Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Толкающие пропеллеры и импеллеры

Толкающие пропеллеры и импеллеры

Ведущие вертолетостроительные компании мира изучают возможности повышения крейсерской скорости винтокрылых машин. Одним из вариантов решения проблемы может оказаться схема с толкающим винтом, который позволяет разгрузить несущий винт и отсрочить наступление условий, при которых возникает срыв потока на отступающей лопасти. У обычных вертолетов он возникает при скорости примерно 300 км/ч и вызывает вибрации, способные привести к разрушению несущего винта.
Американская компания Piasecki Aircraft впервые испытала концепцию толкающего винта на модели 16H-1 Pathfinder еще в 1962 г. Сейчас Piasecki работает над программой X-49A Speedhawk, запущенной в 2000 г. по заказу ВМС США, но с 2004 г. перешедшей под контроль Управления прикладных технологий армейской авиации. В качестве основы X-49A используется вертолет SH-60F Seahawk. Штатный рулевой винт заменен импеллером — толкающим винтом в кольцевом обтекателе — с изменяемым вектором тяги, который компенсирует крутящий момент несущего винта и обеспечивает управляемость вертолета. Кроме того, установлено несущее крыло с флаперонами, представляющее собой несколько укороченное крыло самолета Aerostar FJ-100. Крыло и толкающий импеллер позволяют снизить нагрузку на несущий винт, уменьшить угол атаки отступающей лопасти и избежать срыва потока на ней.
Первый полет X-49A состоялся 29 июня 2007 г., а в начале 2009 г. успешно завершился первый этап летных испытаний, цель которого состояла в тестировании конфигурации во всем диапазоне допустимых летных режимов немодифицированного вертолета. Испытания продемонстрировали увеличение скорости более чем на 45% на сходных режимах работы силовой установки и уменьшение уровня вибрации в два раза.
На втором этапе прототип будут испытывать в скоростном режиме. Для этого на него дополнительно установят обтекатель втулки несущего винта, убираемое шасси и улучшат обтекаемость планера. Кроме того, вместо ВСУ будет установлен турбовальный двигатель Rolls-Royce 250-C30R для сообщения дополнительной мощности импеллеру. Механические органы управления будут заменены на ЭДСУ для снижения нагрузки на экипаж. Конечная цель — добиться увеличения максимальной скорости на 50% по сравнению со строевым UH-60.
Окончательный вариант вертолета для армии США может отличаться от нынешнего демонстрационного образца. У него может появиться полноценный третий двигатель вместо вспомогательного, а также усовершенствованное несущее крыло.
От результатов второго этапа испытаний зависит дальнейшее финансирование программы. В целом компания имеет шансы на успех, поскольку разрабатываемая ею технология теоретически может быть применена для модернизации и других типов вертолетов с целью улучшения их ЛТХ.
Так, в начале 2009 г. Piasecki представила концепцию модифицированного транспортного вертолета Boeing CH-47 с установленными по обе стороны фюзеляжа двумя дополнительными поворотными импеллерами. По словам разработчиков, такая конфигурация позволит достичь максимальной скорости 460 км/ч в горизонтальном полете, а в вертикальном наборе — увеличить грузоподъемность на 30%.
Своим появлением этот проект обязан тесному сотрудничеству Piasecki с Boeing, который с самого начала работы над программой X-49 предоставлял безвозмездную техническую помощь. Boeing заинтересован в применении технологии Piasecki в будущем для улучшения характеристик ударного вертолета AH-64 Apache.
У компании Sikorsky также есть определенный опыт исследований в области скоростных вертолетов — в 70-х гг. был испытан демонстрационный образец XH-59A, развивший скорость 487 км/ч. Но вибрация вертолета и рабочая нагрузка на экипаж оказались столь велики, что от дальнейших работ по этой программе пришлось отказаться.
Сейчас Sikorsky ведет разработку нового скоростного вертолета — без внешней финансовой поддержки. В июне 2005 г. компания объявила о начале работ по программе X2, предполагающей создание однодвигательного вертолета с двумя соосными несущими винтами, шестилопастным толкающим хвостовым пропеллером, ЭДСУ и активной системой гашения вибраций, управляемого одним пилотом и развивающего крейсерскую скорость 460 км/ч.
Первый полет опытного образца X2 — с незадействованным хвостовым пропеллером — состоялся в августе 2008 г. Программа летных испытаний предполагает четыре этапа, первый из которых успешно завершился наземными испытаниями хвостового пропеллера в январе 2009 г. Скорость полета будет постепенно увеличиваться, пока не достигнет заветных 460 км/ч — как предполагается, уже к концу текущего года. Возобновление испытательных полетов планируется в ближайшее время.
4 мая компания представила на конференции Американской ассоциации армейской авиации полномасштабный макет легкого тактического вертолета LTH на основе концепции X2. По словам представителей компании, подобный вертолет может применяться в разнообразных военных целях. По мнению некоторых наблюдателей, это событие — в первую очередь заявка Sikorsky на участие в будущем тендере армии США на поставку армейского разведывательного вертолета. Если это так, шансы Sikorsky будут зависеть от того, насколько оперативно компания сможет довести до ума технологию X2.

