для насосов конструкций рис. 8,9возможны исполнения с изменяемым рабочим объемом. Изменение рабочего объема происходит за чет изменения угла наклона диска или блока (в зависимости от конструкции).

Для аксиально-поршневых насосов необходим механизм синхронизации вращения приводного вала и блока цилиндров. Существует четыре основных способа такой синхронизации:

  • Синхронизация одинарным (силовым) карданом
  • Синхронизация двойным (несиловым) карданом
  • Синхронизация шатунами поршней (бескарданная схема)
  • Синхронизация коническим зубчатым зацеплением.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком представлен на рис. 10. В данной конструкции синхронизация вращения вала и блока цилиндров осуществлена посредством конической зубчатой передачи.

Регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным диском  представлен на рис. 11.

15.jpg

16.jpg

Рис. 11

Рассмотрим еще одну довольно распространённую конструкцию  насоса с наклонным диском. Это конструкция аксиально-плунжерного насоса с неподвижным блоком, клапанным распределением и приводом плунжеровкулачкового типа (вращающейся наклонной шайбой). По ГОСТ  17398-72 этот тип насоса классифицируется как аксиально-кулачковый. Схема такого насоса показана на рис. 12.

17.jpg

Рис. 12

Эта конструкция имеет принципиальные отличия от конструкции изображенной на рис. 9. Насос на рис. 12 в отличие от предыдущей конструкции на рис. 9 имеет неподвижный блок цилиндров, совмещенный с корпусом, наклонный диск объединенный с валом и клапанное распределение рабочей жидкости. Ход плунжера определяется вращением наклонного диска. Система распределения работает следующим образом: выдвигаясь из цилиндра поршень создает в камере разряжение и через клапан всасывания камера наполняется жидкостью из полости корпуса, объединенной со всасыванием. При вхождении в цилиндр клапан всасывания находится в закрытом состоянии, происходит вытеснение рабочей жидкости из рабочей камеры через клапан нагнетания в линию нагнетания.

Некоторые конструкции аксиально-кулачковых насосов могут работать на давлениях до 70МПа.

Примечательным является факт отсутствия в данной конструкции линии дренажа так как всасывание осуществляется непосредственно из корпуса насоса. При этом в корпусе насоса абсолютное давления ниже атмосферного. По этой причине в данной конструкции повышенные требования предъявляются к уплотнению вала, при выходе из строя которого насос подсасывает воздух и подает гидросистему смесь воздуха и рабочей жидкости. Такой «воздушный коктейль» приводит к вибрациям в гидросистеме и выходу из строя ее элементов, включая насос.

Рабочий объем рассчитывается по той-же зависимости что и для описанных выше конструкций аксиально-поршневых насосов. Следует отметить что насос данной конструкции не имеет исполнения с регулируемым рабочим объемом.

Фотография насоса сконструктивным вырезом показана на рис. 13.

18.jpg

Достоинства и недостатки насосов аксиально-поршневого типа:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Работа на давлениях до 70МПа.
  • Высокий КПД.
  • Частоты вращения до 4000 об/мин
  • Высокая удельная мощность.

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Высокая стоимость по сравнению с другими типами гидронасосов.

2. Шестеренные насосы

Шестеренные насосы относятся к типу роторныхгидромашин.  Рабочими элементами (вытеснителями) являются две вращающиеся шестерни. Различают два основных типа таких насосов:

  • Насосы внешнего зацепления
  • Насосы внутреннего зацепления.

Частным случаем шестеренных насосов с внутренним зацеплением являются героторные насосы.

Шестеренные насосы широко распространены в гидросистемах с невысокими (до 20 МПа) давлениями.  Они широко применяются в сельскохозяйственной, дорожной технике, мобильной гидравлике, системах смазки. Используются для обеспечения гидравлической энергией гидроприводов вспомогательных механизмов в сложных гидросистемах. Столь широкое распространение шестеренные насосы получили за простоту конструкции, компактность и малый вес. Платой за простоту конструкции стало довольно низкое значение КПД (не более 0,85), низкое рабочее давление, и небольшой ресурс (особенно на давлениях ≈20МПа). Шестеренные насосы могут работать на частотах вращения до 5000об/мин.

Существуют образцы шестеренных насосов на давления до 30МПа однако ресурс таких насосов на порядок ниже.

2.1Шестеренные насосы внешнего зацепления

Основными элементами шестеренных насосов внешнего зацепления являются шестерни. При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев переносится из линии всасывания в линию нагнетания (рис.14).   Поверхности зубьев А1 и А2 вытесняют при вращении шестерен больше жидкости чем может поместиться в пространстве освобождаемом  зацепляющимися зубьями B1 и B2. Разность объемов, высвобождаемых двумя парами зубьев вытесняется в линию нагнетания. В месте зацепления шестерен при работе насоса образуются области «запертого» объема, что вызывает пульсации давления в линии нагнетания.

Рабочий объем шестеренного насоса можно определить из зависимости:

19.jpg

Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев

b – ширина зуба

h – высота зуба

Шестерни насосов внешнего зацепления в большинстве конструкций имеют прямой зуб, однако встречаются конструкции таких насосов с косым и шевронным зубом. Преимущество применения косого зуба состоит в меньшем уровне пульсаций за счет того что в месте зацепления «запертые» объемы не образуются. Недостатком конструкций с косым зубом является возникающая осевая сила, для восприятия которой нужно включать в конструкцию упорные подшипники. Этот недостаток отсутствует в насосах с шевронным зубом, где осевая сила компенсируется формой зуба. У насосов с шевронным зубом также малый уровень пульсаций.

20.jpg

Рис. 14

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внешним зацеплением показан на рис. 15.

21.jpg

Рис. 15

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внешнего зацепления:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Частоты вращения до 5000 об/мин
  • Низкая стоимость

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Низкий КПД
  • Сравнительно низкие давления

2.2   Шестеренные насосы внутреннего зацепления

Отличительной особенностью шестеренных насосов внутреннего зацепления является меньший уровень пульсаций и как следствие малый уровень шума. В связи с этим они находят широкое в стационарных машинах и механизмах, а так-же на мобильной технике работающей в закрытых помещениях.

Принцип работы шестеренного насоса с внутренним зацеплением  состоит, как и у насосов внешнего зацепления, в переносе жидкости во впадинах шестерен от линии всасывания в линию нагнетания. В зоне всасывания при вращении шестерен объем камеры, образованной зубьями шестерен и серпообразным разделителем, увеличивается(см. рис. 16). При этом происходит наполнение рабочей камеры жидкостью из линии всасывания. В зоне нагнетания происходит процесс вытеснения рабочей жидкости в линию нагнетания, т.к. объем камеры в этой зоне при вращении шестерен уменьшается.

22.jpg

Рабочий объем шестеренного насоса с внутренним можно определить из зависимости:

23.jpg

Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

h – высота зуба

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внутренним зацеплением показан на рис. 17.

24.jpg

Рис.17

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внутреннего зацепления:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Частоты вращения до 4000 об/мин
  • Низкий уровень шума
  • Низкая стоимость

Недостатки

  • Низкий КПД
  • Сравнительно низкие давления

2.3 Героторные насосы.

Героторные насосы это разновидность шестеренных насосов с внутренним зацеплением. Отличие от классической конструкции шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит в отсутствии серпообразного разделителя. Разделение полостей всасывания и нагнетания реализовано за счет применения специального профиля. Его форма такова что в зоне где должен находиться серпообразный разделитель обеспечен постоянный контакт шестерен. (рис.18). Принцип работы насоса данной конструкции точно такой же как и шестеренного насоса с внутренним зацеплением.Героторные насосы обычно используют при невысоких давлениях (до 15МПа) и подачах до 120 л/мин. При этом частоты вращения составляют не более 1500 об/мин.

Изображение героторногопоказано насосана рис. 19.

25.jpg

Рис.18

Рабочий объем героторного насоса можно определить из выражения:

26.jpg

Где     Аmin,Аmin – минимальная и максимальная площадь межзубьевой камеры

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

27.jpg\

Рис.19

Достоинства и недостатки героторных насосов:

Достоинства

  • Простота конструкции
  • Низкий уровень шума

Недостатки

  • Невысокий КПД
  • Высокая по сравнению с шестеренными насосами стоимость

2.4 Роторно-винтовые насосы.

Еще одной разновидностью шестеренного насоса можно считать винтовые насосы. Их рабочие элементы можно представить как косозубые шестерни с количеством зубьев равному числу заходов винтовой нарезки. Главным преимуществом этих насосов является равномерность подачи и как следствие низкий уровень шума. Достоинством насоса также является его способность перекачивать жидкости с твердыми включениями. Давление развиваемое насосом может составлять до 20МПа. Частоты вращения до 1500 об/мин.

Ввиду сложности изготовления данного типа насосов, они не получили широкого распространения и применяются лишь в специфических гидросистемах. Существуют двух (рис. 20) и трехвинтовые (рис. 21) конструкции насосов.

28.jpg

29.jpg

Достоинства и недостаткироторно-винтовых насосов:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций

Недостатки

  • Невысокий КПД
  • Высокая стоимость

3.  Пластинчатые насосы.

Пластинчатые гидронасосы это гидромашины в которых роль вытеснителя рабочей жидкости выполняют радиально расположенные пластины, которые совершают возвратно-поступательные движения при вращении ротора. В российской литературе пластины часто называют – шиберами, а насосы – шиберными.

Различают пластинчатые гидронасосы однократного действия и двойного действия. У насосов однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двойного действия — два раза.

Пластинчатые насосы имеют низкий уровень шума и хорошую равномерность подачи. Также эти насосы имеют сравнительно большие рабочие объемы при небольших габаритах. Пластинчатые гидронасосы могут работать на давлениях до 21МПа при частотах вращения до 1500 об/мин.

3.1 Насос однократного действия

Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор насоса приходит во вращение (см. рис. 22). Под действием центробежной силы пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. При прохождении пластин через область всасывания, объем рабочих камер между ними увеличивается и происходит всасывание рабочей жидкости.При прохождении пластин через область нагнетания, объем рабочих камер между ними уменьшается и происходит вытеснение рабочей жидкости в линию нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания в полость под ними подводится давление из линии нагнетания. В некоторых случаях дополнительный прижим пластин организуется за счет установки пружин под пластины.

Рабочий объем пластинчатого насоса однократного действия рассчитывается как:

30.jpg

Где     e – эксцентриситет

b – ширина пластины

Насосы однократного действия конструктивно могут иметь исполнения с регулируемым рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета e.

31.jpg

Рис. 22

Достоинства и недостаткипластинчатых насосов однократного действия:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций
  • Возможность регулировки рабочего объема
  • Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
  • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.

Недостатки

  • Большие нагрузки на подшипники ротора.
  • Сложность уплотнения торцов пластин
  • Низкая ремонтопригодность
  • Сравнительно невысокие давления (до 7МПа)

3.2 Насос двойного действия

Принцип действия насоса двойного действия полностью аналогичен принципу работы насоса однократного действия (рис. 23). Отличием является наличие двух зон всасывания и двух зон нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания, также как и насосов однократного действия, подводится давлени

www.rg-gidro.ru

Винтовые насосы с погружным двигателем

Винтовые насосы с погружным электродвигателем

В настоящее время интерес к трудно извлекаемым запасам углеводорода становится все более актуальным с каждым годом. Традиционные способы механизированной добычи перестали обеспечивать полноту объема извлечения нефти. В связи с этим нефтяники стали обращать свое внимание на малодебетный, осложненный и бездействующий фонды, которые в значительной степени стал дополнять объемы нефтедобычи из традиционного фонда скважин. Методы добычи совершенствуются с каждым годом и нефтедобывающие компании затрачивают большие усилия и средства для внедрения новых технологий, потому что традиционные способы механизированной добычи оказываются не всегда эффективными. Одним из новых способов добычи нефти является система винтового насоса с погружным синхронным двигателем на постоянных магнитах (вентильным двигателем). Эта установка способна обеспечить добычу нефти примерно на 80% осложненного фонда скважин.

Основные факторы, осложняющие добычу нефти в России

  • Механические примеси 20%
  • Солеотложения 18%
  • Асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО) 16%
  • Вязкость нефти 10%
  • Высокая температура пласта 9%
  • Нестабильный или малый приток 7%
  • Высокий газовый фактор 7%
  • Высокое содержание сероводорода 7%
  • Коррозийность 6%

Для работы в таких осложненных условиях создана и хорошо себя показывает система винтового насоса с погружным приводом.

Преимущества использования системы винтового насоса с погружным приводом и замены действующих УЭЦН И ШГН

  • Высокий КПД УЭВН 78-93% (35-60% УЭЦН и 45-60% ШГН)
  • Снижение на 30% и более потребления электроэнергии
  • Возможность работы с мало и среднедебетным фондом до 150 м3/сут
  • Малый перегрев вентильного электродвигателя при низких дебетах
  • Малые рабочие токи вентильного электродвигателя
  • Постоянный крутящий момент на валу электродвигателя независимый от частоты вращения
  • Широкий диапазон регулирования вращения и исключение срыва подачи
  • Изменение оборотов вращения УЭВН по средствам СУ в зависимости от давления на приеме насоса
  • Постоянный напор при разных частотах вращения
  • Работа с высоковязкими флюидами
  • Работа при высоком газовом факторе (УЭВН до 50%, УЭЦН мах 10-20%)
  • Работа при высоких значениях выноса мехпримесей (до 50%)
  • Использование в солесодержащем фонде
  • Использование в условиях АСПО
  • Отсутствие водонефтяных эмульсий при откачке тяжелой высоковязкой нефти за счет не пульсирующего главного потока и отсутствия турбулентности
  • Исключение риска износа штанг и НКТ в следствии их отсутствия
  • Снижение потерь на трение
  • Использование в скважинах с нестабильным притоком
  • Значительно увеличивает срок службы оборудования в осложненных условиях работы

Основные технические характеристики применения системы винтового насоса с погружным приводом

  • Напор до 300 бар
  • Производительность от 3 до 150 м3/сут
  • Плотность флюида не более 1400 кг/м3
  • Динамическая вязкость до 100 000 сП
  • Температура перекачиваемой среды 130 (200) 0С
  • Содержание попутной воды не более 99 %
  • Водородный показатель попутной воды от 6,0 до 8,5 рН
  • Массовая концентрация твердых частиц не более 0,8 г/л
  • Микротвёрдость частиц не более 5 баллов по Моосу
  • Содержание свободного газа не более 50 %
  • Концентрация сероводорода не более 6 %

Сотрудничая с компанией Нефтегаз – Развитие вы получаете следующие преимущества:

  • Профессиональный и точный подбор необходимых параметров системы
  • Полная комплектация всей системы – вы получаете работоспособный комплект оборудования в одном месте
  • Все рабочие элементы системы производства ведущих компаний Европы и России
  • Высочайшая надежность системы
  • Техническое сопровождение всех процессов – от заказа оборудования до его запуска

Состав системы винтового насоса с погружным приводом

1. Станция управления

предназначена для работы в комплектных приводах погружных винтовых насосов для управления вентильным электродвигателем. Предназначена для размещения на открытом воздухе, при температуре от -60 0С до +50 0С. Напряжение питания 380-460 В.

Станция управления осуществляет следующие действия:

  • Управление вентильным двигателем (плавный пуск, остановка, изменение скорости и направления вращения)
  • Автоматическое изменение оборотов двигателя при изменении давления на приеме насоса
  • Выполнение команд оператора
  • Отображение информации по основным параметрам работы двигателя и СУ
  • Регистрацию, обработку и накопление информации
  • Защиту электродвигателя и СУ
  • Защиту от несанкционированного доступа к изменению установок работы СУ

2. Трансформатор типа ТМПН

Предназначен для компенсации падения напряжения в кабеле, подводящем ток к электродвигателю.

Трансформатор имеет масляное охлаждение, предназначен для работы на открытом воздухе. На высокой стороне напряжения обмоток трансформаторов имеются переключения для подачи оптимального напряжения на электродвигатель в зависимости от длины кабеля, загрузки электродвигателя и напряжения сети. Трансформатор состоит из магнитопровода, обмоток высокого (ВН) и низкого (НН) напряжения, бака, крышки с вводами. Бак трансформатора заполняется трансформаторным маслом, имеющим пробивное напряжение не ниже 40кВт.

3. Клапаны сбивной и обратный

Клапан обратный предназначен для опрессовки колонны НКТ, герметизации трубного лифта при проведении ремонтных и аварийных работ. Клапан сливной служит для слива жидкости из колонны НКТ при демонтаже установки

4. Кабельная линия

Применяется для подвода электроэнергии к электродвигателю и данных телеметрии установки погружного насоса, состоящая из основного питающего кабеля и срощенного с ним удлинителя с муфтой кабельного ввода, обеспечивающей герметическое присоединение кабельной линии к электродвигателю. Применяются кабели следующих сечений: 3х10, 3х16, 3х25, 3х35 мм2.

 5. Винтовой насос (Винтовая насосная пара)

Рабочие органы представляют собой винтовую пару с внутренним зацеплением. Подвижный элемент рабочей пары, винт (ротор), совершает планетарное движение в обойме (статоре). Обойма имеет внутреннюю винтовую поверхность с шагом в два раза больше шага винта. Находясь в постоянном контакте, обойма и винт образуют несколько замкнутых полостей по длине винт — обойма. При вращении винта полость со стороны всасывания увеличивается в объеме и в ней создается разряжение, под действием которого осуществляется заполнение полости транспортируемой средой. Дальнейшее вращение винта перемещает отсеченные объемы транспортируемой среды в сторону нагнетания. При установленной частоте вращения винта скорость движения транспортируемой среды (производительность насоса) постоянна, т.к. неизменно проходное сечение винтом и обоймой.

6. Узел разгрузки

Предназначен для компенсации осевой и радиальной нагрузки, возникающей при работе скважинного одновинтового насоса с погружным приводом. Узел крепится между винтовым насосом и гидрозащитой электродвигателя, передавая крутящий момент от двигателя к ротору винтового насоса.

Основные технические характеристики узла разгрузки:

  • Максимальная осевая нагрузка 50 000 Н / 100 000 Н
  • Крутящий момент 955 Нм / 1700 Нм
  • Скорость вращения от 0 до 500 об/мин
  • Температура окружающей среды 120(150) 0С
  • Наружный диаметр 92 мм
  • Масса 25 кг / 40кг

7. Гидрозащита

 Выполняет следующие задачи:

  • Защита внутренней полости двигателя от попадания пластовой жидкости и предотвращения утечки масла при передаче крутящего момента от вала  электродвигателя к валу узла разгрузки
  • Компенсация тепловых изменений объема масла при работе электродвигателя  и его остановках
  • Выравнивание давления во внутренней полости двигателя с давлением  пластовой жидкости в скважине
  • Отвод газа из внутренней полости двигателя в затрубное пространство через  клапаны, установленные в гидрозащите

8. Вентильный электродвигатель

Тип электродвигателя, у которого индуктор находится на роторе (в виде постоянных магнитов), якорная обмотка находится на статоре (синхронный двигатель). Напряжение питания обмоток двигателя формируется в зависимости от положения ротора. Если в двигателях постоянного тока для этой цели использовался коллектор, то в вентильном двигателе его функцию выполняет полупроводниковый коммутатор (датчик положения ротора с инвертором).

Основные технические характеристики:

  • Частота вращения от 70 до 500 об/мин
  • Номинальный момент от 35 Нм до 1 000 Нм
  • Температура окружающей среды 120 (150) 0С
  • КПД двигателя 87 %
  • Диаметр корпуса 117 мм

ng-razvitie.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о