Авторизация
Винтовой насос состоит из проточной и приводной частей. Приводная часть представляет собой мотор-редуктор на основе асинхронного электродвигателя и понижающего редуктора. Проточная часть винтового насоса формируется героторной парой, состоящей из металлического ротора и эластомерного статора, которая создает полости, перемещающие жидкость. Поток среды поступает через входной патрубок, проходит по рабочим камерам и направляется к выходному патрубку.
Приводной вал от двигателя или редуктора совершает вращательное движение строго вокруг своей неподвижной центральной оси. В это же время ротор — металлический однозаходный винт — движется внутри эластичного статора по сложной эпициклоидальной траектории. Ось ротора не остается на месте; она смещена на величину эксцентриситета и описывает окружность вокруг оси статора, совершая один полный оборот за каждый оборот ротора. Невозможно жестко соединить элемент, вращающийся строго вокруг своей оси (вал), с элементом, ось которого сама описывает окружность (ротор). Такое соединение немедленно заклинит или сломает.
Именно шарнирный узел является тем универсальным преобразователем движения, который разрешает этот конфликт. Он выполняет следующие задачи:
Штифтовые шарниры в одновинтовых насосах являются классическим и наиболее распространенным конструктивным решением для передачи вращения от приводного вала к эксцентрично движущемуся ротору. Обычно это одиночный цилиндрический палец (штифт), соединяющий торец приводного вала и торец вала ротора. На торце приводного вала выполнена вилка с двумя ушками. Вал ротора имеет проушину, которая вставляется между ушками вилки. Сквозь совмещенные отверстия пропускается палец, фиксируемый шплинтами или стопорными кольцами. В данной конструкции предусмотрена манжета для удержания смазки внутри шарнирного узла, Данная манжета необходима для герметизации полости со смазкой, также она служит «барьером» от попадания абразива к трущимся элементам.
Также существует вариант исполнения штифтового шарнира для пищевых, фармацевтических и химических насосов. В таких шарнирах геометрия штифта и проушин спроектирована так, чтобы все зазоры и полости были сквозными или сообщающимися, что позволяет промывочной жидкости попадать во все зазоры и вымывать остатки продукта.
В большинстве случаев кардан выполнен в виде шарнира Гука на крестовине. Он состоит из центральной крестовины с четырьмя цапфами, двух вилок и комплекта игольчатых подшипников (реже — втулок скольжения). Одна вилка жестко соединена с приводным валом, вращающимся вокруг своей неподвижной оси. Вторая вилка закреплена на валу ротора, который должен вращаться вокруг своей собственной оси, в то время как сама эта ось описывает окружность вокруг оси неподвижного статора. Такое шарнирное соединение с двойным уплотнением смазывается и герметично закрывается двумя уплотнениями, устойчивыми к воздействию смазочного материала и перекачиваемого продукта.
Это длинный металлический стержень, который соединяет вращающийся ротор (винт) насоса, расположенный в перекачивающей камере, с приводным двигателем, находящимся снаружи.
Их основная сфера применения — это перекачивание вязких, загрязнённых или абразивных сред в бытовых и промышленных условиях. Главное преимущество этой конструкции — её удивительная простота и надежность. Насос с гибким валом имеет минимальное количество трущихся деталей, он не боится песка и мелких взвесей, которые для многих других типов насосов являются губительными.
Однако у гибкого вала есть и существенные недостатки, напрямую вытекающие из принципа его работы. Основной минус — это ограничения по частоте вращения и, как следствие, по производительности.
Гибкий вал в одновинтовых насосах — это решение, которое обеспечивает надежную работу в сложных условиях ценой некоторых ограничений по производительности и параметрам. Его использование оправдано там, где важна неприхотливость и стойкость к загрязнениям, а не рекордные напоры или скорости перекачки. Также основным преимуществом данной конструкции шарниров является большой межремонтный пробег, обеспечиваемый за счет простой конструкции и малого количества элементов.
Представляет гибкий соединительный стержень из полимеров (например, PA12). Он значительно короче гибкого металлического стержня. Это уменьшает объем удерживания в корпусе насоса, что приводит к уменьшению отходов продукта при очистке.
Полимерные гибкие валы нашли применение в перекачивании химически активных сред, где применение металлических деталей нецелесообразно.
Главный и принципиальный минус — ограниченная прочность на кручение и стойкость к усталости по сравнению с качественной пружинной сталью. Это накладывает жесткие рамки на крутящий момент и, следовательно, на мощность насоса. Второй существенный недостаток — чувствительность к длительным повышенным температурам. При постоянном нагреве свыше определенного предела (обычно +60...+80°C, в зависимости от марки полимера) материал теряет прочность и может деформироваться. Также существуют ограничения по химической стойкости к некоторым реагентам, несовместимых с различными полимерами.
Конструкция карданных шарниров в одновинтовых насосах Крон ВНХ основана не на крестовине, а на цельном квадрате, в который вставляются два перпендикулярных друг другу штифта. Исключение из конструкции крестовины влечет за собой отсутствие игольчатых подшипников.
Особенности механизма карданного шарнира насосов ВНХ обеспечивают высокую надежность конструкции по сравнению с шарниром с крестовиной, увеличивают срок службы насосов и снижают количество ремонтов, вызванных сломом крестовины. Также для различного назначения насосов предусматривается различное уплотнение карданных узлов, что позволяет использовать одновинтовые насосы ВНХ в пищевой, косметической и фармакологической промышленности, не используя сложные и сильно ограниченные другие шарнирные соединения.
Области применения различных шарниров:
Насосы со штифтовыми шарнирами чаще всего применяются для чистых, однородных, неабразивных сред с умеренной вязкостью. Они плохо подходят для:
В этих отраслях зачастую перекачиваются среды, создающие значительные радиальные нагрузки на ротор. Карданное соединение в насосах рассчитано не только на передачу крутящего момента, но и на восприятие этих нагрузок, обеспечивая долговечную и надежную работу в тяжелых условиях с абразивными, вязкими и неоднородными жидкостями.
А также для перекачки сложных смесей, требующих аккуратной перекачки без нарушения структуры.
|
Сравнение шарниров, используемых разными компаниями |
|||||||||||
|
Тип соединения |
Преимущества |
Недостатки |
NETZSCH (NEMO®) |
Wangen |
SEEPEX |
БГМЗ |
MONO |
Крон ВНХ |
PCM |
Moyno (NOV) |
Verder |
|
Штифтовое |
1. Простая конструкция;
|
1. Быстрый износ штифта и втулки; 2. Меньший угол передаваемого момента (5-10°). |
● |
|
● |
● |
|
● |
|
● |
|
|
Карданное |
1. Выдерживает высокие осевые нагрузки; 2. Обладает высокой надежностью; 3. Передает момент под бОльшими углами (15-20°) |
1. Сложная конструкция |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
|
● |
|
Гибкий вал из металла |
1. Нет необходимости в смазке; 2. Малое число деталей; 3. Уменьшена область вокруг шарнира, что уменьшает объем отходов при очистке |
1. Не способен предавать высокие крутящие моменты; 2. Ограниченная скорость вращения; 3. Чувствителен к перегреву |
● |
● |
● |
|
● |
● |
● |
● |
● |
|
Гибкий вал из полимеров |
1. Малый размер 2. Выдерживает некоторые агрессивные среды, по сравнению с металлами |
1. Для перекачивания сред с температурами до 80°С |
● |
|
|
|
|
|
|
|
|
Карданный шарнир является наиболее предпочтительным в связи со следующими преимуществами:
НК Крон производит одновинтовые насосные агрегаты ВНХ на базе насосов Roto Pump, применяющих в своей конструкции карданные шарниры, состоящие из двух втулок и двух перпендикулярных штифтов, каждый из которых обеспечивает свободу углового перемещения, что способствует плавной передаче угловых нагрузок.
Также в насосах ВНХ могу применяться штифтовые шарниры. В конструкции этих шарниров предусмотрены защитные втулки для штифтов. Наличие защитных втулок позволяет снизить износ самих штифтов, а также обеспечивает упрошенное обслуживание и ремонт шарнирного узла, заключающийся в смене изношенных втулок на новые, без замены самого штифта.
Компании NETZSCH, Wangen и другие используют в конструкции шарнира крестовину, которая быстро ломается и при больших углах не способна обеспечивать равномерное вращение ведомого вала.
Сравнительный анализ шарниров, используемых в одновинтовых насосах, демонстрирует важность правильного выбора соединений для обеспечения эксплуатационной надежности и долговечности оборудования. Разнообразие типов шарниров позволяет адаптировать насосы к различным условиям эксплуатации, а широкий рынок производителей позволяет вписаться в любой необходимый бюджет. Основываясь на сравнении разных соединений, можно сказать, что карданный шарнир – «золотая середина» благодаря целому ряду преимуществ, в связи с чем НК КРОН сделал его стандартом компании.
Авторизация