Телефон: +7 (383)-312-14-32

Статья опубликована в рамках: XCVI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 10 декабря 2020 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Машиностроение

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Модин А.А., Колпаков Н.В., Медведев Е.В. ПОГРУЖНОЙ НАСОС КАК НАУЧНО–ТЕХНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА В МАШИНОСТРОЕНИИ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XCVI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(95). URL: https://sibac.info/archive/technic/12(95).pdf (дата обращения: 08.03.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом Выбор редакционной коллегии

ПОГРУЖНОЙ НАСОС КАК НАУЧНО–ТЕХНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА В МАШИНОСТРОЕНИИ

Модин Андрей Александрович

cтудент, факультет «элитного образования и магистратуры», Омский государственный технический университет,

РФ, г. Омск

Колпаков Никита Вячеславович

cтудент, факультет «элитного образования и магистратуры», Омский государственный технический университет,

РФ, г. Омск

Медведев Евгений Викторович

cтудент, факультет «элитного образования и магистратуры», Омский государственный технический университет,

РФ, г. Омск

SUBMERSIBLE PUMP AS A SCIENTIFIC AND TECHNICAL DEVELOPMENT IN MECHANICAL ENGINEERING

 

Andrey Modin

student, faculty of "elite education and magistracy", Omsk State Technical University,

Russia, Omsk

Nikita Kolpakov

student, faculty of "elite education and magistracy", Omsk State Technical University,

Russia, Omsk

Evgeny Medvedev

student, faculty of "elite education and magistracy", Omsk State Technical University,

Russia, Omsk

 

АННОТАЦИЯ

Данная статья раскрывает понятие машиностроения – как ведущую отрасль мировой промышленности. В статье рассматривается описание погружного насоса и его основные характеристики, также приведены графики характеристик насоса при n=2850 об/мин и напорные характеристики при регулировании частоты вращения привода. Наряду с необходимостью создания ряда надёжных и экономичных погружных насосов, в том числе с повышением напоров и подач воды, особую актуальность при этом приобретает проблема обоснования и эксплуатационного обеспечения рациональных режимов работы пневматической системы.

ABSTRACT

This article reveals the concept of engineering - as the leading industry in the global industry. The article describes the description of the submersible pump and its main characteristics, also provides graphs of the characteristics of the pump at n = 2850 rpm and pressure characteristics when adjusting the rotational speed of the drive. Along with the need to create a number of reliable and cost-effective submersible pumps, including with increased head and water supply, the problem of substantiation and operational support of rational operating modes of the pneumatic system is of particular relevance.

 

Ключевые слова: машиностроение, погружной насос, автоматическая защита, частота вращения, пневматическая система.

Keywords: mechanical engineering, submersible pump, automatic protection, rotational speed, pneumatic system.

 

Введение

В настоящее время машиностроение – это ведущая отрасль мировой промышленности, которая занимает первое место среди всех отраслей. Развитие других отраслей невозможно без развития машиностроения.

Основной задачей машиностроения является создание и производство более экономически эффективных и экономичных машин и механизмов.

В машиностроении технический прогресс вызван постоянным развитием технологии производства. Сейчас очень важно изготавливать деталь в самые сжатые сроки, при этом, чтобы она была качественной и с большой производительностью, применяя при этом современное оборудование (ЧПУ), технологическую оснастку и средства автоматизации производственных процессов.

Долговечность и надежность выпускаемых изделий зависит от выбранной технологии производства. В основном больше половины изделий в машиностроении занимают мелкосерийное и среднесерийное производство.

Применение современного оборудования характеризуется повышенной производительностью, быстродействием, удельной мощностью и надежностью при сниженных показателях массы и габаритов.

В технический прогресс помимо улучшений конструкции оборудования также входит постоянное улучшение технологии по изготовлению деталей. Самым ответственным из этапов подготовки производства является технологический процесс, который должен гарантировать высокое качество производимых изделий по отношению к техническим условиям эксплуатации, при этом должно быть задействовано минимум затратных средств и минимум времени.[1]

Постановка задачи

Перед нами стоит задача описание функциональности и основных характеристик погружного  насоса, который обеспечивает подачу воды на этажи многоэтажных домов. Насос может быть также использован в пищевой промышленности, так как в масляный картер залито специальное пищевое масло. Следовательно,  этот насос поможет людям  в удовлетворении бытовых нужд.

Теория

Электроприводной герметичный моноблочный насос с автоматической защитой ПНАЗ разработан для подачи воды в системы холодного и горячего водоснабжения. Перспективной представляется постановка ПНАЗ в подвалах зданий, что приведет к исключению специальных насосных станций, и в конечном итоге снизит сметную стоимость строительства. По сравнению с ранее использовавшимися отечественными насосами уровень шума снижен за счет наличия жидкости между корпусом электропривода и рубашкой охлаждения

Погружной насос ПНАЗ представляет собой вертикальный агрегат с приводом от встроенного асинхронного электродвигателя. Мы являемся магистрантами и работаем на заводе АО Омское машиностроительное конструкторское бюро. Данный насос разрабатывался и выпускался на этом заводе. [3]

Ротор электродвигателя с запрессованным в него валом вращается на двух шарикоподшипниках, один из которых расположен в крышке насоса, другой закреплен во фланце. Воздушная полость электродвигателя отделена от проточной части насоса двойным торцовым уплотнением, расположенным в разделительной камере насоса и электродвигателя. В разделительную камеру заливается масло, которое смазывает и охлаждает трущиеся пары, а также является затвором, предотвращающим проникновение рабочей жидкости в воздушную полость электродвигателя. При попадании в разделительную камеру воды сверх допустимой нормы срабатывает установленный в ней датчик влажности, выдавая сигнал на отключение электродвигателя.[4]

Насосная часть состоит из двухлопастного центробежного рабочего колеса, закрепленного на конце вала электродвигателя. Рабочее колесо вращается в корпусе насоса, в котором расположены спиральный отвод и патрубок выхода жидкости. Корпус насоса с нижней стороны закрыт фланцем, к которому крепятся входной патрубок и опорная плита. Для разгрузки рабочего колеса от осевого давления и охлаждения корпуса электродвигателя рабочая жидкость по внутренним каналам отводится в кольцевую камеру и затем поступает в зону всасывания.

Для обеспечения длительной безотказной работы (срок службы до 15 лет) в конструкции насоса предусмотрены:

- охлаждение корпуса электродвигателя перекачиваемой жидкостью. При этом наличие жидкости между корпусом электропривода и рубашкой охлаждения обеспечивает также снижение уровня шума;

- двойное торцовое уплотнение вала электродвигателя с применением сверхтвердых материалов;

- терморезисторы в статорных обмотках электродвигателя для выработки сигнала на отключение электродвигателя при превышении температуры обмотки свыше 165 °С;

- специальные резинометаллические демпферы и гибкие шланги с металлическими присоединительными фланцами, что исключает передачу вибронагрузок на фундамент насоса и трубопроводы;

- датчик влажности в крышке масляной полости, вырабатывающий сигнал на отключение электродвигателя при попадании в масло воды более 30%.

Одним из важнейших аспектов конструкции насоса являются связанные с ним трубопроводы и соединения, которые могут вызвать серьезные проблемы, если система была плохо спроектирована. [5]

При вращении рабочего колеса жидкость, находящаяся между его лопастями, под действием центробежной силы отбрасывается от центра к периферии, в результате чего в центральной части рабочего колеса создается разрежение, а на периферии повышенный напор, под действием которого жидкость из насоса поступает в напорный трубопровод. Одновременно через всасывающий трубопровод под действием разрежения жидкость поступает в насос.

Таким образом, осуществляется непрерывная подача жидкости погружным насосом.

Результаты исследования

 

Рисунок 1. Характеристики насоса при n=2850об/мин

 

Рисунок 2. Напорные характеристики при регулировании частоты вращения привода

 

Для обеспечения безотказной работы при постоянной частоте вращения (2850 об/мин) предназначен шкаф управления ЩУПНАЗ, содержащий пусковое устройство и блоки специальных защит. Шкаф управления обеспечивает аварийное отключение электродвигателя при обрыве фазы питающего напряжения, неправильном чередовании фаз, снижении напряжения до значения менее 80% номинального, повышении температуры обмоток свыше допустимого значения, КЗ в силовой цепи, понижении сопротивления изоляции силовой цепи менее 750 кОм, при получении сигнала от датчика влажности.

Мы работаем и этим насосом и используем следующие характеристики.

Основные технические характеристики электронасосов приведены в Таблице 1.

Характеристики насоса (зависимости напора при различных обточках рабочего колеса, потребляемой мощности и КПД насоса η от подачи) при постоянной частоте вращения и напорные характеристики при регулировании частоты вращения электродвигателя с помощью станции управления ЩУПНАЗ представлены на рисунке 1 и 2.

Таблица 1.

Технические характеристики электронасоса

Наименование параметра

Номинальное значение параметра

Подача Q, м3

12

Напор Н, м

45

Давление на входе, кгс/см2

0,5-7

Диаметр трубопровода, мм:

 

Входного

50

Выходного

50

Тип электродвигателя

АИВ100А2Б СП1

Напряжение питания, В

380

Частота вращения, мин-1

3000

Мощность электродвигателя N3, кВт

4

Габаритные размеры насоса, мм

855х400х400

Масса насоса кг, не более

100

Срок службы, лет

15

 

Обсуждение результатов

Нами установлено в результате эксплуатации, что благодаря погружным насосам можно полностью наладить систему водоснабжения загородного участка или дома: от полива огорода, до удовлетворения бытовых нужд.

Важнейшая задача погружного насоса – бесперебойное функционирование под водой, поэтому стойкость к коррозии и электробезопасность являются основными критериями при его выборе. Прибор обладает такими достоинствами как легкость монтажа, высокий КПД, компактность и бесшумность.

Вывод

На современном этапе развития машиностроения решающими сред­ствами существенного повышения эффективности производства является использование самого современного высокоточного оборудования с числовым программным управлением, которое в свою очередь уменьшает долю ручного труда че­ловека, и одновременно с этим повышает  его роль как организатора и руководителя производства. Введение в процесс производства современного высокоточного оборудования с числовым программным управлением, означает применение качественно новых систем машин, при которых без содействия человека, но под его непосредственным контролем, выполняются функции об­работки, смена инструмента. Применение оборудования с числовым программным управлением позволяет уменьшить влияние, так называемого «человеческого фактора». Необходимость автоматизации обусловлена, прежде всего участием в современном производстве большого количества механизмов, протеканием производственных процессов с большой скоростью и трудностью их регулирования человеком, ввиду  у него ограниченных физиологических возможностях. Кроме того жёсткие требования к качеству продукции обуславливают повышение точностных параметров техно­логических процессов, которые невозможно обеспечить без использова­ния оборудования с числовым программным управлением. Рассмотренные нами описание и технические характеристики  ПНАЗ помогли понять, какую важную роль насос играет в жизни людей. А его применение отобразило понимание эксплуатационных свойств.

 

Список литературы:

  1. Борисов В.Б. [и др.]; под ред. Косиловой А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога – машиностроителя. В 2 – х т.– М.: Машиностроение, 1985. Т. 1. – 1985 – 656 с.
  2. Борисов В.Б. [и др.]; под ред. Косиловой А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога – машиностроителя. В 2 – х т.– М.: Машиностроение, 1985. Т. 2. – 1985 – 496 с.
  3. Краснов В.Н., Жильцов А.М., Набержнев В.В. Ремонт центробежных и поршневых насосов.- М.: Химия, 1997. 320 с.
  4. Насосы типа ПНАЗ. . UPL: http://www.epumps.ru/t/pnaz (дата обращения 20.03.2019).
  5. Machine building. UPL: http://www.machinebuilding.net/ta/t0490.htm (дата обращения 20.03.2019).
  6. Machine building. UPL: http://www.machinebuilding.net/ta/t0471.htm (дата обращения 20.03.2019).
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом Выбор редакционной коллегии

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом