Воздушные колпаки (котлы) 1

Графическое построение px в этом случае показано на фиг. 97. Как видно из фигуры, член III - прямая, предопределяющая в значительной мере характер кривой px/γ, здесь резко уменьшает свой наклон (приближается к горизонтальной прямой) — это приводит к соответствующему изменению наклона суммарной кривой px.

Таким образом, при наличии воздушного колпака на всасывающем трубопроводе движение становится более близким к равномерному и колебания давлений в частицах жидкости у поршня становятся менее значительными. Последнее обстоятельство позволяет:

  1. Увеличить высоту всасывания;

  2. Увеличить число оборотов (двойных ходов) насоса и т. д.

При установке нагнетательного воздушного колпака у поршневого насоса простого действия при одном ходе поршня часть вытесняемой поршнем жидкости идет непосредственно в трубопровод, часть — в колпак, сжимая в последнем воздух; при другом ходе поршня избыток давления воздуха вытесняет жидкость из колпака в нагнетательный трубопровод.

Таким образом, нагнетательный колпак выравнивает поток в нагнетательном трубопроводе. Работа колпака и достаточное выравнивание потока требуют соответственно большого объема воздуха.

На фиг. 98 показана схема поршневого насоса простого действия с нагнетательным воздушным колпаком. Так как насос непосредственно нагнетает жидкость в колпак, давление в котором равно pm, то имеем:

Здесь Lnm - приведенная длина небольшого участка нагнетательной трубы от камеры нагнетания у насоса до колпака; Wm' - член, характеризующий потери на том же участке; vm — скорость в напорном трубопроводе (при установке нагнетательного колпака); vnm — скорость у выхода из трубопровода.

Если построить кривую pyдля поршневого насоса с нагнетательным колпаком, нетрудно убедиться, что колебания величины значительно уменьшатся по сравнению с аналогичными колебаниями при отсутствии колпака. Это и понятно, ибо на характер кривой py в значительной мере влиял член III, зависящий от приведенной длины нагнетательного трубопровода, а последняя при наличии воздушного колпака мала.

Таким образом, воздушный колпак на нагнетательном трубопроводе выравнивает подачу и давление у поршня; он позволяет увеличить число оборотов насоса, так как влияние члена, зависящего от инерции движущейся жидкости, в этом случае невелико.

В начале действия насоса, когда необходимо привести в движение значительные массы жидкости, явления протекают сложнее; в соответствии с этим и особенно при длинных напорных линиях нужен некоторый запас мощности двигателя.

На фиг. 99 показаны встречающиеся случаи правильного и неправильного выполнения и установки всасывающих колпаков (а и б — неправильная установка, в — допускаемая, г — наиболее правильная). Колпаки должны быть как можно ближе к камере всасывания; в этом случае одной из лучших конструкций является такая, в которой нижняя часть насоса одновременно служит и всасывающим колпаком, т. е. последний конструктивно представляет часть самого насоса; важно и то, что поверхность жидкости в воздушном колпаке здесь большая.

Объем воздуха в воздушных колпаках выбирается с таким расчетом, чтобы колебания давлений, характеризуемые степенью неравномерности колпака,

, что можно принять равным , практически находились в пределах 2 - 5%.

Здесь vm — средний, vmax - максимальный и vmin - минимальный объемы воздуха в колпаке; pm, pmax, pmin - среднее, максимальное и минимальное давления в колпаке.

При примерных подсчетах объем воздуха во всасывающем воздушном колпаке для насоса простого действия может быть принят равным iFS, где i принимается различным в зависимости от высоты всасывания и числа колен на всасывающем трубопроводе (табл. 10).