Mașini cu Principiu de Funcționare Volumic

Maşini1e volumice realizeazã transferul fluidului între aspiraţie şi refulare prin modificarea ciclicã a volumelor de lucru, modificare însoţitã de variaţii de presiune. Când volumele de lucru cresc, presiunea în interiorul lor scade şi se produce aspiraţia. Când volumele de lucru scad, presiunea din interior creşte şi are loc refularea. Maşinile volumice se clasificã. dupã modul în care sunt realizate volumele de lucru, în:

a - maşini volumice cu piston;

b - maşini volumice cu pistonaşe (axiale sau radiale);

c - maşini volumice cu roţi dinţate;

d- maşini volumice cu şuruburi;

e - maşini volumice cu lamele;

f - maşini volumice cu membrane;

g - maşini volumice cu inel de lichid;

h - maşini volumice cu loburi.

1. POMPE CU PISTON

a) CONSTRUCŢIA ŞI PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE

Sunt maşini hidraulice în care fluidul de lucru este pus în mişcare prin deplasarea rectilinie altemativã, în corpul pompei, a unui piston. Sensul mişcãrii pistonului se schimbã periodic, astfel încât la capetele cursei (în punctele moarte) viteza devine nulã, mişcarea fluidului fiind deci pul¬satorie. Faţã de maşinile cu principiu dinamic, pompele volumice cu piston au urmãtoarele avan¬taje: a) pot asigura presiuni de refulare foarte mari; b) presiunea de refulare nu depinde de viteza pistonului, ea putând fi pãstratã constantã la diverse debite; c) funcţioneazã cu randamente bune; d) sunt autoamorsabile. Dezavantajele acestor maşini sunt urmãtoarele: a) debit relativ redus datoritã secţiunilor mici de trecere, vitezelor mici de circulaţie şi trecerilor multiple prin punctele de vitezã nulã; b) construcţie complicatã datoritã organelor de închidere şi mişcãrii alternative a pistonului; d) debit pulsatoriu. Pompele cu piston se pot clasifica dupã:

- tipul constructiv:

- cu un singur cilindru (maşini simplex);

- cu doi cilindri în paralel (maşini duplex);

- cu trei cilindni în paralel (maşini triplex).

- dupã numărul de feţe active:

- cu simplu efect (au o singură faţã activă);

- cu dublu efect (au douã feţe active);

- diferenţiale (cu simplu efect pe aspiraţie şi cu dublu efect pe refulare, sau invers).

- dupã felul acţionãrii:

- pompe acţionate de motoare prin intermediul unui mecanism bielã- manivelã

- pompe acţionate direct, antrenate de o maşinã cu abur sau aer comprimat.

Funcţionarea pompei cu piston se bazeazã pe modificarea ciclică a volumului de lucru. Un ciclu de funcţionare este format din douã faze: prima, în care, prin deplasarea pistonului în sensul de creştere a volumului de lucru, în cavitatea de lucru apare o depresiune care determinã aspiraţia prin supapa de aspiraţie; a doua, în care, prin deplasarea pistonului în sensul în care volumul de lucru scade, presiunea creşte şi fluidul este evacuat prin supapa de refulare.

În fig.2.14 este prezentatã o maşinã cu piston cu o singurã faţã activã, de tip duplex. Pompa are două pistoane calate la 900. Acest tip de rnaşinã hidraulicã are o largã utilizare la bordul navei deoarece debitarea este mai uniformã decât în varianta simplex, iar realizarea ei în varianta constructivã verticalã reduce spaţiul necesar amplasãrii. În figurã s-au fãcut notaţiile: 1- elemente de distribuţie; 2, 3- reductor melc-roatã melcatã, 4- sistem bielã-manivelã; 5-piston.

Fig.2.15 Pompã cu piston simplex Fig.2.16 Pompã cu piston diferenţialã

Pompa cu acţiune diferenţialã reprezintã o combinaţie între pompa cu simplu efect şi pompa cu dublu efect. Acest tip de pompã, a cãrei schema este prezentatã în fig.2.16, este destul de rar întâlnit ân practicã.

b) PERFORMANŢE ŞI DOMENII DE UTILIZARE

Pompele cu piston prezintã avantajul cã realizeazã valori mari ale presiunilor de lucru, peste 200 bari, fapt care compenseazã neajunsurile debitãrii neuniforme. Sunt întâlnite la bordul navelor îndeosebi la instalaţiile la care condiţiile de funcţionare pe aspiraţie sunt grele sau foarte grele (instalaţia de santinã, instalaţia de transfer combustibil şi ulei, etc.). Realizeazã debitele specifice relativ mici, însã au şi unele avantaje nete faţã de alte maşini hidraulice:

- asigurã o aspiraţie uscatã;

- pot manipula lichide calde şi reci;

- vâscozitatea fluidului de lucru poate fi oricât de mare;

- fluidul de lucru poate avea în componenţa sa chiar şi suspensii mecanice.

Gabaritele şi greutãţile maşinilor cu piston sunt mari faţã de celelalte pompe, deoarece, neputând fi antrenate la turaţii mari, au prevãzut un reductor între motorul de antrenare şi axul manivelelor. Antrenarea cu viteze periferice mari a axului manivelelor duce la acceleraţii mari ale pistoanelor la capetele de cursã, ceea ce provoacã desprinderea lichidului de piston ca urmare a scãderii presiunii, deci apariţiaq cavitaţiei.Utilizarea reductoarelor pe lanţul de antrenare a pompei are consecinţe directe nu numai asupra gabaritului şi greutãţii maşinii, ci şi asupra preţului de cost.

2 POMPE VOLUMICE CU PISTONAŞE

A. POMPE CU PISTONAŞE AXIALE

a) CONSTRUCŢIA ŞI PRINCIPIUL FUNCŢIONAL

Pompa se compune dintr-un bloc al cilindrilor în care sunt amplasate pistonaşele axiale, din¬tr-un disc pe care sunt la unul din capete tijele pistonaşelor (prin intermediul unor articulaţii sferice) şi dintr-o placã de distribuţie.

Fig.2.18 Pompe cu pistonaşe axiale. Variante constructive

Poziţia relativã a acestor elemente şi sistemul lor de antrenare definesc trei tipuri mari de maşini: pompe cu pistonaşe axiale cu bloc fix înclinat. fig.2.18(a), pompe cu disc înclinat, fig.2.18(b), şi pompe cu disc fulant, fig.2.18(c}. Din punct de vedere al posibilitãţilor de debitare, maşinile cu pistonaşe axiale sunt de douã tipuri cu debit constant şi cu debit variabil.