Это закрытый материал портала ATO.RU.
Полный текст материала доступен только по платной подписке.

699 ₽
23 ₽ в день

2999 ₽
17 ₽ в день

4999 ₽
14 ₽ в день

Читать еще:  Что такое ваз 2105 роторный двигатель

Подписка на материалы ATO.ru предоставляет доступ ко всем закрытым материалам сайта — новостям, аналитике, инфографике — уникальному контенту, каждый день создаваемому редакцией ATO.ru. Кроме этого, Вы получаете доступ к материалам «Ежегодника АТО» и ко всему архиву журнала «Авиатранспортное обозрение», выходившему с 1999 по 2019 год.

Вопросы, связанные с платным доступом, направляйте на адрес paywall@ato.ru

Для пенсионеров у нас 50% скидка на все виды доступа. Зарегистрируйтесь на сайте под своим реальным ФИО (например, Иван Иванович Ивванов), указав, что Вы пенсионер, и отправьте с емэйла, который указали при регистрации скан/фотографию подтверждающего документа по адресу jkabardina@ato.ru.

Услуга «Автоплатеж». За двое суток до окончания вашей подписки, с вашей банковской карты автоматически спишется оплата подписки на следующий период, но мы предупредим вас об этом заранее отдельным письмом. Отказаться от этой услуги можно в любое время в личном кабинете на вкладке Подписка. Подробные условия автоматической пролонгации подписки.

Я подписчик / Я активировал промокод.
Если у вас есть неактивированный промокод, авторизуйтесь/зарегистрируйтесь на сайте и введите его в своем Личном кабинете на вкладке Подписка

Импеллер водомета

В зависимости от условий эксплуатации импеллер водомета подвергается износу, и между стенкой патрубка и краем лопасти образуется зазор. Для сохранения максимальной производительности зазор должен быть минимальным. (На заводе устанавливается зазор 0,2 мм). С увеличением зазора КПД водомета снижается.

Обычно износ наблюдается на внешней стороне лопастей импеллера.

Импеллер водомета вращается в конусообразном патрубке, и его положение можно регулировать, смещая импеллер в направлении вала по мере износа.

Расположение импеллера в трубе определяет его энергозатраты. Чем глубже расположен импеллер, тем меньше мощности двигателя ему требуется, поскольку его диаметр меньше. Шаг, длина и количество лопастей также влияют на энергопотребление.

Регулировка импеллера позволяет значительно продлить срок его службы.

Регулировка импеллера должна проводиться в случае необходимости, но не реже чем раз в год следует проверять его состояние. Чтобы выполнить регулировку импеллера, его необходимо снять, а затем снова установить.

Проверка импеллера

Важно отслеживать состояние передней кромки лопастей импеллера водомета . Повреждение передней кромки приводит к кавитации.

Лопасти импеллера могут быть острыми и стать причиной пореза рук. Перед снятием импеллера следует надеть защитные перчатки.

Повреждения кромки можно устранить, простучав молотком неровности, вызванные попаданием крупных камней, и отшлифовав их при помощи наждачной бумаги. Также необходимо заточить передний край до толщины не более 1 мм так, чтобы им нельзя было порезаться.

Вы также можете вернуть импеллер на завод для проверки и ремонта.

Если вам кажется, что импеллер водомета поврежден, выполните следующие действия:

  1. Выключите двигатель и откройте смотровой люк.
  2. Убедитесь, что впускной патрубок не имеет пробок.
  3. Осмотрите импеллер. Отдельно обратите внимание на зазор между краем лопасти и стенкой патрубка.

Если не обнаружены явные неисправности, выполните следующие действия:

  1. Извлеките судно из воды.
  2. Снимите импеллер ( см. ниже ).
  3. Осмотрите импеллер более внимательно.

Если необходимо, свяжитесь с импортером или производителем и запросите дополнительные инструкции.

Демонтаж импеллера

Перед демонтажем импеллера необходимо снять реверсивную заслонку, рулевое сопло и статор.

  1. Открутите винты, отмеченные стрелками на рис. 26 .
    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
    Убедитесь, что не произошло случайного опускания реверсивной заслонки. Это может привести к серьезной травме!
    Опустите реверсивную заслонку за рулевое сопло. После опускания реверсивной заслонки необходимо отцентрировать рулевое сопло.
  2. Открутите шесть крепежных винтов статора ( рис. 27 ). Всего используется восемь винтов, четыре из которых представлены на рисунке.
  3. Удалите статор, реверсивную заслонку и рулевое сопло единым блоком ( рис. 28 ).
  4. Ослабьте крепежные винты импеллера ( рис. 29, A ).
  5. Полностью вытащите один винт и поместите его в резьбовое отверстие пластикового монтажного конуса ( рис. 29, точка B ).

При вкручивании винта в резьбовое отверстие происходит ослабление крепления конуса, и импеллер можно легко снять с вала. Если переходник не поддается, воспользуйтесь несколькими винтами для его ослабления.

Рисунок 29. Крепежные винты импеллера

Установка импеллера

Новые или отремонтированные импеллеры устанавливаются таким же способом.

  1. Поместите пластиковый монтажный конус в центр импеллера и завинтите винты вручную без применения ключа. Помните, местоположение клинообразного паза отмечено в центре импеллера ( рис. 30 ). Тяга, образуемая импеллером, передается через сборочную гильзу на вал ( рис. 31 ). Муфта имеет левую резьбу.
  2. Вкрутите регулировочную втулку на максимальную глубину, поворачивая ее против часовой стрелки.
  3. Прикрепите монтажный конус к импеллеру и проверьте правильность его положения, затем затяните винты без использования ключа.
  4. Наденьте импеллер на вал и убедитесь, что клин был предварительно установлен. Аккуратно прижмите импеллер к стенкам патрубка. Следует учитывать, что вал отвисает вниз под действием силы тяжести и из-за ремня смазочного насоса. В связи с этим следует немного приподнять вал во время установки импеллера.
  5. Равномерно затяните крепежные винты импеллера крест накрест. Момент затяжки составляет 20 Нм. Во время затягивания винтов импеллер немного смещается назад, в
    результате чего образуется небольшой зазор для лопастей импеллера (0,2–0,4 мм).
    ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ
    Слишком большой зазор приводит к снижению мощности и ухудшению рабочих характеристик.
  6. Рукой через смотровой люк затяните регулировочную втулку на импеллере.
    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
    Если не затянуть втулку, импеллер может сместиться вперед и застрять в стенках патрубка во время работы водомета, что приведет к механической поломке.
  7. Установите статор и рулевое сопло на место, выполняя действия демонтажа в обратном порядке ( см. Демонтаж импеллера ). Используйте момент затяжки, применимый к болтам M10.

Рисунок 26. Винты реверсивной заслонкиРисунок 27. Крепежные винты статора
Рисунок 28. Демонтаж статора,
реверсивной заслонки и рулевого сопла

Рисунок 30. Местоположение клинообразного паза

Импеллерный насос — что это такое и как работает

Это устройство является одной из разновидностей реверсивного насоса с присутствием мягкого ротора. Из-за особых конструктивных особенностей импеллерного насоса появляется эффект всасывания различных жидкостей в самостоятельном режиме.

Он начинает проявляться на глубине в 5 метров. Есть возможность установить разнообразные импеллеры:

  • Для бензина или для масел.
  • Для жидкостей, имеющих пищевую ценность.
  • Для щелочей или для кислот.

