Pompe hidraulice

Pompe hidraulice

1 Notiuni generale

La o pompa aflata in functiune distingem mai multe fenomene ca :

Prin crearea unui vid partial intern uleiul se deplaseaza din rezervor in pompa, fenomen numit aspiratie;

Apoi are loc transferul uleiului in pompa spre orificiul de iesire din pompa, fenomen numit refulare.

Distingem astfel:

Orificiul de aspiratie, este orificiul prin care patrunde uleiul in pompa;

Orificiul de refulare, este orificiul prin care uleiul iese din pompa.

O pompa este cea care vehiculeaza un debit de ulei, dar nu creeaza presiune, aceasta fiind obtinuta prin rezistenta la curgere a uleiului.

Atunci cand intr-un circuit se manifesta o rezistenta la curgere, presiunea uleiului este mai mare la orificiul de refulare fata de orificiul de aspiratie.

Distingem doua tipuri de pompe :

a) Pompe hidrodinamice :

Etanseitatea la acestea este practic inexistenta, debitul variind cosiderabil cu presiunea.

b) Pompe volumice :

Exista o etanseitate perfecta, iar debitul variaza foarte putin cu presiunea.

Scurgerile interne sunt practic foarte slabe.

2 Pompe volumice

Rol

Pompele volumice sunt aparatele care realizeza transformarea energiei mecanice in energie hidraulica.

In timpul functionarii sale pompa are doua functii importante: 23523e47x

In primul rand, ea creeaza un vid partial pe aspiratie, ceea ce obliga lichidul din rezervorul hidraulic sa urce prin canalizare pana la pompa ;

In al doilea rand aceasta asigura transportul lichidului pana la orificiul de refulare.

Principiul de constructie

Fig.1

Descriere si functionare

1 - rezervor

2 - rotor excentric in raport cu statorul si antrenat in miscare de rotatie

de un motor electric

3 - stator

4 - resort care impinge paleta catre stator

5 - paleta culisanta in rotor.

In timpul rotatiei, paleta creaza un vid partial intre punctele C si D, diminiand cantitatea de aer continut in teava de aspiratie si volumul A.

In momentul trecerii paletei in punctul C, vidul partial este nul, dar in timpul trecerii prin punctul D, vidul partial este maxim.

Presiunea atmosferica care se exercita pe suprafata libera a lichidului continut in rezervor, face ca fluidul sa urce prin tubulatura de aspiratie , pentru compensarea cresterii volumului de aer continut in teava.

Dupa mai multe rotatii ale paletei, se va suprima aerul continut initial in teava de aspiratie, si in volumul A. Sub efectul presiunii atmosferice, lichidul umple teava de aspiratiesi volumul A.

In timplul rotatiei urmatoare, paleta impinge lichidul in volumul B, pana la teava de refulare.

Astfel, remarcam in timplul unei rotatii a paletei :

Volumul A creste, ceea ce determina aspiratia;

Volumul B scade, ceea ce determina refularea.

Aceste principii de aspiratie si de refulare sunt valabile pentru toate pompele volumice.

Paramterii principali ai pompelor volumice sunt : presiunea maxima a acestora si debitul (fix sau reglabil) pe care-l pot refula.

Presiunea maxima la care va fi solicitata pompa hotareste tipul acesteia, iar debitul hotareste gabaritul si turatia de antrenare.

3 Pompe rotative

Pompele cu organele active in miscare de rotatie avanseaza mediul lichid in mod continuu si se numesc pompe rotatative.

In acest tip de pompa lichidul este transferat printr-o miscare circulara de aspiratie si de refulate.

Pompele rotative sunt clasate in general dupa elementele care deplaseaza efectiv lichidul.

Distingem urmatoarele tipuri de pompe:

Cu angrenaje

Cu lobi 

Cu palete

Cu pistoane axiale

Cu pistoane radiale

Aceste pompe pot fi de trei tipuri :

1) Cu cilindree constanta

2) Cu cilindree variabila

3) Cu cilindree auto-anulabila

1) Pompa cu cilindree constanta

Fig.2

Examinand figura de mai jos se observa ca atunci cand rotorul efectueaza o, jumatatae de tura, pompa aspira volumul A si refuleaza volumul B. deci, la fiecare tur, pompa refuleaza un volum A +B.

Acest volum refulat la fiecare tura se numeste cilindreea pompei.

In cazul nostru, pompa este antrenata de un motor electric astfel incat viteza de rotatie este fixa prin constructie. Deci ea este constanta.

