Jákvæðar tilfærsludælur
Part I - Gagnsæjadælur
Það eru mörg dæluhönnun sem falla í flokkinn Jákvæð tilfærsla en að mestu leyti má skipta þeim fallega í tvo grunnhópa. Gagnkvæmi hópurinn starfar með stimplum, stimplum eða þindum meðan snúningsdælur nota gíra, lobes, skrúfur, vélar og peristaltic aðgerð. Algengi hönnunarþráðurinn þeirra er að orka er bætt við dæluvökvann aðeins reglulega þar sem, í kraftmiklum dælum, er bætt við stöðugt.
PISTON & PLUNGER PUMPS
Stimpladæla er ein algengasta og endurtekna dælan og áður en háhraða ökumenn þróuðust sem juku vinsældir miðflótta var hún sú dæla sem valin var fyrir breitt svið notkunar.
Í dag sjást þeir oftast í lægra flæði, í meðallagi (til 2000 PSI) þrýstingsforritum. Náinn frændi hennar, stimpildæla, er hannaður fyrir hærri þrýsting upp í 40.000 PSI. Helsti munurinn á þessu tvennu er aðferðin við að þétta hólkana. Í stimpla dælu er innsiglunarkerfið (hringir, pökkun osfrv.) Fest við stimpilinn og hreyfist með því meðan á höggi stendur. Þéttingarkerfið fyrir stimpildæluna er kyrrstætt og stimpillinn fer í gegnum það meðan á höggi stendur.
Gagnvirka dælur starfa á þeirri grundvallarreglu að fast efni kemur í veg fyrir rúmmál vökva sem jafngildir eigin rúmmáli. Myndin til hægri er samheitalyf með tvöfalt verkandi stimpildælu. Ef við myndum fjarlægja lokana tvo vinstra megin á myndinni og skipta þeim út fyrir framlengingu hólkins, þá myndum við eins virkan dælu. Einvirk dælan sleppir aðeins vatni á framslaginu á meðan tvívirkni dælan losar einnig við aftur höggið. Meðan á sogstreyminu stendur (hægri til vinstri) lokar stýrisloftsdæla stungulyfsins og gerir vökva kleift að komast inn í strokkinn um sogventilinn. Þegar stimpillinn breytir um stefnu (endurteknar) lokast sogventillinn og vatni er hleypt út um frárennslisventilinn. Í tvívirkni dælunni kemur sama röð fram á báðum höggum og næstum tvöfalt meira af vökva er losað á tíma einingarinnar.
Þrýstingur
Höfuðið sem myndast með miðflótta dælu fer eftir hraðanum sem það gefur vökvanum með hjólinu. Þess vegna, fyrir hvert gefið þvermál hjólhrings og snúningshraða, verður höfuðið eitthvert hámark, óhjákvæmilegt magn. Ekki svo fyrir endurteknar dælur. Þrátt fyrir að þeir hafi hámarkshraðaálag á rekstri fer hámarksþrýstingur (P) sem er náð eftir notkuninni.
Gegn lokuðum losunarloka er þrýstingur aðeins takmarkaður af getu ökumannsins og styrkleika efnanna sem notuð eru. Aðeins „brotpunktur“ einhvers íhlutar takmarkar losunarþrýsting. Þess vegna verður að koma til einhvers konar þrýstingsléttir ef notkun er fær um að fara yfir þrýstingsmat dælunnar.
Stærð
Afkastageta (Q) einsvirkrar stimpla eða stimpiladælu er í réttu hlutfalli við tilfærslu hennar (D) á einingartíma. Tilfærslan er reiknuð afkastageta dælunnar, miðað við 100% vökvastærð, og er í réttu hlutfalli við þversniðsvæði stimplans (A), lengd höggs (r) hennar, fjölda strokka (n) og hraði dælu í snúningi. Í lítra á mínútu er það:
D = (A xsxnx snúninga á mínútu) / 231
Þegar um er að ræða tvöfalda verkunardælur er þversniðsvæði stimplans eða stimpilsins tvöfaldað og þversniðsvæði stimplastöngin (a) dregið frá. Aftur, í lítra á mínútu er D:
D = ((2A - a) xsxnx snúninga á mínútu) / 231
Í raunveruleikanum er fræðileg getu stimpla eða stimpildælu mildaður af nokkrum þáttum. Einn er þekktur sem miði (S). Helsti þátturinn í miði er leka vökva aftur í gegnum rennsli eða sogventil þegar hann er að lokast (eða situr). Það getur dregið úr reiknaðri tilfærslu frá 2 til 10% eftir hönnun loka og ástandi. Aukið seigja hefur einnig slæm áhrif á miði.
Annar mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á getu fram- og tilbúnu dælu er eitthvað sem kallast volumetric efficiency (VE). VE er gefið upp sem hundraðshluti og er í réttu hlutfalli við hlutfall alls losunarrúmmáls við stimpla eða stimpil tilfærslu. Myndin til hægri sýnir hvernig við komumst að þessu hlutfalli.
Sýnt er fram á að hlutfallið (r) sé (c + d) / d þar sem d er rúmmálið sem stimplað er eða stimpillinn flytur og c er viðbótarrúmmálið milli losunar- og sogventilsins. Því minni sem þetta hlutfall er, því betra er rafmagns skilvirkni. Tjáð stærðfræðilega, það lítur svona út:
VE = 1 - (P xbxr) - S
þar sem P er þrýstingur, b er samþjöppunarstuðull vökvans, r er rúmmálshlutfallið, og S er miði. Samþjöppunarstuðull fyrir vatn er nokkuð lítill (3 x 10-6 tommur á pund af þrýstingi við umhverfishita) en við þrýsting meira en 10.000 PSI verður það þáttur.
Myndin hér að ofan sýnir einnig skýrt rekstrarregluna fyrir rúmmál tilfærslu þessara dælna. Þó að það sé enginn strokkaveggur umhverfis stimpilinn neðst í högginu, flytur hann samt vökva sem jafnast á við sitt eigið rúmmál. Núna getum við loksins tekið fram raunverulegan getu gagnkvæmandi dælu. Það er einfaldlega:
Q = D x VE
Kraftur
Krafturinn sem þarf til að keyra aftur og aftur dælu er alveg beinn áfram. Það er einfaldlega í réttu hlutfalli við þrýsting og getu. Í bremsu hestöfl er það:
bhp = (QXP) / (1714 X ME)
þar sem 1714 er bhp umbreytingarstuðullinn og ME er vélrænni skilvirkni. Vélrænni skilvirkni er hlutfall ökumanns sem ekki glatast í aflramma dælunnar og annarra endurtekinna hluta. Vélrænni skilvirkni stimpla eða stimpildælu er á bilinu 80 til 95%, háð hraða, stærð og smíði.
DIAPHRAGM PUMPS
Þindadælur eru gagnkvæmar jákvæðar tilfærsludælur sem nota sveigjanlega himnu í stað stimpla eða stimpil til að koma í veg fyrir dæluvökvanum. Þeir eru sannarlega sjálfbeittir (geta þurrkað) og geta þorna án skemmda. Þeir starfa með sömu meginreglu um tilfærslu og lýst var fyrr. Á myndinni til hægri sést rekstrarferill grunn handvirks eins þindadælu.
Ef aðgerðin væri einfaldari myndi hún keppa við þyngdaraflið. Efri hluti myndarinnar sýnir sogstreymið. Handfangið lyftir þindinni og skapar að hluta tómarúm sem lokar frárennslisventilnum en leyfir vökva að komast inn í dæluhólfið í gegnum sogventilinn. Meðan á losun stendur er þindinum ýtt niður og ferlinu snúið við. Handknúnar dælur eru hannaðar til að skila allt að 30 gpm á allt að 15 fetum en raunveruleg afköst eru mjög háð líkamlegu ástandi ökumanns. Loft-, vélar- og vélknúnar einingar eru einnig fáanlegar og bjóða upp á 130 g / min. Bæði sog og losunarhöfuð eru breytileg frá 15 til 25 fet.
Þú verður að taka eftir því að, ólíkt stimplum og stimplum, þarf þind ekki þéttikerfi og starfar því laus við leka. Þessi aðgerð útilokar þó möguleikann á tvíverkandi hönnun. Ef nánast stöðugt rennsli er krafist er venjulega tvöfalt þind eða tvíhliða dæla notuð. Myndin hér að neðan er þversnið af loftdrifinni, tvöföldu þindadælu.
Tvöfaldur þindadælan notar sameiginlegt sog- og losunarrör ásamt tveimur þindum stífur tengdar með bol. Dælur vökvinn er í ytri hólfinu á hverju meðan þjappað loft er flutt til og frá innri hólfum þeirra. Á myndinni hefur hægri hólfið lokið sogstreymi sínu og samtímis lauk vinstri hólfinu útskriftarslagi sínu. Eins og búast mátti við er sogskoðunin opin svo að vökvi geti runnið inn í hægri hólfið og losunarathugun vinstri hólfsins er opin svo að vökvi geti runnið út. Að frátöldu tvöföldu hólfa uppstillingu er virkni þess alveg eins og tvívirkni stimpla dæla sem sést fyrr. Munurinn er auðvitað inni í innri hólfunum og aðferðinni þar sem gagnkvæm hreyfing er viðhaldið. Þetta er náð með loftdreifingarloku sem leggur þjappað loft í eitt þindarklefann á meðan hann klárast úr hinu. Þegar högginu er lokið snýst lokinn 90 gráður og gagnkvæmni á sér stað.
Ég kynnti þessum kafla yfirlýsinguna um að þindadælur séu jákvæðar tilfærslur í náttúrunni. Almennt er þetta nákvæm fullyrðing en einnig er hægt að kalla þau „hálf“ jákvæða tilfærslu. Ástæðan fyrir þessu er mýkt í þindinni og samsvarandi lækkun á rafrænni skilvirkni þegar losunarþrýstingur eykst. Einnig er leki stöðvunarloka oft marktækt meiri en stimpla- og stimpiladælur upplifa.
ÁHUGLEIKI
Þó að við höfum tilhneigingu til að tengja skyldleika lög við miðflótta dælur, sýna önnur vélræn tæki þessi „náttúrulegu“ tengsl. Þegar um er að ræða jákvæðar tilfærsludælur eru skyldleika lögin mjög blátt áfram.
Rennsli - Rennsli er breytilegt með breytingum á hraða. Ef snúningshraði er tvöfaldaður er rennslið tvöfalt einnig.
Þrýstingur - Þrýstingur er óháð breytingu á hraða. Ef við horfum framhjá tapi á skilvirkni verður þrýstingurinn sem myndast á hverjum snúningshraða þeim sem þarf til að styðja við flæði.
Hestöfl - Hestöfl er breytileg beint eftir breytingu á hraða. Ef við tvöföldum snúningshraðann þarf tvöfalt meiri kraft.
NPSHr - Nauðsynlegt netsogshöfuð sem krafist er breytilegt þar sem veldi breytinga á hraða. Ef við tvöföldum snúningshraðann eykst NPSHR um fjóra.
