Co to jest pompa hydrauliczna i rodzaje pomp

Pompy hydrauliczne są kręgosłupem wszystkich gałęzi przemysłu. Od przemysłu farmaceutycznego po wytwarzanie energii i przetwórstwo chemiczne, aż po maszyny budowlane, można je zobaczyć w setkach wszechstronnych zastosowań na całym świecie. Pompy te działają na zasadzie przekształcania energii mechanicznej w energię hydrauliczną poprzez tworzenie przepływu płynu i ciśnienia. Na wlocie wytwarzane jest podciśnienie, które pobiera płyn ze zbiornika, a następnie wypycha ten płyn pod ciśnieniem, aby przekazać moc. Proces ten opiera się na zasadzie wyporu, w którym ustalona ilość płynu jest przemieszczana w każdym cyklu pompy.

Podstawowe zasady hydrauliczne pracy w pompach

Zrozumienie pomp hydraulicznych zaczyna się od kilku kluczowych zasad, które są wspólne dla wszystkich typów pomp hydraulicznych. Na przykład:

Prawo Pascala w pompach hydraulicznych

Wszystkie pompy hydrauliczne działają na zasadzie prawa Pascala. Prawo Pascala mówi, że gdy ciśnienie jest stosowane do zamkniętego płynu, jest ono przenoszone równomiernie we wszystkich kierunkach w płynie. Pozwala to układom hydraulicznym na efektywne mnożenie siły.

Konwersja energii w pompach hydraulicznych

Następnie następuje konwersja energii. pompa hydrauliczna przetwarza dane wejściowe mechaniczne (np. z silnika lub motoru), które wytwarzają ciśnienie w komorze, na moc płynu, przemieszczając płyn ze zbiornika do obwodów ciśnieniowych, które następnie popychają cylinder, a wykonywana jest praca mechaniczna.

Kluczowe parametry, których należy się nauczyć, aby zrozumieć działanie pomp hydraulicznych

1. Ciśnienie w pompach hydraulicznych mierzone w barach lub psi (np. 210 barów = 3000 psi)
2. Przepływ cieczy w pompach hydraulicznych mierzony w l/min lub GPM (galonach na minutę)
3. Przemieszczenie wału lub wirnika itp., które informuje o objętości przypadającej na jeden obrót wału, w cm3/obr.

Wspólne komponenty we wszystkich typach pomp hydraulicznych

Bez względu na konstrukcję mechaniczną, typowa pompa hydrauliczna zazwyczaj składa się z:

1. Otwór wlotowy (strona ssąca) służący do zasysania płynu ze zbiornika do pompy.
2. Port wylotowy (strona ciśnieniowa), który po sprężeniu wprowadza pobrany płyn do układu.
3. Obudowa pompy i uszczelki osłaniają wewnętrzne elementy i zapobiegają wyciekom z pomp
4. Wał napędowy i sprzęgło, które łączą się ze źródłem zasilania, np. silnikiem elektrycznym lub motorem itp.
5. Wreszcie, mechanizm wewnętrzny, o którym wspomnieliśmy powyżej, to konstrukcja mechaniczna, która różni się w zależności od typu pompy (koła zębate, łopatki, tłoki itp.)

Zasada działania pomp hydraulicznych

Pompy hydrauliczne działają w oparciu o trzystopniowy proces:

1. Na pierwszym etapie wykonywany jest Suw ssący. Na tym etapie, gdy wewnętrzna komora się rozszerza, w porcie wlotowym wytwarza się podciśnienie, które zasysa płyn z rury do pompy.
2. W 2ⁱ etap, następuje sprężanie lub przemieszczenie. Na tym etapie płyn, który został uwięziony pomiędzy ruchomymi częściami (np. tłokami lub kołami zębatymi) jest teraz wypychany w kierunku wylotu z dodatkowym ciśnieniem przez ruch mechaniczny pompy.
3. W ostatnim i 3^rd Etap, który jest etapem tłoczenia, w którym sprężony płyn wydostaje się przez wylot do układu hydraulicznego.

Cykl ten powtarza się nieprzerwanie tak długo, jak długo pompa pracuje, zapewniając nieprzerwany przepływ pod ciśnieniem.

Klasyfikacja pomp hydraulicznych na podstawie zasad działania

Ze względu na sposób działania pompy hydrauliczne można podzielić je na dwie szerokie kategorie:

1. Pompy wyporowe, które tłoczą stałą lub zmienną ilość płynu na cykl.
   • Pompy hydrauliczne tłokowe
     • Pompy tłokowe
     • Pompy membranowe
     • Pompy tłokowe
   • Pompy hydrauliczne obrotowe
     • Pompy zębate
     • Pompy łopatkowe
     • Pompy śrubowe
     • Pompy krzywkowe

2. Pompy wyporowe zapewniają ciągły przepływ, ale są rzadziej stosowane w układach hydraulicznych.
   • Pompy odśrodkowe
   • 

Pompy wyporowe

Pompy te przemieszczają ustaloną objętość cieczy na cykl i idealnie nadają się do zastosowań wysokociśnieniowych.

1. Pompy o stałej wydajności zapewniają stałą wydajność przepływu. Pompy te są proste i niezawodne w konstrukcji mechanicznej. Zasada ta jest często stosowana w zastosowaniach pomp zębatych i łopatkowych.
2. Z drugiej strony pompy o zmiennym wydatku dostosowują wydajność przepływu na podstawie zapotrzebowania systemu. Ta cecha sprawia, że są energooszczędne dla systemu.

Rodzaje najczęściej spotykanych pomp wyporowych

Pompy zębate

Pompy zębate wykorzystują dwa zazębiające się koła zębate, które obracają się, a płyn jest uwięziony między zębami koła zębatego a obudową, przemieszczając się od wlotu do wylotu. Pompy te dostarczają wysokie ciśnienie przy najmniejszym hałasie. Ponadto ich prosta konstrukcja pozwala na tanią konserwację. Zazwyczaj działają w zakresie ciśnień 100–250 barów (1450–3625 psi) przy przepływie 10–200 l/min.

Pompy łopatkowe

W pompie łopatkowej łopatki wystają z wirnika i wsuwają się i wysuwają, gdy wirnik obraca się wewnątrz obudowy poza środkiem. Pompy te mają dobrą próżnię i mogą obsługiwać płyny o niskiej lepkości. Ponadto pompy te są powszechnie stosowane w układach hydraulicznych o niskim i średnim ciśnieniu, o wartościach ciśnienia 70–180 bar (1000–2600 psi).

Pompy tłokowe

Pompy tłokowe można dodatkowo podzielić na dwa typy: pompy tłokowe osiowe i pompy tłokowe promieniowe.

W pompach tłokowych osiowych tłoki są ustawione równolegle do wału napędowego. Tarcza swashplate powoduje ruch posuwisto-zwrotny tłoka. Ta konstrukcja mechaniczna umożliwia tym pompom dostarczanie zmiennego przepływu, kontrolowanego przez zmianę kąta tarczy swashplate. Ich zastosowanie jest głównie w maszynach hydraulicznych budowlanych i przemysłowych.

W przeciwieństwie do nich, w pompach tłokowych promieniowych tłoki są rozmieszczone promieniowo wokół wału z mimośrodową krzywką. Pracują przy bardzo wysokich ciśnieniach, do 700 barów (10 000 psi), przy przepływie zwykle od 10 do 150 l/min i przemieszczeniach od 1 do 100 cm3/obr.

Mechanizmy kontroli i regulacji

Pompy hydrauliczne często zawierają wbudowane systemy sterowania, aby skutecznie zarządzać przepływem i ciśnieniem w systemie. Na przykład mechanizm kompensacji ciśnienia w celu dostosowania ciśnienia, wykrywanie obciążenia w celu regulacji natężenia przepływu i zawory sterujące przepływem w celu stabilizacji natężenia przepływu są najczęstszymi mechanizmami regulacji.

Parametry wydajności

Typowe tryby awarii i diagnostyka w pompach hydraulicznych

Rozpoznawanie oznak awarii może zapobiec wystąpieniu poważnych uszkodzeń. Niektóre z oznak, które mogą pomóc zdiagnozować nadchodzącą awarię to:

1. Pierwszym i najważniejszym objawem jest przegrzanie, które często spowodowane jest zanieczyszczeniem płynu lub przeciążeniem pompy.
2. Kawitacja/napowietrzanie powoduje hałas, wibracje i zmniejszoną wydajność. Jeśli zauważysz niepożądany hałas lub spadek natężenia przepływu, musisz sprawdzić, czy występuje kawitacja.
3. Najczęstsze uszkodzenia są spowodowane zużytymi uszczelnieniami i złączami lub zużyciem powierzchni. Możesz sprawdzić wyciek wokół pomp, aby go zdiagnozować.
4. Praca na sucho jest jedną z niebezpiecznych przyczyn awarii pomp. To praca pompy bez płynu powoduje poważne uszkodzenia wewnętrzne

Przyszłe trendy w technologii pomp hydraulicznych

Technologia hydrauliczna rozwija się szybko. Na przykład integracja elektrohydrauliczna staje się nowym trendem, który, jak sama nazwa wskazuje, jest połączeniem elektroniki ze sterowaniem hydraulicznym w celu zwiększenia kontroli. Wraz z nimi technologia inteligentnych pomp zastępuje również tradycyjne pompy, z diagnostyką i zdalnym monitorowaniem obsługiwanym przez IoT. Ponadto, dzięki projektowaniu generatywnemu, tworzone są bardziej energooszczędne projekty, które zapewniają wysoką wydajność, niski poziom hałasu i są przyjazne dla środowiska.

Wniosek

Pompy hydrauliczne to krytyczne komponenty przemysłowe do przenoszenia mocy za pomocą sprężonych płynów. Od pomp zębatych i łopatkowych po pompy tłokowe o zmiennej wydajności, każdy typ pompy hydraulicznej, niezależnie od jej zasad działania, pełni określoną funkcję w oparciu o wymagania dotyczące ciśnienia, przepływu i zastosowania. Ważne jest zrozumienie, jak działają pompy hydrauliczne oraz jak je wybierać i konserwować. Starannie wybierając dostawcę, takiego jak hydraflu, możesz zmaksymalizować wydajność i niezawodność swojego systemu.