POMPE VOLUMICE CU PALETE GLISANTE (CU LAMELE)

POMPE VOLUMICE CU PALETE GLISANTE (CU LAMELE)

1. CONSTRUCIA I PRINCIPIUL FUNCIONALSunt maini hidraulice dublu reversibile, deci att din punct de vedere al sensului conversiei ct i din punctul de vedere al sensului de debitare. Volumele de lucru sunt delimitate de paletele glisante, rotor i stator. Dup modul cum se realizeaz aspiraia, pompele cu lamele pot fi cu aspiraie interioar sau cu aspiraie exterioar.

n general, sunt cu aciune simpl. Asta nseamn c n timpul unei rotaii complete a rotorului spaiile de lucru efectueaz un singur ciclu aspiraie-transfer-refulare. In practic totui se pot ntlni i pompe cu palete glisante cu aciune multipl, care, prin comparaie eu cele cu aciune simpl, prezint avantajele:

- debitare uniform;

- echilibraj mai bun (posibilitate redus de apariie a vibraiilor);

- presiuni i debite mai mari;

- construcie mai compact.

n figurile 4.57 i 4.58 sunt prezentate dou variante constructive de pompe cu lamele cu simpl aciune - cu aspiraie exterioar n fig.4.57 i cu aspiraie interioar ri fig.4.58. n cele dou figuri s-au facut notaiile: 1- rotor; 2- lamele (palete); 3- arbore motor; 4- carcasa pompei; 5- galeria de aspiraie; 6- galeria de refulare (notaiile sunt identice pentru ambele figuri).

La rotaia n sensul sgeii, Ia prima jumtate de curs, volumele de Iucru delimitate de rotor, palete i stator variaz cresctor genernd aspiraia. Pe a doua jumtate de curs, voluniele de lucru descresc i se produce refularea. La acest tip de rnain reglarea debitului se face prin modificarea valorii excentricitii e.

Fig.4.57 Pomp cu lamele cu aspiraie exterioar Fig.4.58 Pomp cu lamele cu aspiraie interioar

n fig.4.59 este prezentat o pomp cu lamele cu aciune dubl pentru care s-au fcut rotatiile:1- rotor; 2- stator; 3- lamele (palete); 4,5,6, 7- fante de aspiraie-refulare. Fantele 4 i 6 comunic prin canale interioare cu galeria de aspiraie, iar fantele 5 i 7 cu galeria de refulare. Statorul, la partea sa interioar, are o form special aleas astfel nct poriunile de curb situate ntre fante s fie arce de cerc descrise cu raze din centrul rotorului, iar poriunile care corespund fantelor s fie descrise de curbe conjugate la curbele dintre fante. Aceast configuraie face ca la trecerea a dou palete prin poriunile concentrice cu centrul rotorului, lichidul s nu mai fie comprimat, scznd astfel solicitarea lagrelor.

Contactul paletelor glisante cu statorul este asigurat fie prin arcuri lamelare montate pe fundul canalului, fie prin intermediul unor articulaii cu culis, fie pe baza presiunii hidraulice. Cnd o palet intr n zona fantei 4, ea ncepe s ias din canal astfel nct spaiul dintre dou palete vecine s se mreasc i s se produc aspiraia. Cnd paletele trec prin zona dintre fantele 4 i 7, deplasarea lor nceteaz deoarece aceast poriune este concentric cu rotorul. La intrarea n zona fantei 6, spaiul dintre palete se mrete i are loc o nou aspiraie. Refularea are Ioc n corespondena fantelor 5 i 7, unde volumele scad. Se poate deci observa faptul c pe parcursul unei rotaii complete, o palet efectueaz patru curse: dou de aspiraie i dou de refulare.

Fig.4.59 Pomp cu Iamele cu aciune dvblF~g .4.6O Schem de calcul Ia pompa cu Iamele

2. PERFORMANE I DOMENII DE UTILIZARE

Mainile cu lamele realizeaz presiuni de pn Ia 100 bar - cele cu aciune multipl pn Ia 150 bar - i debite de pn Ia 300 l/min - cele cu aciune multipl pn la 1000 I/min. Ca pompe, sunt utilizate la instalaiile de transfer a uleiului sau combustibilului. Ca motoare, sunt ntrebuinate la antrenarea vinciurilor i n general oriunde sunt necesare turaii inici. Cu toate acestea, mainile cu palete glisante sunt utilizate ndeosebi la acionrile hidrostatice.

3. ELEMENTE DE CALCUL

Datele de calcul sunt debitul Q, presiunea p i turaia n. n baza notailor din fig.4.57 se pot formula condiiile de funcionare sub forma inegalitilor: 1S >1P i IIS>IIP.

Pentru lichide, condiiile de mai sus se scriu sub forma

1S(1,02...1,03)1P i IIS(1,O1...1,02)IIP .

Se consider pentru pompa cu lamele din flg.4.60 contururile statorului i rotorului dispuse unul fa de cellalt la cota e egal cu excentricitatea. Se consider o palet teoretic de grosinie 8 aflat n poziie vertical. Antrenat fiind de rotor cu viteza unghiular co, paleta va avea la mijlocul lungimii ei, o vitez periferic v. Din punct de vedere al debitrii, se poate scrie c:

Q=FP v(1)

unde FP, reprezint aria activ a paletei. Pe de alt parte ns, v=d iar FP= 2e. Cum ns d = r + e = R, se obine v = R unde =2n . n acest fel debitul teoretic se poate scrie:

Q = 4ebRn(2)

Pentru determinarea debitului real, se pune problema calculului cilindreei. Pentru aceasta, intereseaz care este variaia volumului de lucru dac rotorul se deplaseaz cu un unghi 1 . Aflat fiind n micare, paletul va disloca suprafaa de fund f12. Variaia suprafeei f12 Ia rotirea cu 1, notat cu f12. se poate scrie ca fiind:

4f2 =f12 - f23(3)

n mod absolut similar, pentru urmtoarea poziie unghiular vom avea:

f23=f23f34(4)

i aa mai departe, pn la parcurgerea unei rotaii complete. Pertru ultima poziie de lucru avem:

fn-1= fn-1,n- 0(5)

n final, variaia suprafeei totale dislocate se obine prin nsumarea variaiilor corespunztoare poziiilor intermediare:

(6)

innd cont de expresiile variaiilor corespunztoare poziiilor intermediare definite prin relaiile (3).. .(5), se obine

f=f12-f23+f23--34+f34+...+fn-1,n 0 => f=f12 (7)

Variaia 4f a suprafeei active determin o variaie a voluznului de Iucru clefinit ca:

v=f12b(8)

Dac se consider schema de calcul din fig.4.60, se poate scrie:

f12=2eR => f12=

(9)

Astfel, cilindreea va fi:

v = f,~ b = 4ebR(10)

Considernd c paleii au o grosime f,nit ~ debitul real va rezulta mai niic dect debitul teoretic. Presupunnd c maina are z palei de grosime 8, se poate deterrnina n final cilindreea efectiv:

Se fac notaiile:

; ; (12)

Coefrcienii , i sunt recomandai de literatur la valorile din tabelul de mai jos.

0,1...1,16

1,2...1,4

0,03...0,1

Cu notaiile (12), expresia cilindreei efective dcvine:

(13)cu care, debitul real se poate scrie sub forma:

(14)

In relaita de mai sus n=(750-1500)rot/min, iar =0.92-0.93 . din (14) se scoate apoi R

(15)

Cunoscandu-se R , pe baza coeficientilor definiti mai sus , se determina celelalte dimensiuni. Pentru pompele cu 2 sau 3 camere de lucru , calculul de dimensionare este similar.

4. LEGEA DE DEBITARE I GRADUL DE NEUNIFORMITATE A DEBITRIIPentru determinarea Iegii de debitare i a gradului de neuniformitate a debitrii, se consider scherna de calcul din fg.4.61. Principial, calculele se conduc dup aceeai metodologie ca Ia pompele cu pistonae radiale

Fig.4.61 Schema de calcul a gradului de neuniformitate

Se pleac de la considerarea cursei lamelei:

(16)

unde este urlghiul . n cele ce urmeaz ne intereseaz s stabilim o relaie ntre unghiurile i . Considernd fig.4.39, se poate scrie segmentul 01E n dou moduri:

01E = esin9 = Rsin

de unde

sau mai departe

care se aproximeaz cu:

(17)

Cu aceste precizari , din fig.4.61 se poate aproxima segmentul A= ca fiind:

La pompele cu z par exist egalitatea:

(19)

Debitul instantaneu se poate scrie sub forma:

(20)

unde

(21) iar

Substituind pe (2 1) i (22) n (20) se obine:

unde:

(24)

Ridicnd la ptrat relaiile (24) n care se neglijeaz termenii de ordinul al doilea, se obine

(25)

ceea ce conduce mai departe la

(26)

Vaiorile maxim i minim ale debitului instantaneu se obin pentru unghiurile

(27)

i respectiv

(28)

Prin integrarea ecuaiei (26) se poate obine expresia debitului mediu:

(29)

cu care se poate determina apoi gradul de neuniformitate a debitrii pe baza relaiei de definiie

(30)PAGE 8

_1068423384.unknown

_1068424709.unknown

_1068426196.unknown

_1068426899.unknown

_1068427480.unknown

_1245702834.vsde

_1245702940.vsde

_1068427821.unknown

_1245702349.vsdA

A

R

R

1

2

3

4

5

6

7

_1068428120.unknown

_1068427658.unknown

_1068427108.unknown

_1068427432.unknown

_1068426952.unknown

_1068426514.unknown

_1068426762.unknown

_1068426459.unknown

_1068425691.unknown

_1068425817.unknown

_1068425897.unknown

_1068425744.unknown

_1068425572.unknown

_1068425610.unknown

_1068424859.unknown

_1068425331.unknown

_1068424518.unknown

_1068424600.unknown

_1068424616.unknown

_1068424537.unknown

_1068424468.unknown

_1068424485.unknown

_1068424410.unknown

_1068420940.unknown

_1068421241.unknown

_1068421520.unknown

_1068423074.unknown

_1068421295.unknown

_1068421022.unknown

_1068421220.unknown

_1068420962.unknown

_1068420784.unknown

_1068420854.unknown

_1068420910.unknown

_1068420817.unknown

_1068419639.unknown

_1068420234.unknown

_1068419317.unknown