Pentru ca noi nu avem posibilitatea de a regla cilindreea pompei noastre, debitul acesteia va fi constant. Deci :

O pompa cu debit constant este o pompa la care nu putem modifica debitul atunci cand se modifica viteza de rotatie.

2) Pompa cu cilindree variabila

Fig.3

Descriere :

(1)= surubul de reglare

(2)= stator

(3)= rotor

(4)= resort

(5)= paleta

(6)= corpul pompei

Debitul dorit este obtinut printr-un reglaj efectuat asupra unei pompe.

In cazul unei pompe cu palete si cilindree variabila, vom modifica pozitia relativa a axelor rotorului si statorului.

In figura de mai jos vom avea :

Fig.4

Surubul 1 este insurubat complet :   Debit maxim

Surubul 1 este desurubat cu cateva ture : Debit intermediar

Surubul 1 este complet desurubat :Debit nul

Observam ca prin deplasarea statorului in raport cu rotorul putem face varierea debitului de la valoarea maxima pana la anularea completa, prin trecerea printr-un debit intermediar.

Astfel avem realizata o pompa cu debit variabil. Deci :

O pompa cu debit variabil este o pompa la care putem varia debitul fara a schimba viteza de rotatie a rotorului.

Nota Pompele cu cilindree constanta si variabila trebuie sa fie obligatoriu protejate la refulare printr-o supapa de siguranta, numita si limitator de presiune.

3) Pompa cu cilindree auto-anulabila

Fig.5

Descriere :

(1)= surubul de rezglare

(2)= compensator de presiune

(3)= stator

(4)= rotor

(5)= paleta

(6)= resort

(7)= corpul pompei

La acest tip de pompa regasim aceleasi organe ca la pompa cu debit variabil dar, controlul statorului se efectueaza printr-un compensator de presiune.

Conducta de refulare (din interiorul corpului) este unita cu fata inferioara a pistonului.

Un resort reglabil printr-un surub apasa pe suprafata sa superioara, noi putand deci regla efortul de deplasare al pistonului.

Functionarea dispozitivului

Pompa se roteste si umple cilindrul de la masina. Atunci cand pistonul ajunge la capat, lichidul nu se poate scurge si presiunea in circuit creste, deci in partea de dedesubt a pistonului de comanda a statorului.

Daca aceasata presiune creste suficient pentru a invinge rezistenta resortului, pistonul se deplaseaza si statorul impinge resortul inferior, devenind concentric cu rotorul.

Ne vom gasi atunci in situatia studiata in cazul anterior.

Pentru ca nu mai avem debit (debitul este nul), presiunea va inceta sa mai creasca.

Daca presiunea tinde sa se diminueze, resortul obliga statorul sa coboare, deci pompa va avea din nou debit.

O pompa cu debit auto-anulabil este o pompa la care debitul se anuleaza atunci cand presiunea maxima dorita in circuit este obtinuta.

3.1 Pompe cu palete

In figura de mai jos este reprezentata o pompa cu palete simpla de tip neechilibrat. Aceasta pompa este constituita dintr-un rotor prevazut cu canale si antrenat printr-un arbore canelat.

Fiecare canal contine o paleta plata, rectangulara, care se poat misca radial in lungul ei. Rotorul si paletele sunt plasate intr-un carter al carui profil interior este excentric in raport cu axa arborelui de comanda.

Atunci cand rotorul se roteste, forta centrifuga impinge paletele catre suprafata interioara a carterului , astfel incat ele sa urmeze intocmai profilul. Astfel, paletele vor diviza spatiul cuprins intre rotor si carter intr-o serie de alveole.

Fig.6

Aspiratia pompei este situata in partea in care alveolele cresc in dimensiuni, astfel creindu-se un vid partial.acest vid este umplut de lichidul hidraulic care este impins in alveolele de la aspiratie de catre presiunea atmosferica care actioneaza in rezervor.

Lichidul retinut intre palete este transportat pana la cota de refulare a pompei.

Alveolele din zona de refulare isi diminueaza progresiv volumul astfel ca uleiul transportat este transmis in orificiul de refulare.

Pompa prezentata mai sus nu este echilibrata pentru ca toate actiunile de pompare se produc in alveolele de pe aceiasi parte a rotorului si a arborelui. Aceasata dispunere incarca radial cele doua piese.

Pompele cu palete cele mai utilizate sunt cele in constructie echilibrata. Pompele contin un inel in care profilul interior este oval si el formeaza doua spatii separate de pompaj plasate la 180° in raport cu axa pompei. Incarcarile radiale aplicate la arbore sunt astfel egale si opuse, deci ele se anuleaza.

3.2 Pompe cu angrenaje

Descriere :

Pompele cu angrenaje cu dantura exterioara sunt constituite dintr-un carter (1) si doua pinioane cu dantura dreapta.

Unul dintre pinioane este numit pinion conducator (2) care este motor, fiind solidar cu arborele de antrenare.

Celalalt pinion, numit pinion condus (3) este antrenat in miscarea de rotatie de catre angrenajul danturii.

Fig.12

Functionare :

Uleiul din rezervor ajunge la pompa in punctul A, la aspiratie, el umpland golurile dintre pinioane in partea superioara, partea C.

Odata ajuns si inchis in acea zona, uleiul este transportat de catre pinioane spre stanga si spre dreapta in partea interioara a carterului, fiind impins catre R, adica spre refulare.

Acest ulei nu se poate reintoarce in A, deoarece dintii care angreneaza in E formeaza o perfecta etanseitate intre aspiratie si refulare.

Aspiratia la aceste pompe este provocata de vidul creat la nivelul D unde se realizeaza decuplarea danturii.

Aceste pompe se pot roti in cele doua sensuri ; dar se va avea grija ca atunci cand se face inversarea sensului de rotatie, trebuie sa se faca si inversarea conductelor de aspiratie si de refulare.

                      

Fig.13

Distingem doua tipuri de pompe cu angrenaje :

Pompe cu angrenaje cu dantura exterioara

Pompe cu angrenaje cu dantura interioara

Fig.14

Principii de constructie :

Aceste pompe au o constructie foarte simpla.

Ele pot lucra la presiuni de pana la 210 bari, dar sunt in general utilizate la presiuni care variaza in jurul valorii de 100 bari.

Aceste pompe sunt cu debite cuprinse intre cativa litrii pana la cateva sute de litrii pe minut pentru turatii cuprinse intre 500 si 3500 rot/min.

Calculul cilindreii :

Fig.15

Acesta este un volum de ulei care este refulat la o turatie a arborelui pompei.

Astfel, vom avea :

H = 2M - dp = MZ

P =  =

Lungimea circumferintei:   dp x π sau P x Z = MπZ

Cilindreea = MπZ x 2M x b

Cilindreea = 2π . M2 . 2b

Unde:

M = modulul dintilor

Z = numarul de dinti

b = largimea unui dinte

h = inaltimea unui dinte

dp = diametrul primitiv

p = pasul

Fortele radiale datorate uleiului cuprins in spatiul intermediar C:

Observatii

Ca urmare a angrenarii, uleiul ramane blocat in camera interioara C formata de dantura rotilor dintate.

Pe masura ce angrenajul se roteste, volumul acestei camere se micsoreaza progresiv, astfel incat presiunea uleiului cuprins in ea creste, putand atinge valori foarte ridicate.

Consecinte

Supraincarcarea palierelor si a cailor de rulare.

Solicitarea la incovoiere a arborilor care sustin pinioanele.

Fig.16

Remedii

a) Prin executia de frezari in garniturile pompei

o singura frezare in cazul unei pompe cu un singur sens de rotatie;

doua frezari identice si simetrice in raport cu linia centrelor pentru o pompa cu doua sensuri de rotatie.

Fig.17

b) Prin executie

Gaurirea radiala prin pinionul conducator ;

Executarea a doua crestaturi in arborele fix, sustinut de acelasi pinion conducator:

prin gaurile radiale si crestatura R, uleiul comprimat in spatial intermediar creat este retrimis in camera de refulare ;

prin gaurile radiale si crestatura A, uleiul venit din rezervor poate depasi vidul partial dintre dintii care se dezangreneaza.

Nota :

Acest dispozitiv este convenabil atat pentru o pompa cu un singur sens de rotatie, cat si pentru o pompa cu doua sensuri de rotatie.

3.3 Pompe cu surub

Principiul de constructie :

Pompele cu surub sunt constituite in general dintr-un corp in care sunt prelucrate trei alezaje suprapuse, in care sunt montate trei suruburi axiale paralele.

Filetul la aceste suruburi are forma trapezoidala.

Surubul central este conducator sau motor , iar celelate doua suruburi, aflate de o parte si de alta sunt conduse sau antrenate.

Fig.18

Principiul de functionare :

Fluidul debitat nu se roteste, ci se misca rectiliniu. Surubul motor se comporta asemeni unui piston fara sfarsit care se misca in mod continuu antrenand lichidul de la orificiul de aspiratie spre orificiul de refulare.

Caracteristici :

Aceste pompe pot fi asimilate cu pompele cu angrenaje. Performantele lor sunt mult mai ridicate, si anume : nu apar pulsatii de debit chiar la turatii ridicate si nu au numeroase piese in contact reciproc, dar se folosesc la presiuni mici.

Aceste pompe au un randament scazut, dar au avantajul unei functionari silentioase, dand un debit foarte regulat (constant).

Aceste pompe au debitul constant, acesta neputand fi modificat in functie de viteza de rotatie.

Pompele cu surub sunt utilizate in industria petroliera si chimica pentru efectuarea refularii lichidelor cu vascozitate ridicata.

3.4 Pompe cu pistonase axiale

Sunt cunoscute trei principii constructiv-functionale, si anume : cu disc inclinat, cu corp inclinat si cu disc fulant, toate putand fi cu pozitie fixa sau reglabila a discului sau a corpului.

A. Pompe cu pistonase axiale VICKERS

Fig.19

Asa cum apare reprezentata in figura, pompa se compune din :

Noua pistoane (1) echilibrate hidraulic : fiecare rotula (2) si scaunul sau (3) sunt strapunse de o gaura mica pentru ca se formeaza un film de ulei intre scaunul rotulei si discul de sprijin (4) pentru a se obtine echilibrarea hidraulica a pistoanelor si ungerea suprafetele ;

Un bloc de cilindrii (5) antrenat in miscare de rotatie prin arborele pompei (6) ;

un etrier (7) supus, intr-o parte, la efort de resortul (8) , iar in paretea opusa de pistonul de comanda (9). Inclinarea sa determina cilindreea pompei, prin realizarea unei miscari alternative a pistoanelor in blocul cilindrilor (5) ca urmare a rotatiei acesteia din urma;

un capac (10) care are in componenta orificiile de aspiratie si de refulare ca si oglinda de distributie (B);

un sertar compensator (11) supus la efort de resortul reglabil (12), pe de-o parte, si presiunea de refulare, prin orificiul (A), pe de alta parte.

La pornire, etrierul (7) este mentinut de resortul sau (8) in pozitia care asigura cilindreea maxima.

Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea de reglaj a pompei, pistonul compensator (11) se ridica sub efectul resortului reglat (12).

Uleiul sub presiune este admis in pistonul de comanda al etrierului (9) si provoaca deplasarea acestuia spre dreapta, miscand etrierul (7) contra efectului dat de resortul (8).

Astfel, inclinarea etrierului (7) este diminuata si, ca urmare, cursa pistoanelor (1) se micsoreaza. Cilindreea corespunde astfel unui debit cerut.

Daca se doreste in instalatie un debit crescut, presiunea de refulare se va diminua, sertarul compensator (11) va cobora din nou, uleiul inchis in pistonul de comanda a etrierului (9) este in parte evacuat spre dren prin canalul (C), pana cand etrierul (7) isi gaseste o noua pozitie de echilibru corespunzatoare debitului cerut.

Fig.20

Atunci cand debitul furnizat de pompa este inferior debitului dorit in instalatie, presiunea cade si pompa tinde a se bloca pe cilindreea maxima.

Cyl = l.s.n                               unde:

Cyl = cilindreea pe rotatie

l = cursa maxima a unui piston

s = suprafata unui piston

n = numarul de psitonase

Fig.21

Aceasata figura prezinta situatia in care debitul cerut in instalatie este un sfert din debitul maxim al pompei.

Schita de mai jos prezinta oglinda de distribuitie si comutarile intre aspiratie si refulare.

Fig.22

B. Pompa cu pistonase axiale si cilindree constanta VICKERS

Exista doua modele de pompe cu pistonase axiale cu cilindree constanta.

Primul model, ceva mai vechi, este pompa cu corp inclinat, ca in fig.23 (a) , se poate spune ca axa arborelui de antrenare si axa blocului cilindrilor formeaza un unghi.

Alt model, ceva mai nou, este pompa cu corp drept, numita si pompa cu disc inclinat, vezi fig.23 (b) , cand axa arborelui de antrenare se confunda cu axa blocului cilindrilor.

                

a) b)

Fig.23

1. Pompa cu pistonase axiale, cilindree constanta si corp inclinat

Aceasata pompa are un corp format din doua parti (1) si (2), un arbore de antrenare (3) sprijinit prin doi rulmenti (4) si (5) si de un platou de antrenare cilindric (6) in care vin articulate rotulele bielelor (7). Pistonasele (8) sunt articulate prin rotulele din capul bielelor si se deplaseaza in interiorul cilindrilor din blocul cilindrilor (9). Bolcul cilindrilor este antrenat in miscare de rotatie prin legatura unuversala (10), antrenata si ea la randul ei prin arborele de antrenare. Etanseitatea intre blocul cilindrilor, oglinda de distributie (11) si blocul de distributie este asigurata prin resortul (13). Orificiile sunt prevazute pentru trecerea uleiului intre blocul de distributie , oglinda de distributie si blocul cilindrilor.

Fig.24

Blocul de distributie cuprinde doua orificii care asigura comunicarea cu sistemul hidraulic. Garnitura arborelui (14) retine ueliul in interiorul carterului asigurand astefel ungerea. Carterul este astfel construit incat sa mentina fix unghiul format de axa arborelui de antrenare si axa blocului cilindrilor. Prin inlocuirea semi-carterului care contine blocul cilindrilor cu un alt semi-carter cu un alt unghi decat cel precedent, duce la schimbarea cilindreii pompei.

In figura de mai jos este schematizat un grup rotativ montat pe carterul sau.

Fig.25

La punctul (a), unghiul de inclinare al carterului este nul. De aceea, cursa (lungimea parcursa de un piston in alezajul sau in timpul unei rotatii a arborelui ) este nula. Atunci cand unghiul de inclinare a carterului creste progresiv (fig. b si c) cursa pistonului creste proportional. Ca urmare, lungimea totala a pistonului si a bielei sale ramane constanta si atunci cand creste unghiul de inclinre, va creste distanta care separa fundul pistonului de fundul cilindrului in pozitia de reintrare minima a pistonului. Cresterea unghiului de inclinare va duce la cresterea cilindreii pompei. Din cauza legaturii dintre blocul cilindrilor si arborele de antrenare , pistonasele sunt actionate ele revenind in alezajul lor atunci cand arborele este antrenat in miscare de rotatie.

Diametrul alezajului, numarul de pistonase si lungimea cursei determina cilindreea totala a pompei.

Una din functiile blocului si a oglinzii de distributie este de a permite trecerea debitului de intrare si de iesire in alezajul blocului de cilindrii. Fiecare orificiu din blocul de distributie strapunge degajarile semicirculare executate in oglinda de distributie. Orificiile de pe oglinda de distributie sunt in prelungirea orificiilor care comunica cu alezajele din blocul cilindrilor. Un spatiu relativ mic separa cele doua orificii, de aspiratie si de refulare. Fiecare piston creeaza un vid in cilindrul sau ; uleiul hidraulic este impins in cilindru sub actiunea presiunii atmosferice in timpul unei semi-rotatii si pistonul refuleaza uleiul prin orificiul de refulare in timpul celeilalte miscari de rotatie.

Efortul exercitat pe pistoane in timpul functionarii lor este transmis la discul cilindric antrenat de arbore prin intermediul bielelor pistoanelor. Impingerile radiale si axilale care actioneaza asupra arborelui de antrenare sunt suportate de rulmenti.

2. Pompa cu pistonase axiale , cilindree constanta si disc inclinat

 Fig.26

Aceasata pompa se compune dintr-un carter realizat prin turnare (1), dintr-un grup rotitor compus dintr-un arbore de antrenare (2) sprijinit pe un rulment cu bile (3) instalat in carter si un rulment cu role (4) instalat in blocul de distributie (5). Arborele de antrenare sustine si o rondela sferica (6) solidara cu arborele prin caneluri, un bloc de cilindrii (7) de asemenea solidar cu arborele prin caneluri.

O placa (8) este suport pentru sabotii pistoanelor (9) pivoteaza pe rondelele sferice si apasa pe discul inclinat (10). Acest disc este inclinat formand un unghi cu axa arborelui de antrenare.

Acest unghi determina cursa pistonaselor (11) cilindrii din blocul de cilindrii, determinand astfel cilindreea pompei. Blocul de distributie are suprafata interna nitrurata, aceasta avand in componenta doua deschideri semicirculare care mentin legatura intre orificiile de aspiratie si de refulare si orificiile cilindrilor din blocul de cilindrii. Un resort (12) situat in interiorul blocului de cilindrii este strans la montaj asigurand astfel etanseitatea intre blocul de cilindrii si fundul suprafetei din blocul de distributie, el presand rondelele sferice pe placa de retinere.

Fundul acestei suprafete joaca deci rolul oglinzii de distributie de la pompa cu pistonase axiale si bloc inclinat. O garnitura cu buze asigura etanseitatea inspre rulmentul cu bile. Aceasata pompa poseda , in general, in carterul sau doua orificii (13) si (14). La unul din aceste orificii, plasat in partea superioara a pompei,se monteaza drenul care apoi este legat la rezervor. Functionarea acestor pompe este analoga cu functionarea pompei cu corp inclinat. Dar efectul datorat inclinarii corpului pompei este inlocuit de actiunea inclinarii discului suport. Aceasta placa suports prijina pistonasele in timpul rotatiei lor ceea ce provoaca creearea unei cilindree, deci a unui debit, asa cum se observa si in figurile de mai jos (b si c).

Fig.27

Arborele de antrenare antreneaza blocul cilindrilor si pistonasele, ca in fig. 28. Sabotii pistonaselor gliseaza pe discul de presiune pe care se sprijina. Unghiul pe care il face acest disc cu axa arborelui de antrenare determina miscarea de dute-vino a pistonaselor in blocul de cilindrii. Atunci cand pistonul incepe miscarea sa de recul, deschiderea din spate a cilindrului sau se prezinta inaintea deschiderii semicirculare de aspiratie din blocul de distributie si lichidul hidraulic umple cilindrul, aceasta in timpul unei miscare de semirotatie a arborelui de antrenare. Atunci cand cilindrul este complet plin, deschiderea din spate a cilindrului intalneste spatiul inchis situat intre cele doua orificii semi-circulare, de aspiratie si de refulare, apoi deschiderea de la refulare. Pistonul reintra in cilindrul sau, in timpul celei de-a doua semi-rotatii si erxpulzeaza lichidul hidraulic in orificiul semicircular de refulare din blocul de distributie.

Fig.28

Functionarea acestor pompe este intrutotu analoga cu cea a pompelor cu corp inclinat, asa cum se observa si din figura de mai sus. Trebuie remarcat faptul ca, ca realizarea mecanica a acestei pompe este mult mai simpla decat a pompei cu bloc inclinat si ca numarul pieselor aflate in miscare este mult mai mare.

3.5 Pompe cu pistonase radiale

In figura de mai jos este prezentata o pompa cu pistonase radiale BOSCH.

Fig.29

Aceasta pompa este constituita din :

Un rotor (1) solidar cu arborele de antrenare (2) ;

Un sertar cilindric fix (3), pe care se roteste rotorul (1) si care contine orificiile de aspiratie si de refulare ;

Pistonasele (4) care se sprijina pe inelul excentric (5) prin patinele hidrostatice (6) si care culiseaza in rotorul (1) in timpul unei rotatii ;

O articulatie a rotulei (7) leaga pistonul (4) de patina sa (6) ;

Ghidajul patinelor (6) pe inelul excentric (5) este realizat prin inele de mentinere (8) situate de-o parte si de alta a patinelor (6). In timpul functionarii, forta centrifuga si presiunea uleiului lipeste pistonasele (6) pe inelul de frictiune (7) ;

Pistonul de echilibrare (9) si pistonul de control (10), comandate prin sertarul compensator (11), permit centrarea sau descentrarea (creearea unui excentric) inelului de frictiune (5) in raport cu axae rotorului (1) ;

La pornire, arcul (12) a pistonului de control (10) deplaseaza total (realizeaza excentricul) inelul de frictiune (7). In timpul functionarii, presiunea de refulare actioneaza asupra pistonului (9), pe suprafata S si asupra pistonului (10) pe suprafata 2S (pe acesta din urma prin canalul A). atata timp cata aceasata presiune este inferioara valorii reglate a compensatorului de presiune (14), pompa ramane cu debit plin.

Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea reglata a compensatorului de presiune, sertarul (11) a acestui copmpensatir se deplaseaza comprimand resortul de reglaj (15).

Astfel camera pistonului de control este pusa in legatura cu rezervorul, ca urmare, pistonul de echilibrare (9) centreaza inelul de frictiune (5) pe rotorul (1).

Astfel, presiunea de refulare se mentine la valoarea reglata.

4 Recomandari pentru montarea diferitelor tipuri de pompe

Conductele de aspiratie vor fi cel putin egale cu dimensiunile nominale ale orificiului de aspiratie si nu va exista nici o reducere a sectiunii intre orificiul de aspiratie si filtru.

Viteza de curgere in conducta de aspiratie trebuie sa fie cuprinsa intre 0,6 si 1,2 m/s.

Carterul (sau corpul) pompei trebuie complet umplut cu ulei inainte de pornirea acesteia.

Conducta de drenaj trebuie sa aiba dimensiuni corespunzatoare cu diametrul orificiului de drenaj, ea trebuind sa fie intotdeauna legata de orificiul de drenaj situat in partea superioara a carterului astfel incat carterul sa ramana intotdeauana plin cu ulei. Daca aceasta conducta de drenaj este de lungime mare, sectiunea sa poate fi crescuta pentru a se evita aparitia unor pierderi de sarcina importante (presiunea in interiorul carterului nu trebuie sa depaseasca 0,35 bar).

Asa cum s-a mentionat si anterior, aceste conducte trebuiesc prelungite in rezervor pentru a se evita efectul de sifonare, care poate avea consecinte ca golirea carterul pompei de ulei si eliberarea uleiului in atmosfera.

4.1 Caracteristici functionale generale

Pompele se caracterizeaza prin debitul lor si prin presiunea maxima admisibila.

Debitul este cantitatea de lichid pe care o pompa o poate furniza pe unitatea de timp, la o viteza de antrenare data.

Q =                               unde :

Q = debitul [ l/min ]

Vol = volumul [dm³]

Timp = [min]

Se va putea scrie:

Q = S . v             unde :

Q = debitul [ l/min ]

S = suprafata [dm²]

v = viteza de curgere [dm/min]

Schimarile vitezei de antrenare modifica debitul pompei, ducand la modificarea cilindreii pompei.

Cilindreea unei pompe exprimata in cm³ este volumul teoretic de lichid furnizat pe o rotatie la presiune nula.

Cil. = unde :

Cil. = cilindreea [cm³]

Q = debitul [cm³/min]

N = turatia [rot/min]

Putem spune astfel ca, o pompa produce un debit ; iar rezistenta la curgere pe care o intampina debitul de lichid in circuit creeaza presiunea.

Exista o limita maxima a presiunii pentru care o pompa poate functiona corect. Aceasta presiune se va exprima in bar sau in Pascali.

1 bar = 10⁵ Pascali

Putem defini astfel relatia dintre debit si presiune:

Debitul unei pompe nu este constant ; acesta se diminueaza cand rezistenta la curgere a uleiului (deci presiunea) creste002E

Aceasta diminuare a debitului se datoreaza faptului ca etanseitatea interna a pompei nu este perfecta si o anumita cantitate de ulei trece direct din zona de aspiratie in zona de refulare, in interiorul pompei.

Aceste pierderi apar la toate pompele , aceasata pentru ca debitul unei pompe este dat pentru mai multe presiuni.

4.2 Durata de viata a unei pompe

Atunci cand verificam o pompa utilizata se constata o crestere a jocurilor dintre elemente ceea ce duce la reducerea debitului util al pompei.

Acest tip de uzura este deobicei cauzat de de functionarea pompei la o presiune diferita de presiunea normala prevazuta de constructori.

Iata cativa factori importanti care determina durata de viata a unei pompe :

a) Fabricantii indica ca durata de viata a unei pompe este invers proportionala cu viteza de rotatie a componentelor.

Presupunand ca o pompa cu turatia de 1000 rot/min are o durata de viata de 2000 ore, se pune intrebarea care este noua durata de viata a pompei daca turatia acesteia creste la 2000 rot/min.

Durata de viata =  = 1000 h deci durata de viata a pompei se injumatateste.

Atunci cand turatia pompei creste, durata de viata a acesteia se reduce.

b) Fabricantii indica ca durata de viata a unei pompe variaza invers proportional cu cubul presiunii de functionare.

Presupunand ca o pompa care functioneaza la o presiune de 35 bar are o durata de viata de 2400 ore, se pune intrebarea care este noua durata de viata a pompei daca presiunea se dubleaza.

Durata de viata = 2400h  = 300h

Deci, influenta presiunii este considerabila. Daca avem o crestere a presiunii de 20%, adica 7 bar, durata de viata a pompei va fi :

Durata de viata = 2400h  = 1388h

Asa cum se observa, o mica variatie a presiunii are o importanta influenta asupra duratei de viata.

Din experienta practica, se recomanda, pentru un bun reglaj, utilizarea unei pompe cu 25% sau 30% sub presiunea sa nominala.

Formula generala de calcul a duratei de viata este :

Durata de viata = k.N^b.h.e.

Unde:

k = coeficient caracteristic lichidului de lucru, care este

egal cu 1 pentru un ulei mineral si intre 0,4 si 0,7 pentru un fluid

rezistent la foc.

N^b.h.e = numarul de ore dat de constructor

V_n = viteza nominala

V_u = viteza de utilizare

P_n = presiunea nominala

P_n = presiunea de utilizare

Normele de securitate pentru o buna functionare a pompelor prevad :

Robinetii de izolare de pe conductele de refulare trebuiesc plasati in aval de aparatele de protectie sau de reglare, astefl incat pompele sa ramana protejate daca robinetaii sunt inchisi.

Nivelul de zgomot al unei pompe nu trebuie sa depaseasca 80 dBA, in conditiile de maxima functionare.

Nici o constrangere, alta decat cuplul, nu trebuie sa fie suportata de arbore.

Orificiul de drenaj al pompei trebuie sa fie orientat spre partea cea mai inalta a acesteia.

Utilizarea unei pompe duble nu este recomandata decat cu acordul clientului.

Cavitatia este o alta problema importanta la pompe.

Sunt situatii in care debitul de lichid hidraulic este isuficient pentru a permite umplerea in intregime a alveolelor sau a cilindrilor de la pompele volumice.

Presiunea statica absoluta a lichidului poate atunci cobori pana la o valoare egala cu presiunea de vaporizare (presiunea vaporilor saturati). Dar, acesta presiune de vaporizare constituie limita inferioara a presiunii absolute si toate diminuarile suplimentare antreneaza vaporizarea lichidului si formarea de bule umplute cu gaz. Aparitia si evolutia acestor bule (cavitati)costituie fenomenul numit cavitatie.

Aparitia cavitatii este legata de fenomenul de absorbtie a gazelor de catre lichidele cu care vin in contact.

Cavitatia se poate produce si atunci cand viteza lichidului atinge o valoare care antreneaza scaderea presiunii statice, astfel incat presiunea devine inferioara presiunii de vaporizare.

Daca conducta de alimentare a unei pompe are un diametru insuficient sau daca aceasata se stramteaza, apar pierderi de incarcare foarte importante , iar presiunea absoluta devine foarte mica pentru mentinerea unei alimentari normale a ei si cavitatea se poate produce.

Daca presiunea lichidului hidraulic scade sub presiunea de vaporizare, bulele se dezvolta prin evaporarea lichidului ambiant si prin degajarea gazului (aerului infiltrat in sistem datorita neetanseitatilor) dizolvat in lichid, devin sferice si ajung sa cuprinda in interiorul lor particulele solide care le-au adapostit.

Intr-un lichid aflat in miscare, bulele astfel formate pot ajunge intr-o regiune in care presiunea lichidului este mai mare decat presiunea de vaporizare. Se constata atunci un fenomen numit implozie, deci o spargere a acestor bule, proces insotit de o serie de fenomene fizice si chimice cu efecte importantea asupra peretilor corpului pompei.

Cavitatia determina zgomote la pompe, facand sa vibreze tubulatura, determinanad totodata si o proasta functionarea a supapelor si a motoarelor, provocand o uzura rapida a componentelor, prin eroziunea metalului, precum si distrugerea echilibrului hidraulic al pieselor aflate in miscare de rotatie.

Toate aceste se pot evita printr-un studiu judicios al sistemului si prin utilizarea, pe admisia pompei, a unei conducte cu un diametru suficient de mare si evitarea oricarui tip de strangulare pe aceasta zona.

Simbolizarea diferitelor tipuri de pompe

Pompa cu cilindree constanta

Pompa cu cilindree variabila

Pompa cu cilindree auto-anulabila

4.3 Zgomote la pompe.

Cauze probabile si recomandari

Caracteristicile principalelor tipuri de pompe

Puterea

Puterea P este cantitaea de lucru mecanic L furnizat in timpul t.

P = unde: P = puterea [W]

L = lucru mecanic [Joule]

t = timpul [sec]

In hidraulica

P = p . Q                                 unde : P = puterea [W]

p = presiunea [Pascal]

Q = debitul [m³/ sec]

W = watt

1 kW = 1000 W

Randamentul

Randamentul = adica : η

Sau :

Randamentul = adica : η