У подобного устройства присутствует множество положительных качеств, главными из которых являются:

  • У импеллера присутствует втулка из нержавеющей стали с наличием шпицевого соединения. Продолжительность эксплуатации такого устройства выше, чем прибора без втулки.
  • Полностью произведён из стали нержавеющей с маркой 12Х18Н10Т.
  • Разобрать насосную часть можно, если открутить два болта.
  • Вал у насоса является съёмного типа.
  • Благодаря применению небольшого фланца, габариты устройства также компактные.

Принцип действия и использование устройств

Импеллерный насос имеет сечение корпуса в виде овальной формы. Именно благодаря этому у него значительный объём в зоне крыльев, обладающих хорошей гибкостью. В итоге возникает разряжение при котором жидкость начинает всасываться в корпус прибора.

С помощью колеса вращающего типа жидкость начинает подниматься вверх от входного типа патрубка непосредственно к нагнетательному. Около отверстия начинают сгибаться крылья прибора, которые являются мягкими. При этом они следуют форме корпуса. А вот продукт, который поступает внутрь вытесняется.

Этот тип насоса применение нашли в разнообразных промышленных отраслях. Но наибольшую популярность они получили в текстильной и в пищевой, в лакокрасочной и в промышленной, в косметической и в иных.

В молочной промышленности это устройство работает следующим образом: в молочную цистерну монтируется два гигиенических двудюймовых импеллерных насоса. Размещают их сзади грузовика. Применяются насосы для той цели, чтобы молоко можно было без проблем закачать в цистерну грузового автомобиля от точки разлива.

Перекачивание производится довольно деликатно. Это говорит о том, что коэффициент сдвига насосов минимальный. Благодаря подобному способу жир от молока не отделяется, так как оно не взбивается. Промывку устройства довольно просто произвести вручную.

Советы в статье «Виды и характеристики насосных станций UNIPUMP» здесь.

А вот для перекачивания творога применяются импеллерные насосы полудюймовые. Творожные зёрна не повреждаются в процессе перекачивания.

Импеллерные насосы и их применение в пищевой промышленности

Что такое импеллерный насос? Это весьма популярный вопрос, который имеет место у множества людей. В пищевой промышленности наиболее распространенные типы насосов — центробежные, кулачковые, поршневые насосы, пневматические мембранные насосы, перистальтические насосы и многие другие. Тем не менее импеллерные насосы (насосы с гибким импеллером FIP) являются менее известными и популярными. Предприятия, связанные с молочной промышленностью, наверняка видели такие насосы на кузове импортных цистерн для розлива молока. В данной статье мы рассмотрим и сравним импеллерные насосы, опишем принцип их работы и области применение в пищевой промышленности.

История импеллерных насосов

Импеллерные насосы были изобретены в 1938 и запатентованы в 1940 Джэком Стриткром (Jack Streeter) и Артом Бриггсом (Art Briggs) в Бербанке, штат Калифорния, как насос для удаления конденсата в системе кондиционирования. Изобретатели назвали первую компанию по выпуску импеллерных насосов JABSCO, соединив инициалы своих имён. С тех пор насосы находили своё применение во многих отраслях, в том числе для охлаждения двигателя морских судов. На протяжении многих лет и до сегодняшних дней, насосы не переставали совершенствоваться, применялись различные материалы для изготовления импеллера и корпуса, а в начале 1960-х годов стала доступна гигиеническая (пищевая) версия.

Принцип работы импеллерных насосов

Как уже заключено в самом названии — импеллерный насос — это насос, в котором имеет место импеллер. Если описывать его более точно, то это рабочее колесо с гибкими лопастями. Обычно изготавливается из резины и устанавливается в концентрический корпус насоса (см. рисунок 1). Внутри корпуса между всасывающим и напорным патрубками имеет место сужение диаметра ркружности корпуса.

Во время вращения импеллера и перемещения гибких лопастей вниз от места сужения диаметра корпуса к месту его расширения (фигура 1 на рисунке 1), область между двумя смежными лопастями импеллера увеличиваются, что создаёт всасывающий эффект за счёт разрежения пространства. Захваченный продукт перемещается между лопастями импеллера по всей окружности проточной части по ходу его вращения (фигура 2 рисунок 1). Далее при вращении до отверстия напорного патрубка лопасти достигают места сужения диаметра в корпусе насоса (фигура 3 рисунок 1). Они начинают сгибаться, пространство между двумя смежными лопастями уменьшается и продукт выдавливается в напорный патрубок.

