Hidraulikus pumpa - Hydraulic pump

Folyadékáramlás egy külső fogaskerék-szivattyúban

A hidraulikus szivattyúkat hidraulikus hajtásrendszerekben használják, és lehetnek hidrosztatikusak vagy hidrodinamikusak. A hidraulikus szivattyú egy mechanikus áramforrás, amely a mechanikai energiát hidraulikus energiává ( hidrosztatikus energia, azaz áramlás, nyomás) alakítja . Elegendő áramlást generál ahhoz, hogy legyőzze a szivattyú kimenetén lévő terhelés okozta nyomást. Amikor egy hidraulikus szivattyú működik, vákuumot hoz létre a szivattyú bemeneti nyílásánál, amely a folyadékot a tartályból a bemeneti vezetékbe juttatja a szivattyúig, és mechanikai hatással juttatja ezt a folyadékot a szivattyú kimenetébe és a hidraulikus rendszerbe. A hidrosztatikus szivattyúk pozitív térfogatú szivattyúk, míg a hidrodinamikus szivattyúk rögzített elmozdulású szivattyúk lehetnek, amelyekben az elmozdulás (a szivattyún átfolyó áram a szivattyú egy forgása alatt) nem állítható be, vagy a változó térfogatú szivattyúk , amelyek bonyolultabb felépítésűek, amelyek lehetővé teszik az elmozdulást ki kell igazítani. A hidrodinamikus szivattyúk gyakoribbak a mindennapi életben. A különféle típusú hidrosztatikus szivattyúk mind Pascal törvényének elvén működnek .

Külső fogakkal ellátott fogaskerék-szivattyú, vegye figyelembe a fogaskerekek forgásirányát.

Hidraulikus szivattyú típusok

Fogaskerék szivattyúk

Sebességváltó szivattyú belső fogakkal

A fogaskerék-szivattyúk (külső fogakkal) (fix elmozdulású) egyszerű és gazdaságos szivattyúk. A hidraulika hajtóműszivattyúinak lökettérfogata vagy elmozdulása körülbelül 1 és 200 milliliter között lesz. Mindhárom alapszivattyútípus (a fogaskerék-, lapát- és dugattyús szivattyúk) közül a legalacsonyabb a térfogat-hatékonyságuk ( ). Ezek a szivattyúk a fogaskerék fogainak hálóján keresztül nyomást teremtenek, amely a folyadékot a fogaskerekek körül a kimeneti oldal nyomására kényszeríti. Egyes fogaskerék-szivattyúk meglehetősen zajosak lehetnek, más típusokhoz képest, de a modern fogaskerék-szivattyúk nagyon megbízhatóak és sokkal csendesebbek, mint a régebbi modellek. Ez részben annak köszönhető, hogy osztott fogaskerekeket, spirális fogazású fogakat és nagyobb pontosságú / minőségű fogprofilokat tartalmaznak, amelyek simábban hálóznak és szétnyílnak, csökkentve a nyomás hullámzását és a kapcsolódó káros problémákat. A fogaskerék-szivattyú másik pozitív tulajdonsága, hogy a katasztrofális meghibásodás sokkal ritkább, mint a legtöbb más típusú hidraulikus szivattyúnál. Ennek oka, hogy a fogaskerekek fokozatosan kopják a házat és / vagy a főperselyeket, és fokozatosan csökkentik a szivattyú térfogat-hatékonyságát, amíg az csak használhatatlan. Ez gyakran jóval a kopás előtt következik be, és az egységet lefogja vagy elromlik. ${\ displaystyle \ eta _ {v} \ kb. 90 \%}$

A gerotor (kép nem jelenne szívó vagy a kipufogó)

Rotációs lapátos szivattyúk

Rögzített térfogatú lapátos szivattyú

A forgólapát-szivattyú pozitív térfogat-kiszorítású szivattyú, amely egy üreg belsejében forgó rotorra szerelt lapátokból áll. Bizonyos esetekben ezek a lapátok változtatható hosszúságúak és / vagy megfeszíthetők, hogy a szivattyú forgása közben érintkezésbe kerüljenek a falakkal. A lapátos szivattyú kialakításának kritikus eleme az, hogy a lapátokat hogyan érintkezik a szivattyúházzal, és hogy a lapát hegyei pont ezen a ponton megmunkálva. Többféle "ajak" mintát alkalmaznak, és a fő cél a szoros tömítés biztosítása a ház belseje és a lapát között, valamint a kopás és a fém-fém érintkezés minimalizálása. A lapát kiszorítását a forgó középponttól a szivattyúház felé rugóterhelésű lapátokkal, vagy hagyományosan hidrodinamikusan (a nyomás alatt lévő rendszerfolyadékon keresztül) terhelt lapátokkal hajtják végre.

Csavaros szivattyúk

A csavarszivattyú elve (Saugseite = szívó, Druckseite = kiáramló)

A csavarszivattyúk (fix elmozdulású) két Archimedes-csavarból állnak, amelyek egymásba illeszkednek és ugyanazon kamrába vannak zárva. Ezeket a szivattyúkat viszonylag kis nyomáson (max. 100 bar (10 000 kPa)) nagy áramláshoz használják. Olyan hajók fedélzetén alkalmazták őket, ahol az állandó nyomású hidraulikus rendszer kiterjedt az egész hajóra, különösen a gömbcsapok vezérlésére, de a kormánymű és más rendszerek vezetésére is. A csavarszivattyúk előnye ezen szivattyúk alacsony zajszintje; a hatékonyság azonban nem magas.

A csavarszivattyúk legfőbb problémája, hogy a hidraulikus reakcióerőt olyan irányba továbbítják, amely tengelyirányban ellentétes az áramlás irányával.

Kétféle módon lehet leküzdeni ezt a problémát:

tegyen egy nyomócsapágyat minden rotor alá;
hozzon létre hidraulikus egyensúlyt úgy, hogy a hidraulikus erőt a rotor alatti dugattyúra irányítja.

Csavarszivattyúk típusai:

egyetlen vége
kettős vég
egyetlen rotor
multi rotor időzítve
multi rotor időzítetlen.

Hajlított tengelyű szivattyúk

Hajlított tengelyű szivattyúk , axiális dugattyús szivattyúk és motorok a hajlított tengely elvével, rögzített vagy állítható elmozdulással, két különböző alapkivitelben léteznek. A Thoma-elv (mérnök Hans Thoma, Németország, 1935. számú szabadalom) max. 25 fokos szöggel és a Wahlmark-elv (Gunnar Axel Wahlmark, 1960. sz. Szabadalom) gömb alakú dugattyúkkal, egy darabban, a dugattyúrúddal, a dugattyúgyűrűkkel és a maximummal 40 fok a hajtótengely középvonala és a dugattyúk között (Volvo Hydraulics Co.). Ezek az összes szivattyú közül a legjobb hatékonyságúak. Bár általában a legnagyobb lökettérfogat kb. Egy liter fordulatonként, szükség esetén kétliteres, átöblített térfogatú szivattyút is lehet építeni. Gyakran változó térfogatú szivattyúkat használnak, hogy az olajáramlás gondosan beállítható legyen. Ezek a szivattyúk általában 350–420 bar üzemi nyomással működhetnek folyamatos munkában.

Soros axiális dugattyús szivattyúk

Axiáldugattyús szivattyú, swashplate elv

Különböző kompenzációs technikák alkalmazásával ezeknek a szivattyúknak a változó lökettérfogatú típusa folyamatosan változtathatja a fordulatszám folyadékkibocsátását és a rendszer nyomását a terhelési követelmények, a maximális nyomás-kikapcsolási beállítások, a lóerő / arány szabályozás és még a teljesen elektro-arányos rendszerek alapján is, amelyekhez nincs szükség másra. bemenet, mint elektromos jelek. Ez potenciálisan óriási energiamegtakarítást jelent azokhoz a rendszerhez tartozó állandó áramlású szivattyúkhoz képest, amelyekben a primer mozgató / dízel / villanymotor forgási sebessége állandó, és a szükséges folyadékáram nem állandó.

Radiális dugattyús szivattyúk

Radiális dugattyús szivattyú

A radiális dugattyús szivattyú a hidraulikus szivattyú egyik formája. A működő dugattyúk sugárirányban szimmetrikusan nyúlnak a hajtótengely körül, ellentétben az axiális dugattyús szivattyúval.

Hidraulikus szivattyúk, számítási képletek

Folyam

${\ displaystyle Q = n \ cdot V _ {\ text {stroke}} \ cdot \ eta _ {\ text {vol}}}$

hol

${\ displaystyle \ scriptstyle Q}$ áramlás (m ³ / s)
${\ displaystyle \ scriptstyle n}$ , löketfrekvencia (Hz)
${\ displaystyle \ scriptstyle V _ {\ text {stroke}}}$ , simogatott térfogat (m ³ )
${\ displaystyle \ scriptstyle \ eta _ {\ text {vol}}}$ , térfogati hatékonyság

Erő

${\ displaystyle P = {n \ cdot V _ {\ text {stroke}} \ cdot \ Delta p \ over \ eta _ {\ text {mech}}}}$

hol

${\ displaystyle \ scriptstyle P}$ , teljesítmény (W)
${\ displaystyle \ scriptstyle n}$ , löketfrekvencia (Hz)
${\ displaystyle \ scriptstyle V _ {\ text {stroke}}}$ , simogatott térfogat (m ³ )
${\ displaystyle \ scriptstyle \ Delta p}$ , nyomáskülönbség a szivattyú felett (Pa)
${\ displaystyle \ scriptstyle \ eta _ {\ text {mech, hydr}}}$ , mechanikai / hidraulikus hatékonyság

Mechanikai hatékonyság

${\ displaystyle n _ {\ text {mech}} = {T _ {\ text {elméleti}} \ felett T _ {\ text {aktuális}}} \ cdot 100 \%}$

hol

${\ displaystyle \ scriptstyle n _ {\ text {mech}}}$ , mechanikus szivattyú hatékonysági százalék
${\ displaystyle \ scriptstyle T _ {\ text {elméleti}}}$ , elméleti meghúzási nyomaték
${\ displaystyle \ scriptstyle T _ {\ text {aktuális}}}$ , a meghajtás tényleges nyomatéka