principio de funcionamiento de la bomba de paletas

Creado 05.17

f. Desgaste de la cuchilla y superficie interna del estator y contramedidas Debido al gran gradiente de variación del diámetro vectorial en la superficie interna del estator de la bomba de palas de doble efecto, se requiere que la cuchilla en la sección de succión de aceite tenga una mayor aceleración radial para asegurar que su extremo exterior no esté vacío. Sin embargo, debido a la influencia de la fricción del movimiento, la fuerza centrífuga de la cuchilla misma a menudo no puede cumplir con los requisitos, por lo que este tipo de bomba generalmente hace que el fondo de la ranura de la cuchilla se conecte con la bomba a través de la ranura anular en la placa de válvula. Está conectado con la cámara de presión de aceite de la bomba. Como se muestra en la Fig. 3-6, la ranura anular a está conectada con el área de presión de aceite a través de la ranura (línea de puntos) en la parte posterior de la placa de válvula. La posición de la ranura anular corresponde al fondo de la ranura de la cuchilla del rotor, de modo que se introduce aceite a alta presión en el fondo de todas las ranuras de las cuchillas. Con la ayuda de la presión hidráulica, las cuchillas ubicadas en el área de succión de aceite pueden extenderse rápidamente.

Para la bomba con mayor presión de trabajo, la fuerza hidráulica en la parte superior e inferior de la paleta en el área de presión puede estar básicamente equilibrada. Sin embargo, la presión hidráulica en la parte inferior de la ranura de la paleta en la sección de absorción de aceite es significativamente mayor que la fuerza requerida para extender la paleta, lo que resulta en un estrés de contacto excesivo entre la paleta y la superficie interna del estator en esta sección, lo que aumenta la resistencia por fricción, disminuye la eficiencia mecánica e intensifica el desgaste de la superficie de contacto (especialmente cerca del final de la sección de absorción de aceite). En casos severos, la paleta se dañará debido a la resistencia tangencial excesiva en el extremo. La extensión del disco se rompió. Por lo tanto, para la bomba de paletas de doble efecto de alta presión, es necesario compensar el empuje externo que actúa sobre la parte inferior de la paleta (generalmente, no es necesario para bombas de media y baja presión).

Cuando la cuchilla está en el área de absorción de aceite, el empuje externo F del aceite a presión en la parte inferior de la cuchilla es 0.

F=pA                            (3-1)

Donde P -- presión de aceite en la raíz de la pala;

A -- área de compresión efectiva de la raíz de la cuchilla.

Existen dos tipos de principios de compensación para el empuje externo que actúa en la parte inferior de la cuchilla: uno es tratar de reducir la presión P en la parte inferior de la ranura de la cuchilla en el área de absorción de aceite a un valor razonable; el otro es utilizar una estructura de cuchilla especial para reducir el área de presión efectiva a en la parte inferior de la cuchilla. La fuerza del resorte interno también se puede utilizar para reemplazar la presión hidráulica para extrapolar la cuchilla. Las medidas específicas son las siguientes.

i. La figura h muestra una bomba de paletas con una válvula de reducción de valor establecido y una placa de puerto flotante. La válvula de reducción de presión 6 unida a la bomba reduce la presión en la cámara de presión de la bomba y luego la conduce a la parte inferior de la ranura de la paleta en el área de succión de aceite, para así reducir la fuerza de la paleta 2 sobre el estator 1. Es posible que este método alcance el valor óptimo de empuje. Pero la válvula de reducción de presión no solo es compleja y costosa, sino que también consume parte del flujo de salida, lo que resulta en la reducción de la eficiencia volumétrica de la bomba; y la simple ranura de estrangulación es difícil de satisfacer completamente los requisitos de distribución de presión, por lo que ha sido raramente utilizada en la actualidad.

II. Se adopta una estructura de cuchilla especial. Las estructuras de cuchilla especiales comúnmente utilizadas son la estructura de doble cuchilla, la estructura de cuchilla gemela, la estructura de cuchilla escalonada, etc.

La Fig. I muestra una estructura de doble hoja. Dos hojas 2 están hechas en planos inclinados de filete en la parte superior y se superponen en direcciones opuestas. La cámara triangular 4 formada por la parte superior de las dos pequeñas hojas y la guía está conectada con el fondo de la ranura de la hoja 6 a través de la ranura 5 en la superficie superpuesta. La presión en la cámara de descarga de aceite conectada con el fondo de la ranura de la hoja se introduce en esta cámara, formando así una presión estática de descarga incompleta entre la parte superior de la hoja y el rodamiento de la guía. La ventaja de este método es que tiene un efecto de compensación proporcional a la presión de trabajo, y la fuga se reduce aún más debido a la formación de dos líneas de sellado en la superficie de deslizamiento en la parte superior de la hoja. La desventaja es que es difícil garantizar la resistencia de la hoja; la fuerza generada por el aceite a alta presión entre las superficies de superposición de la hoja será mayor que la fuerza de presión del aceite entre la hoja y la ranura del rotor, y la fuerza de apertura generada por la diferencia agravará el desgaste de la hoja y la ranura del rotor. Esta estructura es más adecuada para bombas de palas de gran tamaño.

La estructura de las palas se muestra en la Fig. J. en la ranura de las palas del rotor, hay palas 7 y palas 3 que están separadas en el medio. Las palas pueden deslizarse libremente. El orificio de equilibrio de presión 6 en el rotor 1 iguala la presión hidráulica en la cabeza y en la parte inferior de la pala madre. La presión del aceite del bomba pasa a través de la placa de puerto y la ranura del rotor hacia la cámara de presión media 5 entre las palas hija y madre. Si no se consideran la fuerza centrífuga y la fuerza de inercia, el empuje de la pala que actúa sobre el estator es

F=(p2–p1)bt                         (3-2)

La estructura de la hoja escalonada se muestra en la Fig. K. la hoja se divide en una forma escalonada a lo largo de la dirección del grosor. La ranura de la hoja en el rotor también se hace en una forma correspondiente. La cavidad de aceite en el medio entre ellos está conectada con el aceite a presión a través de la ranura en la placa de válvula. El pasaje de aceite de equilibrio de presión en el rotor lleva la presión de aceite en la parte superior de la hoja a la parte inferior de la hoja. Similar a la estructura de las hojas madre e hijo, se establece un amortiguador de estrangulación antes de que el aceite a presión se introduzca en la cámara de aceite del medio para mantener suficiente presión en la cámara cuando la hoja se retrae hacia adentro para asegurar que la hoja esté cerca de la superficie interna del estator. La forma de la ranura de la hoja con este tipo de estructura es compleja, y su procesabilidad es deficiente.

III. La presión del resorte como se muestra en la Fig. L, varios resortes de compresión (resorte cilíndrico o resorte de golondrina) están preestablecidos en la parte inferior de la ranura del rotor para ayudar a que la cuchilla se extienda hacia afuera. Cuando el fondo de la ranura está conectado con la ventana de distribución de flujo en fase, la fuerza de compresión del extremo de la cuchilla sobre la guía deslizante solo depende de la velocidad de la bomba y del diámetro vectorial de la posición de contacto, y no tiene nada que ver con la presión de trabajo. La ventaja de esta estructura es que el movimiento de la cuchilla no afectará el desplazamiento instantáneo de la bomba. La desventaja es que es necesario perforar agujeros en la parte inferior de la ranura del rotor, lo que tiene un efecto adverso en la resistencia, y a menudo es difícil cumplir con los requisitos de resistencia a la fatiga del resorte.

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