Технические характеристики импеллерных насосов совмещают в себе показатели как динамического (центробежного) насоса, так и насоса объемного. Показатели напора и производительности соответствуют центробежным насосам в сочетании с возможностью перекачивания вязких сред, которое под силу только объёмным насосам (рисунок 2 и 3).

Сравнение с другими типами насосов

Импеллерные насосы имеют ряд преимуществ, о которых можно судить таблице ниже, в котором приведено сравнение с другими типами насосов:

импеллерные насосыроторные насосыцентробежные насосымембранные насосы
давление********
температура**********
напор**********
вязкость********
всасывание на сухую******
содержание воздухададанетда
мягкие частицыдаданетда
твёрдые частицыданетнетда
абразивные среды********
агрессивные среды***********
работа на сухуюдо 30 секдадада
деликатный потокдададанет
потребляемая мощность********
непрерывная работас периодическим обслуживаниемданетс периодическим обслуживанием
простота чисткидададанет
простота обслуживанияпростосложнопростосложно

Благодаря указанным особенностям импеллерные насосы могут реализовывать хотя и не все, но многие возможности большинства других типов пищевых насосов, зачастую обходясь по стоимости значительно дешевле. При приблизительно равных показателях по производительности импеллерный насос будет стоить приблизительно столько же, сколько и гигиенический центробежный насос и лишь треть роторного насоса.

Принцип «поцелуя» в импеллерном насосе

Мы все знаем, что чем лучше, тем проще и надёжнее — это как раз про импеллерные насосы. Насос имееет одну подвижную часть — импеллер.

Применение в пищевой промышленности

Импеллерные насосы — уникальное решение, которое может найти своё применение в различных отраслях промышленностей. Однако наиболее широко они применяются в пищевой промышленности и список решаемых ими задач был бы чрезвычайно длинным. От самых простых задач по транспортировке, до сложнейших — по дозированию сложных продуктов. Далее в статье мы привёдем несколько наиболее ярких примеров использования импеллерных насосов.

Молочная промышленность (молоко, йогурт, творог, сливки)

На фотографии — молочная цистерна с установленными на ней двумя двухдюймовыми гигиеническими импеллерными насосами, расположенными в шкафу, в задней части грузовика. Насосы используется для того, чтобы закачать молока от точки розлива в грузовик. Производительность — 325 литров в минуту. Самовсасывание на сухую с глубины до шести метров позволяет мгновенно наполнить всасывающую магистраль длиною 4,5 метра. Молоко перекачивается очень деликатно, то есть насосы имеют очень низких коэффициент сдвига так, что молоко не взбивается и это не приводит к отделению из молока жира. Насосы легко промываются в ручном режиме, а в том числе по средствам CIP-мойки.

Перекачивание творога

Для перекачивания творога используется полудюймовые импеллерные насосы с мотор-редукторами для уменьшения частоты вращения вала электропривода. Насос подаёт творога в напорный бак на поршень наполнителя с производительностью до 75 литров в минуту. Насос успешно перекачивает мягкие включения и при этом не повреждает (крошит) творожные зёрна, продолжая успешно работать даже при вязкости до 50000 сП.

Винная промышленность

На винном заводе установлены одно- и двух с половиной дюймовые гигиенические импеллерные насосы на тережке. Насосы используются на всех этапах винодельческой линии. Насосы сочетают в себе всё самое лучшее: производительность до 400 литров в минуту, возможность перекачивать попадающиеся в жидкости как мягкие компоненты от первого отжима в виде кожуры, так и твёрдые отходы в виде косточек, листьев и стеблей без заклинивания. Насосы просто промываются при смене продукта или завершении рабочй смены. А талежка придаёт мобильность и удобство на большом производстве, где насос — основной инструмент по транспортировки продукта.

Инженер компании
ООО «Промышленные насосы»
Артём Емельянов

Основные типы представленного на сайте насосного оборудования

Надёжность с нами выбрали:

Авторские права на тексты и изображения сайта защищены законодательством РФ.
Любое копирование и публикация материалов сайта без разрешения собственника запрещены.

ООО «Промышленные насосы»
+7 (495) 580-10-53
работаем с 2010 года

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector