33-99 Nr. Mufu E iela, Gulou rajons, Nankinas,Ķīna [email protected] | [email protected]
33-99 Nr. Mufu E iela, Gulou rajons, Nankinas,Ķīna [email protected] | [email protected]
Rūpnieciskajos hidrauliskajos sistēmās sūknis parasti ir montēts uz šķidruma tvertnes augšpuses. Uzsūkšanas līnija (arī saukta par ieejas līniju) savieno sūkņa ieeju ar eļļu tvertne.
Šķidruma plūsma no tvertnes uz sūkni var tikt uzskatīta par atsevišķu hidraulisko sistēmu. Šajā apakšsistēmā zem atmosfēras spiediena sūkņa radītais spiediens veido pretestību plūsmai, un enerģija, kas pārvieto šķidrumu, nāk no atmosfēras spiediena. Atmosfēra, kas darbojas uz eļļas virsmas tvertne, darbojas kā akumulators.
5.1. attēls — Standarta sūkņa uzstādīšana — sūknis uz augšpuses, uzsūkšanas līnija zem eļļas līmeņa. Atmosfēras spiediens, kas darbojas uz eļļas virsmas, piespiež eļļu augšup uz sūkni.
Mēs parasti uzskatām, ka gaisam nav svara, tomēr Zemi ieskaujošā atmosfēra patiešām izdara spiedienu. Barometra izgudrotājs Toričelli parādīja, ka atmosfēras spiedienu var izmērīt, izmantojot dzīvsudraba stabiņu. Apgriezis dzīvsudraba pilnu cauruli otrādi un iegremdējis to dzīvsudraba baseinā, viņš atklāja, ka jūras līmenī atmosfēras spiediens var uzturēt dzīvsudraba stabiņu augstumā 29,92 collas (760 mm). Tātad standarta apstākļos jūras līmeņa atmosfēras spiediens ir vienāds ar (vai ekvivalents) 29,92 collu (760 mm) dzīvsudraba stabiņam. Protams, jebkura atrašanās vieta virs jūras līmeņa būs ar zemāku atmosfēras spiedienu.
Hidrauliskais spiediens parasti izsakāms psi vai bar vienībās, bet atmosfēras spiediens parasti mērīts in.Hg (dzīvsudraba collās) vai mmHg. Temperatūrā 68 °F (20 °C) un 36 % relatīvā mitrumā jūras līmenī atmosfēras spiediens = 29,92 in.Hg vai 760 mmHg, kas atbilst 14,7 psia vai 1,01 bar. Svarīgi: bar vienību neizmanto atmosfēras spiediena definīcijai; tā vietā standarta atmosfēras spiediens ir 101 000 N/m².
Pārveidojot vērtības starp in.Hg un psi, jāņem vērā, ka 1 psia = 2,04 in.Hg un 1 bar ≈ 752 mmHg. Tātad aptuveni: 1 psia ≈ 2 in.Hg vai 1 bar ≈ 750 mmHg.
Abas spiediena mērīšanas metodes — absolūtais un manometriskais spiediens — var izmantot hidrauliskajā sistēmā.
Absolūtais spiediens tiek mērīts no nulles spiediena punkta — pilnīgas spiediena trūkuma punkta. Vienība var būt psi (bar) vai in.Hg (mmHg). Absolūto spiedienu apzīmē, pievienojot sufiksu "a": psia (absolūtais psi), bara.
Manometriskais spiediens tiek mērīts no atmosfēriskā spiediena atskaites punkta. Vienība ir psi (bar). Absolūtais spiediens ir vienāds ar manometrisko spiedienu, kam pieskaitīts standarta atmosfēriskais spiediens. Piemērs: ja sistēma rāda 100 psig (6,9 bar manometriskais) un standarta atmosfēriskais spiediens ir 14,7 psia (1 bar), tad absolūtais spiediens ir 114,7 psia (7,9 bar absolūtais). Lai atšķirtu šos divus lielumus, manometrisko spiedienu pieraksta kā psig, bet absolūto — kā psia.
Kad sūknis nedarbojas, sistēmas ieplūdes pusē valda līdzsvars — spiediena starpība starp sūkni un atmosfēru ir nulle, tātad plūsma nepastāv. Lai sūknis piegādātu eļļu savam rotējošajam komplektam, darbojošais sūknis rada spiedienu zem atmosfēriskā spiediena — sistēma kļūst nelīdzsvarota — un plūsma sākas.
Spiediens, ko uz šķidrumu izdara atmosfēriskais spiediens, veic divas funkcijas:
Lielākā daļa atmosfēras spiediena tiek izmantota, lai paātrinātu šķidrumu iekšā sūknī, taču vispirms jāveic pirmais uzdevums: šķidruma piegāde pie sūkņa ieplūdes. Ja šajā posmā tiek patērēts pārāk daudz atmosfēras spiediena, neatliks pietiekami daudz spiediena, lai paātrinātu šķidrumu iekšā rotējošajā montāžā. Tas izraisa sūkņa barošanas trūkumu un notiek tā sauktā kavitācija.
Kavitācija ir tvaika dobumu veidošanās un sabrukšana šķidrumā. Tā kaitē sūknim divos veidos:
Uz sūkņa ieplūdes puses šķidrumā veidojas tvaika dobumi. Tas samazina smērēšanas efektivitāti un paātrina nodilumu. Kad šie dobumi nonāk augstspiediena zonā pie sūkņa izplūdes, dobumu sienas tiek saspiestas un pēkšņi sabrūk, atbrīvojot milzīgu enerģiju, kas „izlauž“ metāla virsmas — tāpat kā skulptors, kas ar āmuru un celti uz akmeņa darbojas. Ja kavitācija turpinās, sūkņa kalpošanas laiks saīsinās, un kavitācijas atlikumi var izplatīties pa citām sistēmas daļām un bojāt citas sastāvdaļas.
5.5. attēls — Kavitācijas bojājumi sūkņa korpusa caurumā. Mikroskopiskais rievu raksts rodas, kad tvaika dobumi metāla virsmā atkārtoti implodē.
Skaidrākais kavitācijas pazīmes ir troksnis — kad dobumi sabrūk, tie rada augstas amplitūdas vibrāciju, kas izplatās pa visu sistēmu, un hidrauliskais sūknis rada augstas frekvences, caururbjošu skaņu. Kad rodas kavitācija, jo sūkņa kamerās šķidrums nav pilnībā piepildījis tās, plūsma samazinās un sistēmas spiediens kļūst nestabils.
Kavitācija veidojas šķidrumā, jo šķidrums vārās — tomēr šis vārīšanās nav izraisīta ar siltumu. To izraisa šķidruma sasniegšana pietiekami zemā absolūtajā spiedienā.
Visas molekulas šķidrumā pastāvīgi pārvietojas, taču ne visas vienādā ātrumā. Ātrāk kustīgās molekulas tuvumā virsmai cenšas izkļūt telpā virs šķidruma, neskatoties uz apkārt esošo molekulu pievilkšanas spēku. Spēks, ko ātri kustīgām molekulām jāpārvar, lai izkļūtu atmosfērā, ir šķidruma tvaika spiediens.
Ja šķidruma tvertne ir noslēgta, ātri kustīgi molekulas iekļūst telpā virs šķidruma. Kad šajā telpā tiek sasniegta tvaika piesātinājuma vienlīdzsvara stāvoklis, molekulas saduras un atgriežas šķidrumā. Molekulu izdalīšanos sauc par iztvaikošanu; molekulu atgriešanos — par kondensāciju. Kad iztvaikošanas un kondensācijas ātrumi ir vienādi, tiek sasniegts līdzsvars, un tvaika radītais spiediens ir šī šķidruma tvaika spiediens. Tvaika spiedienu parasti izsaka absolūtā spiediena vienībās, collās dzīvsudraba staba (in.Hg).
Tvaika spiediens ir atkarīgs no temperatūras. Kad temperatūra paaugstinās, šķidruma molekulas iegūst vairāk enerģijas un kustas ātrāk. Tvaika spiediens paaugstinās. Kad tvaika spiediens vienāds ar atmosfēras spiedienu, šķidruma molekulas var brīvi iekļūt atmosfērā — šo procesu sauc par vārīšanos. Ūdens jūras līmenī vārās 212 °F (100 °C) temperatūrā, jo šajā temperatūrā ūdens tvaika spiediens vienāds ar atmosfēras spiedienu.
Šķidrumu var likt vārīties arī, samazinot uz to darbojošos spiedienu. Kad samazinātais spiediens vienāds ar šķidruma tvaika spiedienu, šķidruma molekulas var brīvi iekļūt telpā virs šķidruma. Ūdens temperatūrā 100 °F (37,2 °C) ir tvaika spiediens 2 collas dzīvsudraba staba (0,068 bar). Ja ūdens trauks, kura temperatūra ir 100 °F, ir savienots ar vakuuma sūkni un iekšējais absolūtais spiediens nokrīt līdz 2 collām dzīvsudraba staba (0,068 bar), ūdens vārās. Sūkņi, kas apstrādā šķidrumus, parasti piedzīvo šāda veida vārīšanos.
Hidrauliskā eļļa jūras līmenī satur aptuveni 10% šķīdušā gaisa. Šis gaiss eksistē šķīdumā šķidrumā — tas ir ne redzams un nepamanāmi nepalielina šķidruma tilpumu. Šķidruma spēja šķīdināt gaisu (piemēram, hidrauliskās eļļas vai jebkura cita šķidruma) samazinās, ja uz šķidrumu darbojošais spiediens samazinās. Piemēram, ja kausiņā hidrauliskā eļļa atmosfēras spiedienā tiek ievietota vakuuma vidē, šķīdušais gaiss pārvēršas burbuļos un izdalās no šķīduma. Kavitācijas laikā šķīdušais gaiss izdalās no eļļas un rada bojājumus hidrauliskajam sūknim.
Ieslēgtais gaiss ir gaiss šķidrumā neshķīdušā stāvoklī — burbuļu veidā. Ja sūknis reizēm iesūc eļļu, kas satur ieslēgtu gaisu, gaisa burbuļiem uz sūkni ir līdzīga ietekme kā kavitācijai. Tomēr, tā kā šī parādība nav saistīta ar šķidruma tvaika spiedienu, to sauc par psedokavitāciju.
Ja sūkšanas līnijā ir noplūdes vai ja sūkņa vārpsta blīvējums neiztur, sistēmā gandrīz vienmēr ir iestrādāts gaiss. Tā kā spiediens pie sūkņa ieplūdes puses bieži ir zem atmosfēriskā spiediena, jebkura atvērta vieta tur izraisīs gaisa ievadīšanu eļļā un sūknī. Jebkuri iestrādātie gaisa burbuļi, kas nevar izplūst no rezervuāra, arī nonāks sūknī.
Kavitācija ir ļoti kaitīga gan sūknim, gan sistēmai. Tāpēc sūkņu ražotāji norāda savu produktu ieplūdes puses robežvērtības. Pozitīvās pārvietošanas rūpnieciskie hidrauliskie sūkņi parasti prasa, lai spiediens pie sūkņa ieplūdes puses būtu zem atmosfēriskā spiediena, lai šķidrums varētu tikt iepildīts sūkņa rotējošajā komplektā. Tomēr šī spiediena specifikācija parasti netiek dota absolūtā spiediena vienībās — tā tiek dota kā vakuuma vērtība.
Vakuumu sauc par jebkuru spiedienu, kas ir zem atmosfēras spiediena. Vakuumu ir grūti izprast, jo tā sākumpunkts ir tāds pats kā manometriskā spiediena (atmosfēras spiediens), bet vērtības tiek skaitītas lejup vienībās in.Hg (mmHg).
0 collas (0 mm) vakuumā = atmosfēras spiediens vai nulle manometriskajā spiedienā. 29,92 in.Hg (760 mmHg) vakuumā = pilnīgs vakuums vai nulle absolūtajā spiedienā.
Kā parādīts diagrammā, dzīvsudraba baseins, kas caur stikla cauruli savienots ar konteineru, kurā ir atmosfēras spiediens: tā kā spiediens konteinerā atbilst atmosfēras spiedienam, kas iedarbojas uz baseinu, dzīvsudrabs stikla caurulē nepacelšas. Nulles dzīvsudraba kolonnas augstums norāda, ka konteinerā nav vakuumā.
Ja konteineru izvāc, līdz iekšējais spiediens samazinās par 10 collām Hg (254 mm Hg), tad atmosfēras spiediens, kas darbojas uz trauka virsmas, var noturēt 10 collas (254 mm) dzīvsudraba — izmērītais vakuumspiediens ir 10 collas Hg (254 mm Hg). Ja konteineru izvāc līdz pilnīgam vakuumam (nulles absolūtais spiediens), atmosfēras spiediens var noturēt 29,92 collas (760 mm) dzīvsudraba — izmērītais vakuumspiediens ir 29,92 collas Hg (760 mm).
0 collas (0 mm) dzīvsudraba vakuumspiediens = atmosfēras spiediens = nulle manometriskajā spiedienā. 29,92 collas Hg (760 mm) vakuumspiediens = pilnīgs vakuums = nulle absolūtajā spiedienā.
5.9. attēls — Vakuumspiediena mērīšana ar dzīvsudraba manometru. Trīs stāvokļi no augšas uz leju: atmosfērisks (0 vakuumspiediens), daļējs vakuums (10 collas Hg) un pilnīgs vakuums (29,92 collas Hg = 0 psia).
Vakuummetrs ir kalibrēts no 0 līdz 30 in.Hg (0–760 mmHg), kur katrs dalījums atbilst 1 in.Hg. Jūras līmenī, lai pārvērstu vakuummetra rādījumu absolūtajā spiedienā, vienkārši atņemiet vakuummetra rādījumu (in.Hg) no 30 in.Hg (760 mmHg). Piemēram, 7 in.Hg (177 mmHg) vakuummetra rādījums atbilst absolūtam spiedienam 23 in.Hg (583 mmHg).
Sūkņu ražotāji izmanto vakuumvienības ieejas prasībām, jo tās saistītas ar jūras līmeni — kad sūknis tiek izmantots augstumos virs jūras līmeņa, jāņem vērā zemākais atmosfēras spiediens šajā augstumā.
Piemērs: Ja ražotājs norāda, ka maksimālais ieplūdes vakuums nedrīkst pārsniegt 7 in.Hg (177 mmHg), tas nozīmē, ka ražotājs vēlas vismaz 23 in.Hg (583 mmHg) absolūtā spiediena (vai atmosfēras spiediena) sūkņa ieplūdē, lai paātrinātu šķidruma plūsmu uz rotējošo komplektu. Ja absolūtais spiediens sūkņa ieplūdē kritīs zem 23 in.Hg (583 mmHg), sūknis var tikt bojāts, tomēr tas ir atkarīgs no drošības koeficienta, ko ražotājs ir paredzējis vakuuma reitingu.
Sūkņa maksimāli pieļaujamais vakuumspiediens ir atkarīgs no tā, kuru šķidrumu sūknē. Ieejas puses tehniskie nosacījumi tiek aprēķināti, pamatojoties uz naftas eļļas īpatnējo smagumu un tvaika spiedienu. Ja tiek izmantotas ugunsizturīgas hidrauliskās šķidrums, īpatnējā smaguma un tvaika spiediena izmaiņas ietekmēs maksimāli pieļaujamo ieejas vakuumspiedienu.
Īpatnējais smagums ir viena šķidruma svara attiecība pret otra šķidruma svaru. Precīzāk, tas ir noteikta tilpuma šķidruma svara attiecība pret tāda paša tilpuma ūdens svaru. Temperatūrā 60 °F (15,6 °C) 1 ft³ ūdens sver 62,4 mārciņas (28,3 kg). Dalot eļļas svaru ar ūdens svaru, mēs konstatējam, ka eļļa sver 90 % tik daudz cik ūdens, vai citiem vārdiem — svara attiecība ir 1 (ūdens) pret 0,90 (naftas eļļa); tādējādi naftas eļļas īpatnējais smagums (SG) ir 0,90.
Sūkņa ieplūdes puses prasības ir aprēķinātas naftas eļļai ar blīvumu 0,87–0,90. Fosfātu esteru ugunsizturīgai šķidrumam blīvums palielinās par 30 %, līdz aptuveni 1,15. Ūdens bāzes hidrauliskā šķidruma blīvums ir no 0,93 (HFB emulsija) līdz 1,08 (ūdens-glikola šķidrums). Lai paātrinātu šo smagāko šķidrumu pieplūdi sūknī, sūkņa ieplūdes pusē nepieciešams augstāks spiediens. Tāpēc maksimāli atļautais vakuums jāsamazina nedaudz.
Naftas eļļai un fosfātu esteru ugunsizturīgajiem šķidrumiem normālās hidraulisko sistēmu darba temperatūrās tvaika spiediens ir ļoti zems, bet ūdens bāzes hidrauliskajiem šķidrumiem tas ir citāds. Ūdens bāzes šķidrumi satur lielu ūdens daļu. Gan HFB emulsijas, gan ūdens-glikola šķidruma tvaika spiediens var sasniegt vairākus collu dzīvsudraba stabiņa, kamēr naftas eļļas un sintētisko šķidrumu tvaika spiediens ir tikai daļa no collas dzīvsudraba stabiņa. Tāpēc ūdens bāzes šķidrumi ir vairāk pakļauti iztvaikošanai un kavitācijai.
Lai novērstu ūdensbāzes šķidrumu kavitāciju, sūkņu ražotāji prasa pietiekamu spiedienu sūkņa ieplūdē, lai paātrinātu darba šķidrumu iekšā sūknī.
5.13. attēls. Tvaika spiediena salīdzinājums. Ūdensbāzes šķidrumiem pie vienādas temperatūras ir daudz augstāks tvaika spiediens nekā minerāleļļai, tāpēc, ja ieplūdes vakuumspiediens ir pārāk augsts, tie ir vairāk pakļauti kavitācijai.
Uzturēšanas personāls visvairāk var agrīni atklāt sūkņa kavitāciju vai gaisa iesūkšanu, jo viņu pieredze ar mašīnu ļauj viņiem pamanīt pirmos bojājuma pazīmes.
Skaidrākais hidrauliskā sūkņa kavitācijas vai gaisa iekļūšanas pazīme ir augstfrekvences skaņa, taču pastāv sīkas atšķirības: kavitējošs sūknis rada vienmērīgu augstfrekvences skaņu — šo skaņu var izraisīt līdzīga izmēra burbuļu sabrukšana. Kad sūknis ievelk gaisu, tā radītā skaņa mainās ļoti daudz: ja iekļūst neliels gaisa daudzums, troksnis atgādina klikšķināšanu vai bultiņu palikšanu; ja iekļūst liels gaisa daudzums, rodas dīvains dauzīšanās vai čirkstēšanas troksnis.
Uzticamāks veids, kā atšķirt kavitāciju no gaisa iekļūšanas, ir izmantot vakuuma mērinstrumentu, lai noteiktu absolūto spiedienu pie sūkņa ieplūdes. No atmosfēras spiediena atņemiet vakuuma rādījumu; ja absolūtais spiediens ir nepietiekams, iespējama kavitācija.
Jaunām hidrauliskām sistēmām: ja sūknis kavitējas, tas var būt saistīts ar nepietiekami labi izstrādātu piesūkšanas līniju vai pārāk augstu eļļas viskozitāti. Pareizas viskozitātes eļļas izmantošana vai piesūkšanas līnijas diametra palielināšana, lai samazinātu spiediena zudumu līnijā, palīdzēs uzlabot kavitāciju. Pareizi izstrādātai esošai sistēmai: ja sūknis kavitējas, tas var būt saistīts ar to, ka piesūkšanas līniju bloķējuši netīrumi, papīrs vai mazi dzīvnieki — vai arī ieejas filtrs ir pārāk netīrs un nav apvedceļa, vai arī apvedceļš neatveras pietiekami.
Hidrauliskiem sūkņiem „piepildīšana” nozīmē sūkšanas mehānisma piepildīšanu ar šķidrumu. Nepiepildīts sūknis satur gaisu vai „gaisa aizbīžus”. Pirms sūkšanas darbības uzsākšanas šis gaiss jānoņem no piesūkšanas līnijas un sūkņa dobuma. Ja šis solis tiek izlaists, hidrauliskā sūkņa palaišana bez piepildīšanas var izraisīt pastāvīgu bojājumu dažu minūšu laikā, jo trūkst lubrikācijas.
Sūknis, kura izeja ir tieši savienota ar rezervuāru caur vairāku virzienu vārstu, parasti var viegli izvadīt atlikušo gāzi rezervuārā ieslēgšanas brīdī. Ja sūknim jāizvada iekšējais gaiss caur drošības vārstu, šī darbība var nebūt iespējama — jo tipisks rūpnieciskais hidrauliskais sūknis ir ļoti slikts gaisa kompresors.
Lai izvadītu atlikušo gāzi no nepiepildīta sūkņa, atlauziet cauruļvada savienojumu pie sūkņa izejas, lēni pagrieziet sūkni, kamēr no savienojuma izsprākst eļļa, kas norāda uz to, ka sūknis ir piepildīts, pēc tam pievelciet savienojumu. Atlikušo gāzi var izvadīt arī, atslēdzot drošības vārstu.
Hidrauliskie sūkņi parasti nepieciešama piepildīšana tikai tad, kad tiek palaidta jauna sistēma vai kad ekspluatācijā esošas sistēmas piesūkšanas pusē ir veikta tehniskā apkope.
Strādājot ar sūkņa ieejas apstākļiem, tiek izmantoti šādi termini un formulas:
Stāvoklis, kad sūkņa ieplūde atrodas zem rezervuāra šķidruma līmeņa. Piespiedu piesūkšanas gadījumā šķidruma augstums (gravitācija) nodrošina papildu enerģiju, lai šķidrums tiktu iedzīts sūknī.
Spiediens šķidruma kolonnas apakšā. Kad sūkņa ieplūde atrodas zem šķidruma līmeņa, galvas spiediens nodrošina papildu enerģijas avotu sūknim. Galvas spiediena aprēķina formulas:
Galvas spiediens (in.Hg) = Augstums (collās) × 0,036 × Īpatnējais smagums ÷ 0,491
Galvas spiediens (mmHg) = Augstums (mm) × 0,0288 × Īpatnējais smagums
Ekvivalents kolonnas augstums, izteikts garuma vienībās, zem noteiktas atskaites vietas. Celtspiediena formula (in.Hg):
Celtspiediens (in.Hg) = Augstums (collās) × 0,036 × Īpatnējais smagums ÷ 0,491
Celtspiediens (mmHg) = Augstums (mm) × 0,0288 × Īpatnējais smagums
Darbība, kuru veic hidrauliskais sūknis, lai izveidotu spiediena starpību starp sūkni un atmosfēru.
Šķidruma absolūtais spiediens pie sūkņa ieplūdes.
Laipni lūdzam uz HOVOO, kinēšu slēdziņu ražotāju. PU, gumijas un PTFE slēdziņu ražošana. Slēdziņi ietver O-slēdziņus, cilindra slēdziņus, stieņa slēdziņus, Pelēkā slēdziņu un gāzes slēdziņus.
EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
SR
SK
VI
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
CY
IS
KA
UR
LA
TA
MY
