Насос утн 5 устройство: Топливный насос УТН-5. Устройство и принцип действия

Содержание

Топливный насос высокого давления ТНВД Д-240 УТН-5

Топливный насос высокого давления УТН-5 (ТНВД) двигателя Д-240 устанавливают на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82. Основная отличительная особенность конструкции насоса состоит в том, что плунжер поворачивается во втулке для изменения цикловой подачи с помощью зубчатого венца, находящегося в зацеплении с рейкой.

ТНВД Д-240 выпускают в правом и левом исполнении и различают по расположению подкачивающего насоса и конструкции фланца крепления. Корпус топливного насоса (25 рис. 1) изготовлен из алюминиевого сплава. Горизонтальная перегородка делит его на две полости.

Рис 1. ТНВД УТН-5 двс Д-240

В нижней части топливного насоса УТН-5 находится кулачковый вал 1 с кулачками привода насосных секций и эксцентриком привода подкачивающего насоса, а в верхней — насосные секции. В отверстиях перегородки против кулачков находятся толкатели 2 с регулировочными винтами 12.

От проворачивания толкатели удерживаются винтами 14, попарно зашплинтованными проволокой.

Кулачковый вал вращается на двух шарикоподшипниках. Размещение кулачков на валу соответствует порядку работы цилиндров 1-3-4-2.

В верхней части корпуса ТНВД предусмотрены продольные каналы 4 и 9. Они соединены между собой и образуют П-образный канал, который одним топливопроводом подсоединяется к фильтру тонкой очистки топлива (подводится топливо), а вторым — к подкачивающему насосу (перепуская часть топлива из канала при повышении давления свыше 0,07-0,12 МПа). Перепускной клапан вмонтирован в штуцер 21 крепления топливопровода.

Снаружи к корпусу крепятся подкачивающий насос, регулятор, плита 24 крепления насоса и установочный фланец 23. К каждому штуцеру 6 секции накидной гайкой присоединяется топливопровод высокого давления, по которому топливо подается к форсунке. Насос приводится в действие от шестерни коленчатого вала через промежуточную шестерню и шестерню 29 привода насоса, которые соединяются между собой по меткам.

Шестерня привода топливного насоса Д-240 имеет вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, поэтому за два оборота вала двигателя вал насоса делает один оборот. Шестерня привода насоса вращается на ступице фланца 23.

Втулка шестерни и рабочая поверхность ступицы смазывается маслом, которое подводится по каналам 22. С валом насоса шестерня соединяется посредством шлицевого фланца 31, который крепится к шестерне болтами, и шлицевой втулки 16, которая устанавливается на шпонке вала насоса и крепится глухой гайкой 17.

Соединение шлицевой втулки с шлицевым фланцем возможно только в определенном положении, так как фланец имеет один широкий (слепой) шлиц, а втулка — соответствующий паз. Благодаря этому можно снимать и устанавливать топливный насос, не нарушая угла опережения начала подачи топлива.

После установки (отремонтированного или нового) ТНВД УТН-5 на двигатель Д-240 этот угол проверяют и при необходимости корректируют. Для этого в торце ступицы шестерни 29 предусмотрены два диаметрально противоположных ряда отверстий с резьбой (по семь или восемь отверстий).

Угол между двумя соседними отверстиями 22°30″. Такие же два ряда отверстий имеются и на шлицевом фланце 31, но угол между их отверстиями 21°. Во время соединения средних отверстий фланца и шестерни (по меткам 30) остальные отверстия не совпадают.

Первые отверстия справа и слева от болта крепления фланца к шестерне не совмещаются на 1°30′ и четвертые — от 6°. Если фланец повернуть до совмещения его последующего отверстия с соответствующим отверстием шестерни, вместе с фланцем повернется вал насоса на 1°30′, а момент начала подачи топлива секциями насоса топливного насоса изменится на 3° по коленчатому валу.

Таким образом, если фланец с шестерней ТНВД Д-240 соединены по меткам, то совмещая последующие одноименные отверстия фланца и шестерни после их разъединения, можно изменить угол начала подачи топлива на 3, 6,9 и 12° (при восьми отверстиях в ряду) по коленчатому валу.

Если совмещать отверстия, смещая фланец в сторону вращения шестерни 29 (на фланце имеется метка «+»), угол начала подачи топлива увеличивается, а против вращения (метка «-» на фланце) — уменьшается. Плунжер 13 (рис. 2) и гильза 5, нагнетательный клапан 3 и седло изготовлены из высококачественной стали и тщательно притерты друг к другу.

Рис. 2. Топливный насос ТНВД УТН-5: плунжер, гильза, клапан, седло

Гильза имеет два отверстия. Верхнее отверстие 19 предназначено для впуска, а нижнее 18 — для перепускания топлива, Относительно корпуса гильза фиксируется штифтом. У плунжера предусмотрены винтовой паз 17 и два отверстия — осевое и радиальное, посредством которых паз сообщается с надплунжерным пространством. Кольцевая выточка в нижней части плунжера обеспечивает лучшую смазку плунжерной пары топливом.

Пружина 8 через тарелку 12, которая удерживается заплечиком плунжера, прижимает плунжер к регулировочному винту толкателя. Верхним заплечиком с лысками плунжер соединяется с поворотной втулкой 14. Она свободно надевается на нижнюю часть гильзы 5 и через зубчатый венец 6 соединяется с рейкой 16.

В случае перемещения рейки зубчатый венец поворачивает относительно гильзы поворотную втулку и плунжер 13. При этом кромка винтового паза 17 приближается к перепускному отверстию 18 гильзы или удаляется от него. Рейка действует на зубчатые венцы всех секций.

Над гильзой 5 находится седло 4 с нагнетательным клапаном 3 и пружиной 1. Клапан насоса УТН-5 способствует лучшему распылению топлива форсункой, обеспечивая быстрое нарастание давления топлива в начале его впрыскивания и резкое его снижение в конце.

Седло клапана прижимается к торцу гильзы штуцером 2, завинченным в резьбовое отверстие корпуса. Для уплотнения резьбового соединения между фланцем седла и торцом штуцера имеется капроновая прокладка. Резьба на седле предназначена для его демонтажа при помощи съемника.

Клапан имеет направляющую часть Н с пазами для прохода топлива, цилиндрический разгрузочный поясок П и запорный конус К. Поясок и конус притерты к седлу. При нахождении плунжера топливного насоса в нижнем положении (рис. 3, а), т.е. когда на толкатель не давит кулачок приводного вала, рабочая полость гильзы сообщена с впускным отверстием 3, через которое она заполняется топливом из канала 4.

Рис.3. ТНВД двс Д-240 — положения плунжера

Вращение кулачкового вала топливного насоса УТН-5 обуславливает давление кулачка на толкатель (рис. 3, б) и движение вверх плунжера 1. Топливо из уменьшающегося
надплунжерного пространства вытесняется обратно в канал 4 до тех пор, пока плунжер верхней кромкой не перекроет отверстие 3.

При последующем движении плунжера вверх происходит сжатие топлива в изолированном пространстве, и как только давление на нагнетательный клапана 6 снизу станет большим,
чем давление на него пружины 8 сверху, клапан отодвигается от седла, открывая путь топливу по трубопроводу высокого давления к форсунке (рис. 3, в).

Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовой паз на плунжере через осевой канал не соединит надплунжерную,полость (с давлением 30…50 МПа) и канал 8 (с давлением 0,1 МПа). Вследствие разности давления топливо перетекает в перепускной канал (рис.

3, г), давление в надплунжерной полости падает и, когда оно становится меньше давления на нагнетательный клапан сжатой пружины, клапан прижимается к седлу 7.

Подача топлива в топливопровод прекращается. Доза подаваемого топлива к форсунке УТН-5 зависит от расстояния, которое пройдет плунжер от момента перекрытия впускного отверстия 3 до момента открытия перепускного отверстия 9 винтовым пазом.

Указанное расстояние в процессе работы двигателя можно изменять, поворачивая плунжер насоса относительно продольной оси.

Для этой цели предусмотрен зубчатый венец 26 (см. рис.1), соединенный с рейкой ТНВД МТЗ-80, МТЗ-82, которая с помощью системы тяг и рычагов соединена с педалью и рычагом на рабочем месте тракториста. При перемещении рейки зубчатые венцы всех секций поворачиваются, и подача топлива изменяется (неравномерность подачи отдельными секциями допускается до 3%).

Таким образом начало подачи топлива к форсунке определяется моментом, когда плунжер перекрывает впускное отверстие, а конец — когда кромка винтового паза достигает перепускного канала.

Доза регулируется изменением длины хода плунжера до начала перепуска топлива (отсечки). Нагнетательный клапан отделяет надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления, сохраняя внутри последнего столб топлива, находящийся под давлением.

Благодаря этому в начале подачи импульс давления распространяется от плунжера к форсунке топливного насоса скоростью звука в топливе (примерно 1500 м/с). Это создает
условия для своевременного и четкого начала впрыска при каждой новой подаче топлива. Если остаточное давление в топливопроводе будет слишком высоким, форсунка не сможет

четко прекращать впрыск, а это способствует нагарообразованию.

Для разгрузки топливопровода высокого давления ТНВД УТН-5 двигателя Д-240 и обеспечения четкости прекращения подачи топлива форсункой служит разгрузочный поясок 10 (рис. 3, д) действующий следующим образом.

В момент начала перепуска топлива, когда давление в надплунжерной полости резко снижается, нагнетательный клапан под действием пружины и вначале в седло входит цилиндрический поясок 10,отсасывая топливо из топливопровода, затем коническая часть клапана. Такое движение разгрузочного пояска приводит к резкому падению давления в топливопроводе.

Регулятор насоса — центробежный, всережимный, с корректором подачи топлива и автоматическим обогатителем. Он крепится корпусом к фланцу ТНВД Д-240 и имеет привод от его вала. Ступенчатый хвостовик кулачкового вала насоса находится в корпусе регулятора.

На первый его уступ с лысками напрессована упорная шайба 7 (см. рис. 1, б), на второй — свободно установлена ступица 5 с четырьмя грузами (от осевого перемещения ступица удерживается стопорным кольцом), на последнем расположена отжимная муфта с упорным шарикоподшипником 2.

На оси 28 установлены основной 27 и промежуточный 25 рычаги регулятора. Они соединены болтом 24 так, что между ними имеется угловой люфт. На промежуточном рычаге установлен бочкообразный ролик 26, упирающийся в муфту регулятора 8, корректор 20 подачи топлива и шпилька крепления пружины 13 автоматического обогатителя. В верхней части к рычагу крепится тяга, соединяющая его с рейкой 14 топливного насоса.

Основной рычаг регулятора через пружину 18, серьгу и рычаг 12 соединяется с рычагом управления регулятором, расположенным вне его корпуса. Угол поворота основного рычага на оси 28, а значит, промежуточного рычага и ход рейки топливного насоса ограничиваются болтом 22 (номинальная подача топлива) и упором 21 (подача выключена).

Детали регулятора и насоса ТНВД УТН-5 дизеля Д-240 трактора МТЗ-80, МТЗ-82 смазываются моторным маслом, которое заливают через горловину, расположенную возле рычага управления регулятором. Полости корпусов сообщаются с атмосферой через сапун с фильтром.

Рис. 4. Схема действия регулятора топливного насоса УТН-5 двс Д-240

а — пуск двигателя; б — холостой ход; в — номинальная нагрузка; г — кратковременная перегрузка; 1 — болт номинальной подачи топлива; 2 — болт максимальной подачи топлива; 3 — основной рычаг; 4 — промежуточный рычаг; 5 — пружина регулятора; 6 — пружина обогатителя: 7 — рейка топливного насоса; 8 — рычаг управления регулятором; 9 — винт-ограничитель; 10 — кулачковый вал топливного насоса; 11 — грузы; 12 – корпус внешней нагрузки; 13 — шток корректора; 14 — пружина корректора

Во время запуска двигателя рычаг управления регулятором 8 (рис. 4, а) поворачивают до упора в винт-ограничитель 9 номинального скоростного режима. Усилиями пружин регулятора 5 и обогатителя 6 рычага 3 и 4 отклоняются в крайнее правое положение, ограниченное головками болтов номинальной подачи топлива и 2 максимальной подачи топлива в момент пуска дизеля.

Рейка топливного насоса УТН-5 устанавливается на максимальную (пусковую) подачу. При работе без внешней нагрузки рычаг корректора (рис. 4, б) остается в предыдущем положении. Центробежная сила грузов 11, преодолевая усилия пружин 5 и 6, отклоняет рычаги 3 и 4 влево и передвигает рейку 7 топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива, в результате чего уменьшается частота вращения коленчатого вала.

При номинальной нагрузке центробежная сила вращающихся грузов уравновешивается усилиями пружин 5 и 6 (рис, 4, в). Основной рычаг касается головки болта номинальной подачи 1, рейка насоса находится в положении установленной подачи.

В случае перегрузки (рис. 4, г) двигателя основной рычаг не изменяет своего положения, т. к. упирается в болт номинальной подачи, а пружина корректора 14 отталкивает промежуточный рычаг и через него передвигает рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.

За счет дополнительной подачи топлива возрастает крутящийся момент двигателя, что позволяет преодолеть кратковременную перегрузку. Величина дополнительного перемещения рейки и начало работы корректора зависят от величины выступания штока 13 и предварительного сжатия пружины корректора. При остановке двигателя рычаг 8, поворачивают в сторону уменьшения натяжения пружин.

Полностью сжатая пружина перемещает рычаг влево до упора в винт. Рычаг 3 увлекает промежуточный рычаг 4, который передвигает рейку топливного насоса в положение выключенной подачи топлива.

Управляют скоростным режимом двигателя рычагом и педалью из кабины: рычагом устанавливают необходимый скоростной постоянный режим работы, а педалью увеличивают его по мере необходимости до номинального.

ТНВД УТН-5 дизельного двигателя Д-240 трактора МТЗ-80

РЕМОНТ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И СПЕЦТЕХНИКИ
Запасные части, техническое обслуживание и регулировки

______________________________________________________________________________________________

Топливный насос высокого давления УТН-5 двигателя Д-240 устанавливают на тракторах МТЗ-80, 82.

Основная отличительная особенность конструкции этого насоса состоит в том, что плунжер поворачивается во втулке для изменения цикловой подачи с помощью зубчатого венца, находящегося в зацеплении с рейкой.

Рис 1. ТНВД УТН-5 трактора МТЗ-80,82

В нижней части топливного насоса находится кулачковый вал 1 с кулачками привода насосных секций и эксцентриком привода подкачивающего насоса, а в верхней — насосные секции.

В отверстиях перегородки против кулачков находятся толкатели 2 с регулировочными винтами 12. От проворачивания толкатели удерживаются винтами 14, попарно зашплинтованными проволокой.

В верхней части корпуса ТНВД УТН-5 трактора МТЗ-80, 82 предусмотрены продольные каналы 4 и 9.

Они соединены между собой и образуют П-образный канал, который одним топливопроводом подсоединяется к фильтру тонкой очистки топлива (подводится топливо), а вторым — к подкачивающему насосу (перепуская часть топлива из канала при повышении давления свыше 0,07-0,12 МПа). Перепускной клапан вмонтирован в штуцер 21 крепления топливопровода.

Снаружи к корпусу насоса крепятся подкачивающий насос, регулятор, плита 24 крепления насоса и установочный фланец 23. К каждому штуцеру 6 секции накидной гайкой присоединяется топливопровод высокого давления, по которому топливо подается к форсунке.

Насос приводится в действие от шестерни коленчатого вала через промежуточную шестерню и шестерню 29 привода насоса, которые соединяются между собой по меткам.

Соединение шлицевой втулки с шлицевым фланцем возможно только в определенном положении, так как фланец имеет один широкий (слепой) шлиц, а втулка — соответствующий паз.

Благодаря этому можно снимать и устанавливать топливный насос, не нарушая угла опережения начала подачи топлива. После установки (отремонтированного или нового) ТНВД УТН-5 на двигатель Д-240 этот угол проверяют и при необходимости корректируют.

Для этого в торце ступицы шестерни 29 предусмотрены два диаметрально противоположных ряда отверстий с резьбой (по семь или восемь отверстий).

Первые отверстия справа и слева от болта крепления фланца к шестерне не совмещаются на 1°30′ и четвертые — от 6°.

Если фланец повернуть до совмещения его последующего отверстия с соответствующим отверстием шестерни, вместе с фланцем повернется вал насоса на 1°30′, а момент начала подачи топлива секциями насоса топливного насоса изменится на 3° по коленчатому валу.

Таким образом, если фланец с шестерней соединены по меткам, то совмещая последующие одноименные отверстия фланца и шестерни после их разъединения, можно изменить угол начала подачи топлива на 3, 6,9 и 12° (при восьми отверстиях в ряду) по коленчатому валу.

Плунжер 13 (рис. 2) и гильза 5, нагнетательный клапан 3 и седло изготовлены из высококачественной стали и тщательно притерты друг к другу.

Рис. 2. Топливный насос УТН-5: плунжер, гильза, клапан, седло

Гильза имеет два отверстия. Верхнее отверстие 19 предназначено для впуска, а нижнее 18 — для перепускания топлива.

Относительно корпуса гильза фиксируется штифтом. У плунжера ТНВД УТН-5 МТЗ-80, 82 предусмотрены винтовой паз 17 и два отверстия — осевое и радиальное, посредством которых паз сообщается с надплунжерным пространством. Кольцевая выточка в нижней части плунжера обеспечивает лучшую смазку плунжерной пары топливом.

Она свободно надевается на нижнюю часть гильзы 5 и через зубчатый венец 6 соединяется с рейкой 16. В случае перемещения рейки зубчатый венец поворачивает относительно гильзы поворотную втулку и плунжер 13. При этом кромка винтового паза 17 приближается к перепускному отверстию 18 гильзы или удаляется от него. Рейка действует на зубчатые венцы всех секций.

Клапан имеет направляющую часть Н с пазами для прохода топлива, цилиндрический разгрузочный поясок П и запорный конус К. Поясок и конус притерты к седлу.

При нахождении плунжера топливного насоса в нижнем положении (рис. 3, а), т.е. когда на толкатель не давит кулачок приводного вала, рабочая полость гильзы сообщена с впускным отверстием 3, через которое она заполняется топливом из канала 4.

Рис.3. ТНВД МТЗ-80, 82 — положения плунжера

Вращение кулачкового вала топливного насоса обуславливает давление кулачка на толкатель (рис. 3, б) и движение вверх плунжера 1. Топливо из уменьшающегося надплунжерного пространства вытесняется обратно в канал 4 до тех пор, пока плунжер верхней кромкой не перекроет отверстие 3.

При последующем движении плунжера вверх происходит сжатие топлива в изолированном пространстве, и как только давление на нагнетательный клапана 6 снизу станет большим, чем давление на него пружины 8 сверху, клапан отодвигается от седла, открывая путь топливу по трубопроводу высокого давления к форсунке (рис. 3, в).

Вследствие разности давления топливо перетекает в перепускной канал (рис. 3, г), давление в надплунжерной полости падает и, когда оно становится меньше давления на нагнетательный клапан сжатой пружины, клапан прижимается к седлу 7.

Подача топлива в топливопровод прекращается. Доза подаваемого топлива к форсунке зависит от расстояния, которое пройдет плунжер от момента перекрытия впускного отверстия 3 до момента открытия перепускного отверстия 9 винтовым пазом.

Указанное расстояние в процессе работы двигателя можно изменять, поворачивая плунжер насоса УТН относительно продольной оси.

Для этой цели предусмотрен зубчатый венец 26 (см. рис.1), соединенный с рейкой, которая с помощью системы тяг и рычагов соединена с педалью и рычагом на рабочем месте тракториста.

При перемещении рейки зубчатые венцы всех секций поворачиваются, и подача топлива изменяется (неравномерность подачи отдельными секциями допускается до 3%).

Таким образом начало подачи топлива к форсунке ТНВД Д-240 определяется моментом, когда плунжер перекрывает впускное отверстие, а конец — когда кромка винтового паза достигает перепускного канала. Доза регулируется изменением длины хода плунжера до начала перепуска топлива (отсечки).

Нагнетательный клапан отделяет надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления, сохраняя внутри последнего столб топлива, находящийся под давлением.

Благодаря этому в начале подачи импульс давления распространяется от плунжера к форсунке топливного насоса скоростью звука в топливе (примерно 1500 м/с).

Это создает условия для своевременного и четкого начала впрыска при каждой новой подаче топлива. Если остаточное давление в топливопроводе будет слишком высоким, форсунка не сможет четко прекращать впрыск, а это способствует нагарообразованию.

Для разгрузки топливопровода высокого давления и обеспечения четкости прекращения подачи топлива форсункой служит разгрузочный поясок 10 (рис. 3, д) действующий следующим образом.

В момент начала перепуска топлива, когда давление в надплунжерной полости резко снижается, нагнетательный клапан под действием пружины и вначале в седло входит цилиндрический поясок 10, отсасывая топливо из топливопровода, затем коническая часть клапана. Такое движение разгрузочного пояска приводит к резкому падению давления в топливопроводе.

Регулятор ТНВД — центробежный, всережимный, с корректором подачи топлива и автоматическим обогатителем. Он крепится корпусом к фланцу и имеет привод от его вала. Ступенчатый хвостовик кулачкового вала насоса находится в корпусе регулятора.

На оси 28 установлены основной 27 и промежуточный 25 рычаги регулятора. Они соединены болтом 24 так, что между ними имеется угловой люфт.

На промежуточном рычаге установлен бочкообразный ролик 26, упирающийся в муфту регулятора 8, корректор 20 подачи топлива и шпилька крепления пружины 13 автоматического обогатителя. В верхней части к рычагу крепится тяга, соединяющая его с рейкой 14 топливного насоса.

Основной рычаг регулятора через пружину 18, серьгу и рычаг 12 соединяется с рычагом управления регулятором, расположенным вне его корпуса.

Угол поворота основного рычага на оси 28, а значит, промежуточного рычага и ход рейки топливного насоса ограничиваются болтом 22 (номинальная подача топлива) и упором 21 (подача выключена).

Детали регулятора и насоса ТНВД УТН-5 трактора МТЗ-80, 82 смазываются моторным маслом, которое заливают через горловину, расположенную возле рычага управления регулятором. Полости корпусов сообщаются с атмосферой через сапун с фильтром.

Рис. 4. Схема действия регулятора

Во время запуска двигателя рычаг управления регулятором 8 (рис. 4, а) поворачивают до упора в винт-ограничитель 9 номинального скоростного режима.

Усилиями пружин регулятора 5 и обогатителя 6 рычага 3 и 4 отклоняются в крайнее правое положение, ограниченное головками болтов номинальной подачи топлива и 2 максимальной подачи топлива в момент пуска дизеля.

Рейка топливного насоса устанавливается на максимальную (пусковую) подачу. При работе без внешней нагрузки рычаг корректора (рис. 4, б) остается в предыдущем положении.

Центробежная сила грузов 11, преодолевая усилия пружин 5 и 6, отклоняет рычаги 3 и 4 влево и передвигает рейку 7 топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива, в результате чего уменьшается частота вращения коленчатого вала.

В случае перегрузки (рис. 4, г) двигателя основной рычаг не изменяет своего положения, т.к. упирается в болт номинальной подачи, а пружина корректора 14 отталкивает промежуточный рычаг и через него передвигает рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.

За счет дополнительной подачи топлива возрастает крутящийся момент двигателя, что позволяет преодолеть кратковременную перегрузку.

Величина дополнительного перемещения рейки и начало работы корректора зависят от величины выступания штока 13 и предварительного сжатия пружины корректора. При остановке двигателя рычаг 8, поворачивают в сторону уменьшения натяжения пружин.

Полностью сжатая пружина перемещает рычаг влево до упора в винт. Рычаг 3 увлекает промежуточный рычаг 4, который передвигает рейку топливного насоса ТНВД Д-240 в положение выключенной подачи топлива.

Неисправности топливного насоса УТН-5 трактора МТЗ-80, 82

В процессе эксплуатации дизеля могут появляться следующие неисправности топливной аппаратуры: дизель не запускается, не развивает нормальной мощности, неустойчиво работает, работа сопровождается дымным выпуском.

Для обеспечения четкого запуска дизеля коленчатому валу сообщают достаточную частоту вращения, а воздух в цилиндрах в это время сжимается настолько, чтобы к моменту впрыска топлива температура была достаточна для его воспламенения, чтобы топливо было подано в камеру сгорания своевременно, в достаточном количестве и тонко распылено.

Подача топлива может нарушиться по различным причинам, образование воздушных пробок в топливопроводах, в головке ТНВД, в фильтрах; сильная изношенность плунжерных пар насосных элементов насоса, распылителей форсунок; нарушение регулировки топливного насоса или неправильная установка его на дизеле.

Появление дыма черного или серого цвета из выхлопной трубы дизеля указывает на попадание масла в камеру сгорания, неполное сгорание топлива, пропуски вспышек в цилиндрах, неправильную установку начала подачи топлива топливным насосом.

Попадание масла в камеру сгорания может быть объяснено предельной изношенностью поршневой группы двигателя ММЗ Д-240, избытком масла в поддоне картера. Неполное сгорание может быть вызвано как избыточной порцией топлива, попадаемой в цилиндр, так и недостатком воздуха.

Оно наблюдается при плохом распыливании топлива форсунками, применении несоответствующего сорта топлива, при позднем впрыске топлива в цилиндры дизеля.

Внешним признаком ухудшения работы форсунок Д-240 являются дымный выпуск, перебои в работе и снижение мощности дизеля.

Для проверки форсунок устанавливают такой режим работы дизеля, при котором наиболее отчетливо слышны перебои. Затем ослабляют поочередно накидные гайки крепления топливопроводов форсунок к штуцерам.

Если частота вращения коленчатого вала после ослабления затяжки гайки не изменяется, то проверяемая форсунка неисправна.

Если давление подъема иглы форсунки (давление впрыска) будет меньше нормального за счет изменения жесткости пружины или утечек в сопряжении гильза — плунжер, то продолжительность впрыска топлива будет увеличиваться, а качество распыливания — низкое.

При давлении подъема иглы больше нормального или заедании иглы в нижнем положении продолжительность впрыска и количество топлива уменьшаются, что также влияет на пусковые качества дизеля.

Форсунки Д-240 топливного насоса трактора МТЗ-82, 80 снимают с дизеля и регулируют на приборе. Давление впрыска и герметичность форсунок можно определить, не снимая их с дизеля.

Для этого используют приспособление и автостетоскоп. Приспособление подключают к испытуемой форсунке и рукояткой создают принудительную подачу топлива. Давление впрыска устанавливают вращением винта форсунки.

Если давление не регулируется, то это указывает на заедание иглы в корпусе распылителя. О качестве распыливания судят по характерному щелчку, прослушиваемому по автостетоскопу, что свидетельствует о четкой посадке иглы в седло распылителя в момент окончания впрыска.

Затруднение пуска дизеля трактора может быть вызвано наличием воды в топливе, снижением температуры воздуха в конце сжатия, что недостаточно для воспламенения топлива.

Снижение температуры сжатого воздуха обычно вызывается уменьшением давления в конце сжатия вследствие утечек воздуха через неплотности в поршневой (при износе или закоксовывании поршневых колец, износе гильз и поршней, клапанном механизме газораспределения и т. п.).

Те же самые явления наблюдаются при засорении воздухоочистителя, когда уменьшается количество поступающего в цилиндры воздуха.

При понижении температуры окружающего воздуха снижается частота вращения коленчатого вала при пуске, вследствие загустения картерного масла растут утечки воздуха через различные неплотности, снижается температура конца сжатия воздуха из-за передачи тепла холодным стенкам цилиндров, поршней и камер сгорания.

Дизель ММЗ может трудно запускаться из-за нарушения регулировки угла опережения начала подачи топлива, износа плунжерных пар топливного насоса высокого давления.

Количество подаваемого топлива в цилиндры и четкая работа форсунок взаимосвязаны с изношенностью плунжерных пар насоса.

Техническое состояние плунжерных пар проверяют приспособлением, определяющим давление, развиваемое плунжерными парами насоса на пусковых оборотах. Приспособление подключают к штуцерам насосных секций топливного насоса. Дизель прокручивают пусковым устройством.

Если развиваемое давление составляет не менее 30 МПа, то плунжерная пара исправна. Герметичность нагнетательного клапана проверяют по времени падения давления с 15 до 10 МПа не менее чем за 10 с.

Если показания манометра прибора ниже приведенных параметров, топливный насос подлежит ремонту.

Работа дизеля ММЗ без нагрузки с выбросом из выхлопной трубы дыма серого цвета, а с увеличением нагрузки — дыма черного цвета свидетельствует о поздней подаче топлива в цилиндры.

«Жесткая» работа дизеля сопровождается резкими стуками, а выброс из выхлопной трубы дыма черного цвета с увеличением нагрузки указывает на раннюю подачу топлива в цилиндры.

Момент начала подачи топлива секциями, по которому судят о угле начала впрыска топлива в цилиндры — один из важных параметров, влияющих не только на мощностные и экономические показатели, но и на пусковые качества дизеля.

При длительной эксплуатации трактора момент подачи топлива по мере износа плунжерных пар может измениться, поэтому время от времени его контролируют приспособлением КИ-4941.

Изменение момента подачи топлива при эксплуатации объясняется тем, что при изношенных плунжерных парах топливного насоса, если медленно прокручивать коленчатый вал дизеля, часть топлива из-за большой жесткости пружины нагнетательного клапана будет просачиваться в зазор между плунжером и гильзой, и нагнетательный клапан откроется позже, чем при новых плунжерных парах.

Жесткость технологической пружины приспособления в восемь — десять раз меньше жесткости пружины нагнетательного клапана, и поэтому топливо подается при любой степени изношенности плунжерной пары, благодаря чему клапан открывается в момент перекрытия надплунжерного пространства.

У насосов УТН-5 подачу топлива в режиме холостого хода регулируют изменением числа рабочих витков пружины регулятора.

Для уменьшения подачи топлива и соответствующего этому снижения частоты полного выключения подачи топлива увеличивают число витков пружины, а для увеличения — уменьшают.

Проверяют подачу топлива на режиме максимального крутящего момента (режим перегрузки), изменяя ее на этом режиме регулировкой корректора. Для увеличения подачи топлива корректор ввертывают или изменяют усилие пружины.

Корректор настраивают до установки его в регулятор топливного насоса. Ход его штока должен быть 1,3…1,5 мм. Его устанавливают с помощью прокладок. Усилие сжатия пружины корректора составляет для насосов дизелей ММЗ Д-240 — 85…90. Его замеряют при положении штока корректора заподлицо с корпусом.

Для данных дизелей пусковая подача топлива должна быть 14,5 см3 за 100 циклов при частоте вращения кулачкового вала 150 мин1.

Устанавливают рычаг управления регулятором в положение максимальной подачи и величину перемещения рейки регулятором в сторону увеличения подачи топлива с помощью болта силового рычага. Заключительной операцией по регулировке насосов является установка рычага регулятора на полное выключение подачи.

Устанавливают пусковую частоту вращения кулачкового вала насоса, рычаг регулятора переводят до упора в винт «Стоп» и наблюдают за выходом топлива из форсунок. Подача должна прекратиться. В противном случае вывертывают винт до прекращения подачи.

При снижении гидравлической плотности прецизионных деталей (появление утечек топлива в их сопряжениях) заменяют насосный элемент в сборе и одновременно контролируют состояние нагнетательного клапана.

Для замены насосных элементов топливный насос трактора частично разбирают. У ТНВД Д-240 открывают крышку регулятора, отсоединяют тягу промежуточного рычага от рейки, отворачивают болты крепления и снимают регулятор в сборе.

Затем проверяют величину осевого перемещения кулачкового вала. Осевое перемещение должно быть не более 0,2 мм. Одновременно проверяют осевое перемещение муфты грузов. Значительное ее перемещение приводит к самопроизвольному перемещению рейки, что вызывает неустойчивую работу дизеля.

При замене насосного элемента снимают люк корпуса насоса, вынимают установочный штифт фиксации его втулки, а затем, пользуясь приспособлением, извлекают нагнетательный клапан в сборе с седлом. Для снятия пружины толкателя удаляют опорную тарелку пружины, а насосный элемент извлекают через отверстие головки насоса.

При установке новых насосных элементов прорезь на зубчатом венце должна совпасть с пазом на втулке, а метка на хвостовике плунжера — обращена в сторону люка корпуса насоса. При установке зубчатых венцов рейку насоса устанавливают так, чтобы торец ее поводка находился от плоскости насоса на расстоянии 24…25 мм.

Форсунки двигателя Д-240 трактора МТЗ-80, 82

Техническое состояние форсунок МТЗ-80, 82 значительно влияет на работу тракторного дизеля Д-240; наблюдается работа дизеля с перебоями, затруднен его пуск и т. д.

В основном применяются форсунки с бесштифтовыми распылителями-многодырчатые. Основные неисправности форсунок: износ или зависание (закоксовывание) распылителей, недостаточное давление впрыска топлива, его некачественный распыл.

Если при проверке на приборе обнаруживают один из названных дефектов, форсунку разбирают с целью замены корпуса распылителя с иглой в сборе.

Для разборки форсунки ее устанавливают в приспособление или зажимают в тиски и отворачивают гайки распылителя и пружины. Устанавливают новый распылитель и проводят контрольную проверку работоспособности форсунки.

При подборе распылителя форсунки внимательно осматривают его маркировку и конструктивное исполнение.

Внешне распылители подобны друг другу, однако по исполнению они имеют значительные различия по количеству распыливающих отверстий и их размеру. Остатки нагара и смолистых отложений с наружных поверхностей удаляют щеткой из латунной проволоки и ополаскивают в бензине.

Распылитель заменяют, если на его поверхности имеются трещины, сколы и изломы любого размера, а также наблюдается зависание иглы в корпусе.

При отсутствии новых распылителей можно восстановить работоспособность форсунки, проведя несложный ее ремонт. При закоксовывании отверстий работавшего распылителя из него извлекают иглу, а распыливающие отверстия прочищают намагниченным сверлом или проволокой.

При частичной потере герметичности (зависание иглы или незначительное появление подтеков на распылителе при испытании форсунки) проводят «освежение» поверхностей корпуса и иглы распылителя.

Для этого зажимают иглу в сверлильном патроне, а его устанавливают в шпиндель токарного станка, установив частоту вращения 150… 200 мин-1.

На цилиндрическую поверхность наносят тонкий слой пасты окиси алюминия и проводят совместную притирку корпуса и иглы до получения ровного блеска по всей поверхности. Далее притирают запорные конусы и иглу распылителя.

Наносят на конус тонкий слой пасты и притирают конусные поверхности до образования на конце иглы уплотняющего пояска, расположенного у основания запорного конуса. Ширина пояска должна быть 0,5…0,7 мм.

Одновременно производят «освежение» торцевых поверхностей корпуса форсунки и распылителя. Удаляют штифты из корпуса форсунки, на притирочную плиту наносят слой пасты и полируют торец корпуса до получения ровного блеска. После проведения очистительных и притирочных работ все детали промывают в бензине и тщательно вытирают.

После установки и затяжки гайки распылителя форсунки проверяют легкость хода иглы. Для этого встряхивают форсунку.

Игла распылителя должна ударяться о корпус. Усилие затяжки гайки распылителя составляет 0,7…0,8 Нм, колпака форсунки — 0,8…1,0 Нм. Заключительной операцией является проверка плотности распылителя.

Устанавливают давление по манометру прибора 30… 31 МПа и определяют время падения давления (плотность) с 28 до 23 МПа. Оно должно быть для новых распылителей не менее 10 с, а для бывших в эксплуатации — 3 с.

При проверке плотности подтекание топлива через сопловые отверстия не допускается. Минимальная плотность характеризует максимальный зазор между корпусом распылителя и иглой в ее цилиндрической части. Минимальный диаметр зазора в этой части распылителя составляет 1…2 мкм.

При неудовлетворительной плотности производят «освежение» торцевых поверхностей корпусов форсунки и распылителя. Если и после этого необходимая плотность не будет достигнута, распылитель в сборе заменяют. При нормальной плотности форсунки регулируют рабочее давление начала впрыска.

После сборки и испытания форсунок проверяют их на пропускную способность. Форсунки, отобранные в комплект для работы на одном дизеле, не должны отличаться по пропускной способности более чем на 4% от средней величины пропускной способности всего комплекта форсунок.

Для проверки этого параметра форсунки устанавливают на контрольно-испытательный стенд и определяют подачу каждой форсункой за 1000 циклов при номинальной частоте вращения кулачкового вала топливного насоса.

______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

Другая спецтехника

МТЗ-80

______________________________________________________________________________________

ЯМЗ-236

ЯМЗ-238

Т-130

Т-170

КРАЗ

Регулировка ТНВД серии УТН производства НЗТА

ТНВД каких марок автомобилей вы ремонтируете?
— Любые механические ТНВД легковых и грузовых автомобилей, тракторов, спецтехники и дизельгенераторов, а также некоторые электронные ТНВД. Из легковых автомобилей это, например, Audi, BMW, Chevrolet, Chrysler, Citroen, Daewoo, Fiat, Ford, Honda, Hyundai, Infiniti, Iveco, Jeep, Kia, Land Rover, Lexus, MAN, Mazda, Mercedes-Benz, Mitsubishi, Nissan, Opel, Peugeot, Renault, SEAT, Skoda, Subaru, Suzuki, Toyota, Volkswagen, Volvo.

Ремонтируете ли вы российские ТНВД?
— Да, мы ремонтируем топливную дизельную аппаратуру российских автомобилей, тракторов и спецтехники.

Возможно ли присутствовать при диагностике?

— Да секретов нет. Все, что может заинтересовать заказчика будет показано и рассказано, кроме, разумеется, тонкостей процесса ремонта.

Есть ли предварительная запись?

—Да, при желании можно заранее договориться на проведение диагностики в определенное время.

Есть ли гарантия на ремонт?
— Гарантийный срок на отремонтированные изделия составляет 6 месяцев для ТНВД отечественного производства и 4 месяца для импортных. Гарантийный ремонт осуществляется в течение установленного гарантийного срока, при условии соблюдения заказчиком правил эксплуатации топливной аппаратуры.

Что не считается гарантийным случаем?

— Гарантийный ремонт не производится в случае заклинивания (критического износа) плунжерных пар или деталей топливной аппаратуры от воды, посторонних примесей или некачественного топлива

Какие возможны формы оплаты?

— Любые, разрешенные законодательством РФ, в том числе наличный и безналичный расчет.

Работаете ли вы с НДС?

— Нет, т.к. ООО СТЭЛ использует спецрежим налогообложения и не является плательщиком НДС.

Топливный насос трактора МТЗ-82 (МТЗ-80)

На двигателях Д-240 и Д-240Л трактора МТЗ-82 (МТЗ-80) установлен четырехплунжерный топливный насос УТН-5 (рис. 29).

Насос размещен с левой стороны двигателя и приводится в действие от коленчатого вала через распределительные шестерни.

Через малый венец шестерни привода топливного насоса осуществляется привод компрессора пневматической системы привода тормозов прицепа. С целью ограничения осевого перемещения шестерни привода топливного насоса введено специальное устройство (рис. 30).

Рис. 29. Топливный насос трактора МТЗ-82 (МТЗ-80):

1 — корпус топливного насоса; 2 —стакан подшипника; 3 — пробка для контроля уровня масла; 4 — подкачивающий насос; 5 — поворотный угольник; 6 — эксцентрик; 7 — кулачковый вал; 8 — шайба; 9 — маслоотражатель; 10 — сальник; 11 — технологическая пробка; 12 — плита крепления топливного насоса; 13 — канал для подвода масла к шестерне привода топливного иасоса; 14 — сливная трубка: 15 — фланец установочный; 16 — шлицевая втулка; 17 — гайка валика; 18 — ось ролика; 19 — ролик толкателя; 20 — корпус толкателя; 21 — регулировочный болт с контргайкой; 22 — тарелка пружины; 23 — пружина плунжера; 24 — верхняя тарелка; 25 — поворотная гильза; 26 — рейка; 27 — зубчатый венец; 28 — пробка; 29 — пробка; 30 — плунжер; 31 — втулка плунжера; 32 — прокладка; 33 — седло нагнетательного клапана; 34 — нагнетательный клапан; 35 — пружина нагнетательного клапана; 36 — штуцер нажимной; 37 — зажим; 38 — перепускная трубка; 39 — крышка бокового люка; 40 — трубка подвода чистого топлива к насосу; 41 — канал для подвода топлива к плунжерным парам; 42 — пружина перепускного клапана; 43 — перепускной клапан; 44 — канал для отвода отсеченного топлива; 45 — корпус регулятора; 46 — пробка заливная; 41 — регулировочный винт; 48 — рычаг управления подачей топлива; 49 — пробка слнвная; 50 — канал для подвода масла в корпус насоса.

Регулировка осевого зазора шестерни привода топливного насоса

Регулировку осевого зазора шестерни привода топливного насоса производите при замене (перестановке) на двигателе топливного насоса или крышки люка. Для этого отпустите контргайку 1 (см. рис. 30), заверните регулировочный болт 2 до упора в планку 5. а затем отверните его на 1/3—1/2 оборота и законтрите контргайкой.

В процессе эксплуатации двигателя дополнительная регулировка осевого зазора шестерни привода топливного насоса не требуется.

Регулировка топливного насоса

Регулировка скоростного режима

Ограничение и регулировка скоростного режима двигателя могут осуществляться регулировочным винтом 47 (см. рис. 29), ввернутым в прилив корпуса регулятора. Винт ограничивает перемещение рычага управления и тем самым определяет натяжение пружины регулятора. Регулировочный винт фиксируется контргайкой и пломбируется.

Рис. 30. Привод топливного насоса:

1 — контргайка; 2— регулировочный болт; 3 — планка; 4 — шестерня привода топливного насоса и компрессора.

Техническая характеристика топливного насоса УНТ-5 трактора МТЗ-82 (80)

Марка	УТН-5
Число насосных секций	4
Порядок работы секций	1—3—4—2
Направление вращения кулачкового вала	Правое
Диаметр плунжера, мм	8,5
Ход плунжера, мм	8
Тип подкачивающего насоса	Поршневой, с приводом от эксцентриковой шейки кулачкового вала
Тип насоса ручной подкачки	Поршневой, смонтированный на подкачивающем насосе
Вес (сухой), кг	14
Угол начала подачи топлива секции по мениску до верхней мертвой точки толкателя, град.	57 ±1
Давление, развиваемое помпой при номинальных оборотах и полностью заглушённом выгодном трубопроводе, кгс/см2	Не менее 1,7
Давление в головке насоса при номинальных оборотах, кгс/см2	0,7—1,2

Регулировочные параметры топ ливного насоса на стенде

Начало действия регулятора при числе оборотов кулачкового вала насоса в минуту	1115—1125
Номинальное число оборотов вала насоса в минуту	1100
Производительность насоса на безмоторном стенде при номинальном числе оборотов, кг/час	16,7—17,1
Неравномерность подачи топлива между секциями при номинальном числе оборотов, %	Не более 6
Максимальное число оборотов холостого хода в минуту	1160 + 10
Производительность насоса при максимальных оборотах холостого хода, кг/час	Не более 6,4
Неравномерность подачи топлива при максимальных оборотах холостого хода, %	Не более 30
Степень коррекции топливоподачи при 850 об/мин кулачкового вала к топливоподаче при номинальных оборотах, %	15—22
Цикловая подача топлива при 40—50 об/мин кулачкового вала, мг/цикл	Не менее 120
Полное автоматическое выключение подачи топлива через форсунки при об/мин	Не более 1210

Рис. 31. Регулятор топливного насоса:

1 — прокладка; 2 — упорный шарикоподшипник; 3 — сухарь; 4 — упорная шайба; 5 — стопорная шайба, 6 — ступнца грузов; 7 — ось груза; 8 — корректор в сборе; 9 — ось рычага управления; 10 — пружина обогатителя; 11 — рычаг пружины: 12 — пружина регулятора; 13 — болт; 14 — крышка регулятора; 15 — тяга рейки; 16 — сапун в сборе; 17 — болт сапуна; 18 — палец рычага; 19 — основной рычаг; 20 — жесткий упор; 21 — контргайки; 22 — регулировочный винт; 23 — стяжной болт; 24 — промежуточный рычаг; 25 —ролик рычага; 26 — ось ролика; 27 — корпус регулятора; 28 — муфта регулятора со втулкой в сборе; 29 — ось рычага; 30 — втулка рычага; 31 — грузы регулятора; 32 — упорный шарикоподшипник; 33 — спускная пробка; 34 — уплотиительиое кольцо.

Для получения более высокого числа оборотов начагла действия регулятора (для повышения номинальных оборотов) выверните винт, для уменьшения — вверните его. Один оборот винта изменяет скоростной режим примерно на 30—50 оборотов.

В случае затруднения регулировки начала действия регулятора описанным выше способом скоростной режим регулируйте изменением жесткости пружины регулятора 12— увеличением или уменьшением числа рабочих витков с помощью серьги (рис. 31).

Регулировка количества и равномерности подачи топлива секциями насоса

Количество подаваемого топлива и равномерность подачи секциями насоса регулируются па специальном стенде путем поворота гильзы (а следовательно, и плунжера) относительно зубчатого венца при ослабленном стяжном винте. При повороте гильзы влево подача топлива увеличивается, при повороте вправо — уменьшается. Некоторую подрегулировку часовой производительности насоса можно осуществить с помощью болта номинала 20. При вворачивании болта (внутрь корпуса) максимальная часовая производительность увеличивается, при выворачивании болта — уменьшается.

Помните, что регулировка топливоподачи винтом номинала может привести к изменению скоростного режима регулятора и величины обогащения подачи при пусковых оборотах. Поэтому после регулировки часовой подачи обязательно проверьте и при необходимости уточните регулировку начала действия регулятора и других параметров.

Регулировка угла начала подачи топлива

Регулировка угла начала подачи производится регулировочным болтом толкателя по мениску топлива в моментоскопе, привернутом к штуцеру насоса.

Уход за топливным насосом

Через каждые 60 часов работы трактора проверяйте уровень масла в корпусе насоса. Периодически, через каждые 960 часов работы трактора, промывайте набивку сапуна (не разбирая его). При нарушении регулировок насоса и выявлении неисправностей в работе насос должен быть снят с двигателя и проверен на стенде.

Снятие и установка топливного насоса, а также его проверка и регулировка должны производиться только опытным механиком. Не рекомендуется регулировка насоса и форсунок, а также замена их деталей в полевых условиях.

Смазка топливного насоса и регулятора

Смазка топливного насоса и регулятора общая, так. как полости корпуса насоса и регулятора соединены, между собой отверстием. Для смазки применяется то же дизельное масло, что и для двигателя. Смену масла в корпусе топливного насоса производите согласно рекомендациям таблицы смазки.

Топливный насос трактора ЮМЗ | Подробно о тракторах и сельскохозяйственной технике

Топливный насос трактора ЮМЗ предназначен для подачи топлива под высоким давлением через форсунки в камеры сгорания в заданный момент и строго дозированными порциями, соответствующими нагрузке и заданному режиму работы дизеля.

На дизеле установлен четырехплунжерный унифицированный топливный насос УТН-5 правого вращения. Насос смонтирован в одном агрегате с регулятором и подкачивающим насосом и прикреплен к фланцу щита распределительных шестерен. Привод наcoca осуществляется от шестерни коленчатого вала через промежуточную шестерню. В литом алюминиевом корпусе, имеющем установочный фланец и плиту крепления из чугуна, установлены кулачковый вал и четыре самостоятельные одинаковой конструкции насосные секции.

Топливный насос трактора ЮМЗ: 1 — пружина регулятора; 2 — тяга рейки; 3 — пружина обогатителя; 4 — серьга пружины; 5 — рейка; 6 — рычаг пружин регулятора и обогатителя; 7 — плунжер; 8 — втулка плунжера; 9 — нагнетательный клапан; 10 — тарелка пружины; 11 — нажимной штуцер; 12 — пружина нагнетательного, клапана; 13 — канал подвода топлива; 14 — штифт; 15 — зажим; 16 — корпус насоса; 17 и 39— пробки; 18 — перепускной клапан; 19 — стяжной винт венца; 20 — крышка; 21 — зубчатый венец; 22 — поворотная гильза; 23 — пружина плунжера; 24 — гайка; 25 — шлицевая втулка; 26 — установочный фланец; 27, 35 и 40 — подшипники; 28 — плита; 29 — фиксирующий винт толкателя; 30 — толкатель; 31 — эксцентрик привода подкачивающего насоса; 32 — болт толкателя; 33 — кулачковый вал; 34 — рычаг управления; 36 — приводная шайба; 37 — сухари; 38 — ступица грузов; 41 — грузы; 42 — ось рычагов; 43 — корпус регулятора; 44 — промежуточный рычаг; 45 — муфта; 46 — ролик; 47 — основной рычаг; 48 — болт; 49 — винт номинала; 50 — винт-упор; 51 — корректор; 52 — сапун.

Насосная секция состоит из прецизионной плунжерной пары (втулка и плунжер), толкателя, возвратной пружины плунжера, нагнетательного клапана и механизма поворота плунжера. Втулка с плунжером установлена в головке корпуса насоса и зафиксирована от проворачивания штифтом. Следует иметь в виду, что на один насос должны быть установлены плунжерные пары одинаковой плотности. Группа плотности плунжерной пары нанесена электрокарандашом на втулке плунжера. Сверху в корпус ввернут нажимной штуцер, прижимающий седло нагнетательного клапана к втулке. Клапан прижимается к седлу пружиной. Для создания необходимой герметичности соприкасающиеся торцы втулки и седла нагнетательного клапана тщательно обработаны, а между штуцером и седлом клапана установлена капроновая прокладка. В головке выполнены каналы, соединяющие впускное и отсечное отверстия втулки со штуцером подвода топлива от фильтра тонкой очистки.

Для нормальной работы топливного насоса ЮМЗ необходимо, чтобы топливо в каналах все время находилось под определенным давлением (0,07—0,12 МПа). Это давление поддерживается перепускным клапаном, установленным в головке топливного насоса. При достижении заданного давления клапан открывается, и излишки топлива, поступающего в головку топливного насоса, сливаются по трубке низкого давления в подкачивающий насос. Пробка, установленная в головке топливного насоса, предназначена для удаления воздуха из каналов при заполнении их топливом. Герметичность каналов обеспечивается прижатием втулки к гнезду корпуса насоса. Поэтому нажимной штуцер при сборке должен быть затянут моментом 120—140 Н-м и зафиксирован зажимом.

Кулачковый вал, вращаясь, приводит плунжер в движение с помощью толкателя. Кулачок вала набегает на ролик толкателя, и последний, преодолевая сопротивление пружины и топлива, сжимаемого в надплунжерном пространстве втулки, перемещает плунжер вверх. Плунжер начинает вытеснять часть топлива из втулки через впускное отверстие в канал. Однако как только он перекроет это отверстие, топливо, оставшееся в надплунжерном пространстве, начинает давить на клапан. Как только давление топлива превысит давление пружины, клапан поднимается, топливо поступит в штуцер и далее в топливопровод высокого давления и форсунку.

По мере движения плунжера вверх наступает момент, когда отсечная кромка винтового паза на плунжере встречается с отсечным отверстием втулки и начинает его открывать. Вследствие того, что гидравлическое сопротивление отсечного отверстия мало, через него вытекает больше топлива, чем подает плунжер, и давление над плунжером быстро снижается. Клапан под действием пружины и более высокого давления топлива над клапаном, чем под клапаном, опускается, отъединяя надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления. Нагнетательный клапан с пружиной не только разобщает надплунжерное пространство и топливопровод высокого давления, но и резко снижает давление в топливопроводе при прекращении подачи топлива плунжером. Это происходит следующим образом.

При работе клапан скользит в гнезде крестообразным хвостовиком, между опорными поясками которого проходит топливо. На клапане между запирающим конусом и хвостовиком выполнен цилиндрический поясок, называемый разгрузочным. Этот поясок в момент прекращения подачи топлива плунжером и опускания клапана разъединяет топливопровод высокого давления и надплунжерное пространство, а при дальнейшем движении начинает действовать как поршень, отсасывая топливо из топливопровода.

В результате отсоса топлива давление в топливопроводе резко падает, что способствует резкой отсечке и быстрому прекращению подачи топлива через форсунку. Это предотвращает появление повторного впрыскивания и подтекание топлива из распылителя форсунки в период между впрысками, а следовательно, нагарообразование и закоксовывание распылителя.

По окончании впрыскивания запирающий конус нагнетательного клапана садится в гнездо и герметически отделяет надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления. Для обеспечения необходимой герметичности прилегания клапан и седло тщательно обработаны и подобраны один к другому, а посадочный конус на клапане притерт к седлу клапана. Поэтому разукомплектовка нагнетательных клапанов так же, как и плунжерных пар не допускается. Количество подаваемого секцией топлива изменяется при повороте плунжера вокруг оси. При этом меняется положение отсечной кромки винтового паза плунжера относительно отсечного отверстия. Чем больше угол, на который повернут плунжер по часовой стрелке, если смотреть сверху, тем позже наступит момент встречи отсечной кромки с отсечным отверстием, тем продолжительнее будет подача и больше объем впрыснутого топлива.

При повороте плунжера против часовой стрелки продолжительность подачи уменьшается, так как встреча отсечной кромки с отсечным отверстием и перепуск через это отверстие топлива наступят раньше. Если же плунжер повернуть против часовой стрелки настолько, что винтовой паз на нем все время будет находиться против отсечного отверстия, то при движении плунжера вверх топливо подаваться не будет. В этом случае все топливо, вытесняемое плунжером, уйдет в отсечное отверстие гильзы через осевое и радиальное сверления в плунжере и винтовой паз на нем.

Следует иметь в виду, что у плунжера два симметрично расположенных винтовых паза. У одного из них верхняя кромка прошлифована под определенным углом и является отсечной. Второй паз — технологический и служит для уравновешивания бокового давления топлива на плунжер. Поэтому для правильной установки плунжера в гильзе на одном из его выступов нанесена метка. Эта метка должна быть обращена (при сборке) в сторону паза на втулке под штифт фиксации. Плунжер поворачивается во втулке с помощью поворотной гильзы, свободно надетой на втулку плунжера. На нижней части поворотной гильзы сделаны два продольных паза, в которые заходит плунжер своими выступами. На верхней части гильзы надет и закреплен на ней стяжным винтом зубчатый венец. Зубчатый венец находится в постоянном зацеплении с зубчатой рейкой, которая перемещается в двух бронзовых втулках, установленных в корпусе насоса.

При перемещении рейки зубчатой венец проворачивается, а вместе с ним проворачиваются поворотная гильза и плунжер. При этом изменяется количество подаваемого секцией топлива. Так как рейка находится в зацеплении одновременно со всеми венцами секций топливного насоса, то при ее перемещении изменяется подача топлива всеми секциями одновременно. Для изменения подачи топлива только одной секцией (что необходимо при настройке насоса на количество и равномерность подачи топлива секциями) гильзу вместе с плунжером можно повернуть в зубчатом венце, ослабив затяжку стяжного винта. Для удобства поворота гильзы на ее поверхности выполнены две выемки.

Пружина плунжера верхним концом упирается через верхнюю тарелку в корпус насоса, а нижним концом через нижнюю тарелку — в головку плунжера и болт толкателя, не препятствуя при этом свободному повороту плунжера вокруг своей оси. Нижняя тарелка пружины имеет разрез для снятия и установки ее на плунжер.

Толкатели насоса — роликовые с плавающей осью. Для предотвращения разворота толкатели зафиксированы винтами, ввернутыми в корпус насоса. В толкатели ввернуты болты с контргайками, служащими для регулирования момента начала нагнетания топлива секцией. При вывертывании болта длина толкателя увеличивается, и впускное отверстие во втулке перекрывается плунжером раньше, а следовательно, раньше наступает и нагнетание топлива.

Кулачковый вал, имеющий симметричные кулачки тангенциального профиля, установлен в корпусе насоса на двух радиально-упорных шариковых или конических подшипниках. Осевой разбег кулачкового вала регулируют подбором регулировочных прокладок, устанавливаемых на вал под внутреннюю обойму переднего подшипника. Передний конец кулачкового вала имеет конус, на котором с помощью шпонки и специальной гайки закреплена втулка. Втулка с помощью шлицевого фланца и двух болтов соединена с шестерней привода насоса.

Один из шлицев на втулке срезан, а на фланце не выполнена впадина под этот шлиц. Это сделано для того, чтобы при снятии и установке топливного насоса не нарушался угол опережения подачи топлива на дизеле.

На кулачковом валу между вторым и третьим кулачками выполнен эксцентрик, приводящий в движение подкачивающий насос.

Модельная установка для испытаний дизельной топливоподающей аппаратуры автотракторных двигателей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 629.488.2/.33

В.А. Аметов, М.Н. Брильков, Т.Е. Алушкин

МОДЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИИ ДИЗЕЛЬНОИ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Введение. Топливная экономичность и надежность автотракторной техники, а также мощностные и экологические характеристики во многом зависят от настройки топливоподающей аппаратуры (ТА).

Согласно данным [1] до 40% отказов всех двигателей приходится на ТА. Статистика отказов ТА, выполненная в работе [2] на примере насоса модели УТН-5, показала, что более половины отказов приходиться на прецизионные узлы топливного насоса высокого давления (ТНВД), что делает их «критическими по надежности» (рис. 1).

9 (10%)

8 (11%)

7 (15%)

(32%)

6 (7%)

5 (6%) 4 (6%)

2 (6%) 3 (7%)

Рис. 1. Диаграмма отказов ТНВД: 1 — износ плунжерных пар;

2 — утечка топлива под плунжер; 3 — предельный износ регулятора; 4 — отказ топливоподкачивающего насоса; 5 — отказ обратного клапана; 6 — излом пружины нагнетательного клапана; 7 — заклинивание нагнетательного клапана; 8 — излом пружины плунжерной пары; 9 — прочие отказы.

При эксплуатации автотракторной техники в отрыве от производственно-технической базы (ПТБ) достаточно остро стоит вопрос проведения технического обслуживания и ремонта ТА дизелей, поскольку без специального оборудования произвести их качественное обслуживание, настройку и ремонт не представляется возможным. Вместе с тем, использование ТА с настройками, не соответствующими нормативной документации (НД), приводит к перегревам дизеля, его неустойчивой работе, повышенному нагарообра-зованию в цилиндрах, увеличению токсичности отработавших газов до 30% [3] и снижению топливной экономичности до 50% [4].

В условиях эксплуатации получение характе-

ристик, соответствующих НД, достигается проведением своевременного технического обслуживания всего оборудования системы питания. Известно [5] что, к составным частям ТА дизелей относят фильтры грубой (ФГО) и тонкой отчистки топлива (ФТО), топливокачивающий насос (ТПН), ТНВД вместе с автоматическим регулятором подачи, форсунки.

К основным показателям работы ФТО И ФГО относят герметичность соединений.

К основным показателям работы ТНВД относят:

— величину цикловой подачи на скоростной характеристики насоса оц, мм3/цикл;

— неравномерность цикловой подачи по цилиндрам 5, %;

— угол начала впрыска топлива (геометрический и действительный) фв, град;

— частота вращения ТНВД при которой включается в работу центробежный регулятор (начало действия регулятора) пр, мин-1;

— частота вращения ТНВД при которой весь объем топлива уходит на слив (окончание действия регулятора) ппол.вык, мин-1;

— пусковая подача топлива ост, мм3/цикл;

— давление срабатывания перепускного клапана;

— герметичность нагнетательных клапанов.

Параметрами ТПН является:

— давление, развиваемое в работе;

— герметичность впускного и нагнетательного клапана.

Параметрами дизельной форсунки является:

— давление начала впрыска рв, МПа;

— качество распыла;

— герметичность посадки пары игла-распылитель.

Топливоподающая аппаратура дизелей в целом должна периодически контролироваться по указанным параметрам. Наибольшей трудоемкостью отличаются работы, связанные с контролем параметров дизельных форсунок и ТНВД, которые обеспечивают точную дозировку топлива по цилиндрам двигателя, впрыскивают его в нужный момент времени и под требуемым давлением. Регулировку обоих узлов необходимо производить на специальных стендах.

К установке для испытаний ТА в отрыве от ПТБ должны предъявляется следующие требования:

— относительно невысокая стоимость;

— малый вес;

— простота устройства;

п„, об/мин

Рис. 2. Внешняя скоростная

— возможность контролировать основные параметры ТА

Исследование. Целью исследования является разработка модельной установки (стенда), позволяющей выполнять проверку и настройку ТА, снятую с двигателя, в отрыве от основной производственно-технической базы, что обеспечит повышение надежности и тем самым снизит простои автотракторной техники.

Основными задачами исследования послужили:

— выбор основных технических характеристик установки;

— разработка и изготовление опытного образца установки;

— разработка методики испытаний;

— определение зависимостей цикловой подачи ТНВД от частоты вращения кулачкового вала, на режиме внешней скоростной характеристике.

Зависимость цикловой подачи топлива от частоты вращения кулачкового вала, при полной подаче топлива, является важнейшей характеристикой ТНВД, влияющей на мощностные и экономические параметры двигателя. Такая зависимость получила название — внешняя скоростная характеристика насоса.

Величина цилиндровой цикловой подачи qц определяется в стендовых условиях в удельных единицах объема, мм3/цикл

О-103

Чц =———-

где Q — объем топлива, поданный секцией в мерную колбу, см3; z — число циклов, за которое определяется подача топлива.

Сделать комплексный вывод о топливной экономичности двигателя и ее соответствия с паспортными характеристиками, можно на основании сравнения параметра рассчитанного разными методиками. В одном случае параметр рассчитывают на основании проведенных испытаний ТА на

характеристика ТНВД УТН-5

модельной установке. В другом случае параметр рассчитывают при испытаниях двигателя на нагрузочном стенде на режиме внешней скоростной характеристики двигателя через зависимость часового расхода топлива От, кг/ч, от частоты вращения коленчатого вала

От ■103

а =—т———

ц 30ирт1,

где п — частота вращения двигателя, мин-1; рт -плотность топлива, г/л; і — число цилиндров двигателя.

Внешняя скоростная характеристика ТНВД УТН-5, снятая на стенде КИ-22210-02МС представлена на рис. 2.

Эта кривая, расположенная на интервале 1-2 адекватно описывается уравнением полинома п-степени вида

Чц = а

цЫ

к0 + к 1 П-

п„

+ к-

1кЫ ,1кЫ У

Зависимость, расположенная на интервале 2-3 описывается уравнением прямой и относится к режиму работы двигателя на регуляторной ветви.

Описание и технические характеристики опытного образца установки. Принципиальная схема установки УМТА-1 моделирующую работу топливоподающей аппаратуры представлена на рис. 3.

Установка состоит из рамы, сваренной из металлического профиля на которой размещены трехфазный асинхронный двигатель 1, мощностью 3 кВт и номинальной частотой вращения 900 об/мин.

Двигатель соединен с коробкой передач 2 посредством втулочно-пальцевой муфты 3 (МУВП). Коробка передач соединена с ТНВД 9 через упругую муфту 4 с закрепленной на ней шлицевым фланцем. Насос высокого давления 9 установлен на Ь-образном кронштейне. Фильтры грубой 6 и

Рис. 3. Принципиальная схема УМТА-1: 1 — электродвигатель; 2 — коробка передач; 3, 4 — муфты; 5 -топливный бак; 6 — ФГО; 7 — ТПН; 8 — ФТО; 9 — ТНВД; 10 — форсунка; 11 — мерная колба; 12 — манометры.

Рис. 4. Общий вид опытного образца установки УМТА-1

тонкой очистки 7 топлива, а также комплект форсунок 11 также крепятся на кронштейнах. Бак для хранения подаваемого топлива 5 выполнен отдельно от стенда. Данный образец рассчитан на проведение испытаний ТНВД с 4-мя секциями.

Общий вид опытного образца установки показан на рис. 4.

В качестве измерительных приборов используются образцовые манометры, установленные на трубопроводах низкого и высокого давления, электронные счетчик циклов и тахометр оригинальной конструкции. В ближайшей перспективе

планируется смонтировать на установке вариатор, т.е. передачу, которая позволит проводить испытания в любом диапазоне скоростных характеристик ТА.

Методика испытаний. Сущность методики испытаний заключается в установке ТА на стенд для проверки основных параметров узлов критических по надежности, а также в выдачи заключения о работоспособности ТА в целом.

Для проверки основных параметров слесарь по ремонту ТА при помощи рычага управления коробкой передач выбирает одну из четырех ча-

стот вращения ТНВД. Затем производит закрепление рычага привода рейки в штативе и осуществляет пуск электродвигателя. Оценка степени износа плунжерных пар, и нагнетательных клапанов производиться на минимальной частоте вращения, при той же частоте производят регулировку форсунок. На разных частотах проверяются величина и неравномерность подачи ТНВД, герметичность фильтров, производительность топливоподкачивающего насоса.

Оценка величины подачи секциями и ее не-

равномерности проводится весовым способом, что исключает из конструкции элементы термостати-рования.

Заключение. Разработана оригинальная методика и опытный образец стенда для испытаний ресурсоопределяющих узлов ТА в условиях отрыва техники от производственной базы. В связи особенностями стенда, связанными с механизмом ступенчатого регулирования, ряд параметров будут определяться расчетными методами с использованием имитационного моделирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Еремеев, А.Н. Повышение надежности дизельных двигателей путем оптимизации регулировочных параметров топливной аппаратуры: автореферат дис. … канд. техн. наук / А.Н. Еремеев.- Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2010. — 19 с.

2. Филимонова, О.Н. Исследование причин и описание отказов топливных насосов УТН-5 / О.Н. Филимонова, Д.В. Варнаков // Ульяновск: Вестник Ульяновской ГСХА. — 2004. — № 11. — с. 124-128.

3. Данилов, С.В. Метод и цифровой прибор для автоматизированного определения цикловой подачи топлива при регулировании топливной аппаратуры дизелей: автореферат дис. . канд. техн. наук / С.В. Данилов. — М.: МГАУ, 2010. — 16 с.

4. Исаенко, П.В. Автотранспортная экология / П.В. Исаенко, В.Д. Исаенко, В.А. Аметов. — Томск: Томский государственный архитектурно -строительный университет, 2006. — 240 с.

5. Кривенко, П.М. Дизельная топливная аппаратура / П.М. Кривенко, И.М. Федосов. — М.: Колос, 1970. — 536 с.

□ Авторы статьи:

Аметов Винур Абдурафиевич, докт.техн.наук профессор каф. «Автомобили и тракторы» (Тюменский государственный архитектурностроительный университет) .

Тел. 39-63-61

Брильков Михаил Николаевич, доцент каф. «Эксплуатация автомобилей» » (Тюменский государственный архитектурно-строительный университет). Тел. 39-63-61

Алушкин Тимофей Евгеньевич, аспирант » (Тюменский государственный архитектурностроительный университет). Тел. 3963-61

Замена и регулировка плунжерных пар своими руками

Топливный насос высокого давления – это важнейший узел в каждом дизельном моторе. Из-за этого механизма горючее становится не просто жидкостью, а топливно-воздушной смесью. На работу насоса действует и такая деталь, как плунжерная пара. Она отвечает за подачу горючего и его распределение.

Устройство плунжерной пары

В конструкции этого элемента две основные детали – плунжер и втулка.

Плунжер состоит из цилиндрического поршня небольшого размера. Когда насос работает, плунжер двигается внутри втулки. Выполняя движения вверх и вниз, плунжер всасывает горючее, а потом оно нагнетается поочередно в форсунки рабочих цилиндров, где под большим давлением в распыленном состоянии воспламеняется. Плунжерная пара ТНВД имеет несколько отверстий на втулке, через которые и поступает дизельное топливо для последующего нагнетания.

Другими словами, главным назначением плунжерной пары является точное измерение горючего, чтобы потом подать его в цилиндры двигателя. Также этот элемент помогает насосу подать топливо в необходимый момент с нужным давлением. Чтобы всё осуществлялось без сбоев, надо чтобы у плунжерной пары было соответствие ко всем предъявляемым требованиям. Поэтому плунжерная пара цена которой не такая уж и маленькая, должна производиться на оборудовании высокой технологичности, в домашних условиях сделать её нереально.

Эксплуатация плунжерной пары

Плунжерная пара ТНВД – сложный элемент, эксплуатировать его надо с осторожностью и постоянно соблюдать необходимые требования. Чтобы устройство работало бесперебойно и качественно, то следует использовать только топливо высокого качества. Так как на наших АЗС качество топлива оставляет желать лучшего, то восстановление плунжерных пар – очень популярная услуга.

В некачественном топливе содержится большое количество химических элементов, что значительно уменьшает долговечность плунжерной пары. Самое негативное влияние производит вода, которая попадает в качестве конденсата в топливо. Если между втулкой и плунжером оказывается много воды, то смазывающая плёнка нарушает свою целостность и дальше деталь работает без смазки. Это может настолько деформировать деталь, что восстановление плунжерных пар просто не поможет. Останется только купить плунжерную пару в магазине и стараться заправляться только качественным топливом.

Когда необходима замена и как заменить плунжерную пару?

Есть несколько признаков того, что деталь неисправна. Один из них – это отказ мотора запускаться, особенно на мотор разогрет. Узнать нормально ли работает плунжерная пара ТНВД можно и во время работающего двигателя. Надо обратить внимание на качество его работы. Если плунжерная пара неисправна, то у мотора теряется мощность, а работает он с нехарактерными звуками. Кроме того, двигатель может работать с перебоями и нестабильно. Если был замечен хотя бы один симптом, то надо производить диагностику.

Надо отметить, что для диагностики применяется специальное оборудование. Поэтому очень сложно в домашних условиях сказать, неисправна ли плунжерная пара или нет. В СТО профессионалы могут точно сказать о неисправности и метод решения этого – регулировка или полная замена. Во время ремонта необходимо специальное оборудование, которое должно восстановить герметичность втулки и плунжера.

Теперь следует рассказать, как заменить плунжерную пару. Сначала необходимо пойти в магазин, подобрать и купить плунжерную пару, которая подойдёт к отдельно взятому двигателю. Надо разобрать всё, что снимается, вокруг топливного насоса. Это необходимо для того, чтобы снять старую плунжерную пару без проблем и ничего не мешалось. Потом надо снять переднюю крышку двигателя, открутить гайку крепления шестерни привода, а после этого открутить все трубки и снять топливный насос. Все детали, которые в грязи, заодно надо почистить. Только после этого можно начинать разбирать топливный насос, откручивать саму плунжерную пару, но только делать это с предельной осторожностью и в специально подготовленном месте с набором необходимых инструментов.

Из неё надо аккуратно слить топливо, демонтировать старую плунжерную пару, проверить состояние остальных деталей, а именно кулачковую шайбу, ролики, насос подкачки и т.д.. После этого надо перекрутить штуцера с клапанами и глушилкой мотора со старой пары, на новую. Потом можно всё собирать в обратном порядке, предварительно тщательно промыв плунжерную пару дизельным топливом от консервации перед установкой.

Регулировка плунжерной пары

Чтобы отрегулировать количество топлива, которое впрыскивается, на плунжере есть специальная отсечная кромка. Когда движение плунжера идёт вверх, то он сначала перекрывает отверстие для выхода, а через эту кромку отверстие приоткрывается. Нарезка этой кромки произведено спиралью, чтобы при повороте плунжера изменялось время до отсечки. Чтобы плунжер поворачивался и совершал поступательные движения, он опирается на кулачковую шайбу и зацепляется с её штифтом. Когда шайба вращается, то она вращает и плунжер, а кулачки набегают на ролики и толкают его. Регулировка плунжера производится регулировочными шайбами разной толщины. Самое главное – не забывать, что плунжерная пара цена на которую достаточно большая, очень хрупкая и сложная деталь, поэтому надо обращаться с ней надо очень аккуратно.

Тестирование in vitro новой кровяной помпы, предназначенной для временной экстракорпоральной поддержки

ASAIO J. Рукопись автора; доступно в PMC 1 марта 2013 г.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC3296523

NIHMSID: NIHMS348994

DJ Spurlock

¹ University of Michigan Health System

DN

Система здравоохранения Мичиганского университета

E Fracz

² Michigan Critical Care Consultants, Inc.

DE Mazur

² Michigan Critical Care Consultants, Inc.

RH Bartlett

¹ University of Michigan Health System

² Michigan Critical Care Consultants, Inc.

JW Haft

¹ Система здравоохранения Мичиганского университета

² Michigan Critical Care Consultants, Inc.

Перепечатка, переговоры и переписка Автор: Джонатан В. Хафт, доктор медицины, уд.hcimu @ tfah, Система здравоохранения Мичиганского университета, 1500 E Medical Center Dr., Ann Arbor, MI 48109, 734-936-7671 Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна на ASAIO J См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Экстракорпоральные насосы для крови используются в качестве временных желудочковых вспомогательных устройств или для экстракорпоральной мембранной оксигенации. Идеальный насос должен быть саморегулирующимся, не иметь риска кавитации или чрезмерного всасывания на входе, нечувствителен к постнагрузке и бесклапанный, что снижает тромбогенность.Используемая в настоящее время технология, в том числе роликовые, центробежные и пневматические пульсирующие насосы, не отвечает этим требованиям. Мы изучили неокклюзионный перистальтический насос (M-Pump) в двух имитациях циркуляционных петель и сравнили производительность с часто используемым центробежным насосом и модифицированным прототипом M-Pump (BioVAD). Простой контур сопротивления состоял из исследуемого насоса, резервуара фиксированной высоты на 150 мм рт.ст. и резервуара переменного притока. Для пульсирующей циркуляции используется имитация пациента с регулируемыми элементами сопротивления, подключенная к пневматическому пульсирующему насосу.В отличие от центробежного насоса, насос M автоматически регулирует поток с изменяющейся предварительной нагрузкой, нечувствителен к постнагрузке и не вызывает кавитации. BioVAD также продемонстрировал эти функции и может увеличить производительность за счет использования вакуума. Неокклюзионный перистальтический насос может быть лучше для краткосрочного экстракорпорального кровообращения, поскольку снижает риски чрезмерного всасывания на входе, чувствительности к постнагрузке и тромбоза.

Ключевые слова: ЭКМО, желудочковое вспомогательное устройство, механическая поддержка кровообращения

Введение

Временная механическая поддержка кровообращения часто используется при лечении кардиореспираторной недостаточности либо в виде экстракорпоральных желудочковых вспомогательных устройств (VAD) ^1,2 или экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО) ^3,4.Для этих целей все чаще используются центробежные насосы для крови. В центробежных насосах используется крыльчатка, вращающаяся с высокой скоростью, для ускорения кровотока в радиальном направлении. По мере создания потока создается вакуум, втягивающий кровь во входное отверстие насоса, устраняя необходимость в дренаже под действием силы тяжести и позволяя сократить длину контуров, уменьшить заливку, площадь поверхности и время прохождения крови. Однако создаваемое отрицательное давление может быть чрезмерным при высоких скоростях вращения. Это отрицательное давление может вызывать повышенные силы сдвига, вызывая микрокавитацию, повреждение клеток и гемолиз.В экстремальных условиях это может привести к макрокавитации и катастрофическому отказу контура. Кроме того, центробежные насосы чувствительны к остаточной нагрузке, поскольку при более высоком давлении на выходе создается меньший поток. Они работают с фиксированной скоростью вращения и могут неадекватно реагировать на увеличение притока увеличенным потоком. Также могут быть участки с низким потоком и рециркуляцией вокруг лопастей крыльчатки, что может привести к образованию тромба.

M-Pump (Michigan Critical Care Consultants, Ann Arbor, MI) — это неокклюзионный перистальтический насос, изначально разработанный для использования при искусственном кровообращении.Мы предполагаем, что его внутренняя конструкция преодолевает ограничения центробежных насосов и, таким образом, может применяться в качестве краткосрочного VAD (от нескольких дней до недель) или для использования в ECMO. В частности, мы стремились продемонстрировать на имитационной циркуляции, что насос M, по сравнению с коммерчески доступным центробежным насосом, 1) избегал бы всасывания на входе как при работе на высокой скорости, так и во время острой закупорки впускной линии, 2) внутренне реагировал на изменение впускного отверстия. давления, и 3) нечувствителен к постнагрузке. Однако M-Pump занимает большую площадь и требует гравитационного сифона для дренажа, что делает его существующую конструкцию громоздкой для использования в отделении интенсивной терапии (ICU).Мы создали новую модифицированную версию M-Pump (BioVAD) с выдавленной насосной камерой, уменьшенным размером и герметичным корпусом для регулируемого дренажа с помощью вакуума и протестировали этот первоначальный прототип в той же имитации циркуляции.

Методы

Имитация циркуляции

Для тестирования использовались две имитирующие контуры циркуляции. Первым был простой контур, состоящий из венозного резервуара разной высоты и резервуара пациента, установленного на 150 мм рт. Ст. (). Контур состоял из деионизированной воды комнатной температуры.Давление на входе и выходе измеряли с помощью тензодатчиков, соединенных с жидкостью, а поток регистрировали с помощью ультразвукового датчика потока. Насосы оценивали при различной высоте венозного резервуара, скорости насоса и при окклюзии на входе и выходе. Второй контур циркуляции представлял собой модификацию симулятора пациента с использованием искусственного сердца с пневматическим приводом (Cardiowest TAH, Syncardia Systems Inc., Tucson, AZ) () и четырех резервуаров с герметичной камерой с регулируемыми уровнями жидкости, имитирующими постоянное давление в правой и левой камерах. предсердия и системное и легочное кровообращение.Клапаны с регулируемой окклюзией, находящиеся между резервуарами камеры, имитировали системное сопротивление и сопротивление легочных сосудов. Четыре отдельных датчика давления измеряли динамическое давление в каждой из четырех камер, включая систолическое, диастолическое и среднее артериальное давление. Скорость потока в этой пульсирующей системе была зафиксирована на уровне 4 л / мин. Системное сопротивление было установлено для достижения среднего артериального давления 60 мм рт. Ст. Или 110 мм рт. Ст. В моделях с низкой и высокой постнагрузкой соответственно. Эта система использовалась для оценки производительности насоса в более физиологической, пульсирующей модели.Экстракорпоральные насосы крови были подключены к «левому предсердию» и «аорте» искусственного сердца.

Насосы

M-Pump

M-Pump () состоит из разборного трубопровода уникальной конструкции поперечного сечения, называемого насосной камерой, который под натяжением обернут вокруг трех свободно вращающихся роликов, установленных на роторе. Камера насоса заполняется и расширяется только тогда, когда жидкость подается под давлением, превышающим давление окружающей среды за пределами камеры насоса. Как только впускная область камеры насоса заполнена, жидкость приводится в движение за счет перистальтического движения.Когда давление внутри насосной камеры равно давлению снаружи, насосная камера сжимается, и отрицательное давление не может быть создано. Давление на выходе, создаваемое насосом, ограничивается натяжением трубы вокруг роликов. При характеристическом пределе давления кровь просто скользит по ролику, и давление не может увеличиваться дальше. При любой степени заполнения камеры насоса между схлопыванием и полным заполнением насос действует по принципу Старлинга, автоматически регулируя поток без изменения скорости насоса.Насос M-Pump имеет диаметр насоса 7 дюймов и объем насосной камеры 110 мл.

Центробежный насос

Экстракорпоральный центробежный насос для крови Bio-Medicus Model 520D (Bio-Medicus, Миннеаполис, Миннесота) использовался с головкой насоса Medtronic Bio-Pump + (Medtronic, Миннеаполис, Миннесота), часто представляя коммерчески доступный центробежный насос. используется для клинической ЭКМО.

BioVAD

Прототип BioVAD представляет собой модификацию M-Pump с меньшим диаметром насоса 4 дюйма и объемом насосной камеры 65 мл.В насосной камере используется экструдированная конструкция, а не камера, сваренная с помощью радиочастотной сварки, используемая в M-Pump. Узел насоса BioVAD представляет собой одноразовый картридж с камерой предварительного натяжения. Картридж прикреплен к приводному двигателю значительно меньшего размера через магнитную муфту. Корпус герметичен, чтобы обеспечить регулируемый вакуумный дренаж ().

Результаты

В простой имитации циркуляции и М-насос, и центробежный насос продемонстрировали увеличенный расход в зависимости от давления на входе при фиксированных рабочих скоростях ().На низкой скорости (50 об / мин) насос M потерял чувствительность к жидкости, так как камера насоса максимально расширилась. На более высокой скорости (100 об / мин) насосная камера продолжала работать в стиле Starling, увеличивая поток с повышенным давлением на входе. Давление на выходе с увеличенным потоком было ограничено до менее 350 мм рт.ст. как в центробежном насосе, так и в M-насосе и достигло плато перед максимальным потоком ().

Прототип BioVAD был применен к простому имитационному обращению. При фиксированном входном давлении 37 мм рт. Ст. Применение вакуума улучшало поток на каждой скорости насоса ().Максимальное значение вакуума составляло 74 мм рт. Ст., Что аналогично гравитационному сифону 100 см вод. Ст. ₂ O, обычно используемому в клинической ЭКМО. Когда вакуум отключен, увеличение входного давления увеличивает поток, особенно при более высоких скоростях вращения (). В целом увеличение потока не было таким выраженным с помощью BioVAD, как с M-Pump. Давление на выходе оставалось ниже 250 мм рт. Ст. При всех условиях ().

В простой имитации циркуляции с фиксированным давлением на входе 50 мм рт.ст. впускная трубка была полностью зажата и измерено давление на входе ().Большая кавитация и обрушение НКТ наблюдались в центробежном насосе, но не в M-Pump или BioVAD. В тех же условиях была зажата выпускная трубка и измерено давление на выходе (). Давление было самым высоким в BioVAD и самым низким в центробежном насосе.

Таблица 1

Устройство	Скорость (об / мин)	Давление на входе (мм рт. 3000	−285 ^*	Да
M-Pump	50	−8	Нет
M-Pump	100	−6	Bio	50	−78	Нет
BioVAD	100	−103	Нет

Таблица 2

901

Скорость устройства	Скорость выхода устройства (об / мин)	)
Центробежный	2000	133
Центробежный	3000	463 9012 6
M-Pump	50	437
M-Pump	100	585
BioVAD	50	540

Насосы были подключены к модели с пульсационной циркуляцией ().Два системных сосудистого сопротивления были созданы путем регулировки окклюзии клапана, разделяющего системную и правую камеры предсердия. Хотя при использовании M-Pump или BioVAD разница в потоке была небольшой или отсутствовала, повышенная постнагрузка уменьшала поток в центробежном насосе (). Давление на входе измерялось при увеличении скорости насоса, демонстрируя прогрессивное всасывание с помощью центробежного насоса ().

Таблица 3

9012 9012 9012 9012 9028 9012 9028

НИЗКАЯ ПОСЛЕ ЗАГРУЗКИ
	Без насоса	M-Pump 50 об. / Мин.	M-Pump 100 об. / Мин. 2000	Центробежный 3000
Систолическое давление	84	153	157	90	102	141	167	83	63	81	61	87
Среднее давление	63	106	110	74	90	9012 9012 9012 9012 9012 9012	NA	−3	−10	19	−21	29	−37
Расход насоса	0	4.2	4,6	2,4	4,4	3,6	6,0
ВЫСОКАЯ ПОСЛЕ ЗАГРУЗКИ
	Без насоса	M-Pump 50 об. / Мин. 50 об / мин	BioVAD 100 об / мин	Центробежный 2000	Центробежный 3000
Систолическое Давление	139	190	193	9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 Диастолическое Давление	96	110	116	112	126	92	117
Среднее Давление	116	143	146	148
Впуск Давление	NA	−4	−10	2 1	−20	34	−36
Расход насоса	0	4.3	4,6	2,4	4,4	2,2	5,1

Обсуждение

Имплантируемая механическая поддержка кровообращения с использованием VAD, таких как HeartMate II (Thoractec Inc Corp, Плезантон, Калифорния) и HVAD ., Framingham, MA) могут поддерживать недостаточное кровообращение и используются либо в качестве моста к трансплантации сердца ⁵, либо для постоянной или «целевой» терапии ⁶. Эти прочные VAD тщательно спроектированы, чтобы обеспечивать непрерывную поддержку в течение многих лет в соответствии с биосовместимостью.Как таковые, они дороги (~ 100 000 долларов США), протоколы ухода за пациентами сложны, а требования к инфраструктуре высоки. В настоящее время имплантируемые VAD доступны только в специализированных центрах и применяются среди тщательно отобранных групп населения ⁷. Их использование не идеально для тяжелобольных и пациентов с острой декомпенсацией и глубоким шоком. Однако временная механическая поддержка в виде ЭКМО или кратковременных VAD с использованием менее сложных экстракорпоральных кровяных насосов может восстановить кровообращение и улучшить перфузию органов-мишеней.Гемодинамическая стабильность дает время для принятия решения о правильной долгосрочной стратегии лечения, парадигма, которая теперь называется «мостом к решению» ⁸.

Для этих целей доступны и продаются различные насосы для крови. Идеальный насос должен обеспечивать удовлетворительный поток, обладать биосовместимыми характеристиками, снижающими тромбогенность, внутренне регулировать кровоток в зависимости от объема пациента, быть минимально чувствительным к постнагрузке для поддержания потока с более высоким сопротивлением и не нести риска гемолиза, кавитации или разрыва контура.Благодаря этим функциям безопасности обученный персонал не потребуется немедленно у постели больного. Кроме того, следует минимизировать затраты, поскольку ожидается, что уровень смертности в этой популяции будет довольно высоким. Пневматические пульсирующие насосы обладают многими из этих особенностей, но являются дорогостоящими и тромбогенными. Нерегулируемые насосы роликового типа несут высокий риск кавитации при недостаточном объеме подачи, а закупорка выпускного отверстия может привести к чрезмерному давлению в контуре и, возможно, к разрыву контура. Роликовые насосы используются в ЭКМО только с обученным перфузиологом или другим квалифицированным персоналом, постоянно контролирующим систему.Центробежные насосы чувствительны к постнагрузке и работают с фиксированной скоростью вращения, что дает им ограниченную производительность для автоматического регулирования в зависимости от состояния объема. Кроме того, недостаточный венозный возврат или непреднамеренное зажатие входного отверстия создает опасность кавитации с гемолизом или катастрофическим отсосом контура. Центробежные насосы имеют области высокого сдвига, связанные со смешиванием поступающей и рециркулирующей крови вокруг каналов рабочего колеса. Кроме того, угол контакта крови с лопастями крыльчатки меняется в зависимости от потока и давления и редко зависит от конструкции, что приводит к образованию участков с низким потоком, которые представляют потенциальные области тромбообразования, особенно при длительном использовании.

Ранее описанный насос M-Pump удовлетворяет многим характеристикам идеального насоса для крови для кратковременного вспомогательного кровообращения ^9,10. В этом исследовании in vitro M-Pump увеличил поток за счет увеличения предварительной нагрузки без изменения скорости насоса, функция, которая сохранялась на всех скоростях насоса. Эта внутренняя саморегуляция позволяет помпе реагировать на меняющиеся условия пациента без ручного интерфейса настроек помпы. Насос M поддерживал поток при увеличенной постнагрузке, в отличие от центробежного насоса, у которого наблюдалось существенное падение.Благодаря своей уникальной конструкции во время зажима впускной линии во время опоры не возникало экстремального отрицательного давления, в то время как центробежный насос сильно кавитировал в аналогичных условиях. Перистальтический характер насоса M-Pump обеспечивает хорошее вымывание и позволяет избежать участков застоя и, таким образом, дает возможность улучшить биосовместимость.

M-Pump изначально был разработан и предназначен для использования при искусственном кровообращении. Устройство имеет большую площадь основания и использует гравитационный сифон для дренажа, что делает его непрактичным для использования за пределами операционной.Прототип BioVAD представляет собой модификацию M-Pump с цельнотянутой плоской экструдированной насосной камерой, миниатюрной для более удобной конструкции, и с герметичным корпусом для обеспечения дренажа с помощью вакуума. Это устранит необходимость в гравитационном сифоне, сократив время заливки и прохождения крови. Во время этого первоначального тестирования BioVAD мы продемонстрировали характеристики, аналогичные M-Pump, включая внутреннюю чувствительность к объему, отсутствие кавитации и нечувствительность к постнагрузке. Поверхность, контактирующая с кровью, изготовлена из гладкого биосовместимого полимера, не имеет движущихся частей и при необходимости может быть легко покрыта любым количеством доступных продуктов для улучшения биосовместимости.Максимальный создаваемый поток составлял 4,75 л / мин, так как этот прототип был разработан для детей старшего возраста или взрослых поменьше. Регулировка объема насосной камеры или диаметра ротора увеличивает потенциал потока. Объемная чувствительность прототипа BioVAD была значительно меньше, чем у M-Pump, вероятно, связана с насосной камерой меньшего объема и может быть улучшена с помощью будущих модификаций. В отличие от M-Pump, в BioVAD во время закупорки входного отверстия создавалось отрицательное давление. Насосная камера BioVAD имеет экструдированную конструкцию по сравнению с радиочастотной сваркой в M-Pump.Это различие привело к задержке жидкости в камере насоса во время закупорки венозной магистрали, что привело к небольшому отрицательному давлению. Хотя такая степень всасывания на входе допустима и вряд ли приведет к гемолизу или кавитации, усовершенствования конструкции насосной камеры могут устранить это открытие.

Есть несколько важных ограничений этого исследования. В контуре in vitro использовалась вода комнатной температуры, а не кровь или аналог крови с аналогичной вязкостью.В будущих исследованиях будут оцениваться характеристики будущих прототипов BioVAD с использованием бычьей крови или смесей глицерина и воды. Однако простая схема продемонстрировала преимущества платформы M-Pump и то, что эти функции были воспроизведены в первом прототипе BioVAD. Никакая смоделированная модель не может полностью воспроизвести сложную физиологию сердечно-сосудистой системы. Хотя пульсирующая модель пытается выйти за пределы простой петли, основанной на сопротивлении, многие переменные не могут быть воспроизведены, включая динамические изменения сопротивления, податливости, взаимодействия левого и правого желудочков и изменения внутренней сердечной функции.В будущих исследованиях in vivo будет предпринята попытка выяснить взаимодействие помпы в динамической физиологической системе. Испытания на долговечность и гемолиз будут проводиться на будущих прототипах BioVAD как in vitro , так и in vivo .

Заключение

Насос M и его модифицированная версия, BioVAD, не могут производить чрезмерное всасывание на входе, не имеют риска кавитации, по своей природе саморегулируются в соответствии с состоянием объема пациента и нечувствительны к постнагрузке. Эти особенности могут дать преимущества по сравнению с доступными в настоящее время центробежными насосами при использовании для краткосрочной поддержки кровообращения.Дальнейшие модификации BioVAD оптимизируют его характеристики потока.

Выражение признательности

Эта работа спонсировалась Национальным институтом здравоохранения, R42HL096168

Дэвид Сперлок получил T32HL076123 T32HL076123, спонсируемый Национальным институтом здравоохранения (NIH) Сосудистая хирургия: научно-исследовательский тренинг в сосудистой биологии

Footnotes

PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации. В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи.Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.

Ссылки

1. Хафт Дж. У., Пагани Ф. Д., Романо М. А., Левенталь К. Л., Дайк Д. Б., Мэтьюз Дж. Краткосрочная и долгосрочная выживаемость пациентов, переведенных в центр третичной медицинской помощи на временную экстракорпоральную поддержку кровообращения.Ann Thorac Surg. 2009; 88: 711–777. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 2. Reynolds HR, Hochman JS. Кардиогенный шок: современные концепции и улучшение результатов. Тираж. 2008. 117: 686–697. [PubMed] [Google Scholar] 3. Thiagarajan RR, Brogan TV, Scheurer MA, Laussen PC, Rycus PT, Bratton SL. Экстракорпоральная мембранная оксигенация для поддержки сердечно-легочной реанимации у взрослых. Ann Thorac Surg. 2009. 87: 778–785. [PubMed] [Google Scholar] 4. Maggio P, Hemmila M, Haft J, Bartlett R. Экстракорпоральное жизнеобеспечение при массивной тромбоэмболии легочной артерии.J Trauma. 2007. 62: 570–576. [PubMed] [Google Scholar] 5. Starling RC, Naka Y, Boyle AJ и др. Результаты пост-США. Одобренное Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов исследование с вспомогательным устройством для левого желудочка с непрерывным потоком в качестве моста к трансплантации сердца: перспективное исследование с использованием INTERMACS. J Am Col Cardiol. 2011; 57: 1890–1898. [PubMed] [Google Scholar] 6. Slaughter MS, Rogers JG, Milano CA, et al. Сердечная недостаточность на поздних стадиях лечится с помощью вспомогательного аппарата для левого желудочка с непрерывным потоком. New Engl J Med.2009; 361: 2241–2251. [PubMed] [Google Scholar] 7. Lietz K, Long JW, Kfoury AG и др. Влияние объема центра на результаты имплантации вспомогательного устройства левого желудочка в качестве целевой терапии: анализ Thoratec HeartMate Registry, 1998–2005 гг. Сердечная недостаточность. 2009; 2: 3–10. [PubMed] [Google Scholar] 8. Хиггинс Р., Маллен Р. «Мост к решению» — пора рассмотреть дополнительную парадигму управления. J Пересадка сердца и легких. 2008; 27: 139. [PubMed] [Google Scholar] 9. Монтойя Дж. П., Мерц С. И., Бартлетт Р. Дж.Лабораторный опыт работы с новым неокклюзионным перистальтическим насосом для крови с регулируемым давлением. ASAIO J. 1992; 38: M406 – M411. [PubMed] [Google Scholar] 10. Монтойя Дж. П., Мерц С. И., Бартлетт Р. Х. Значительные преимущества безопасности получены с улучшенным насосом для крови с регулируемым давлением. J Extra Corpor Technol. 1996; 28: 71–78. [PubMed] [Google Scholar]
High Speed Pump — обзор
Speed
Скорость вала насоса, компрессора или вентилятора имеет решающее значение для его производительности.
Следовательно, необходимо получить требуемую скорость или диапазон скоростей либо путем установки редуктора между двигателем и приводимым оборудованием, либо путем выбора подходящей системной частоты и конфигурации полюсов для двигателя.В 1930-х годах ВМС США перешли с систем постоянного тока на системы переменного тока и выбрали 440 В 60 Гц в качестве рабочих параметров. С тех пор весь флот НАТО и большинство проектов коммерческих кораблей стандартизированы по этим параметрам. Это в значительной степени помогло повысить доступность опций 60 Гц в стандартном оборудовании большинства европейских производителей. Для небольших низковольтных двигателей повышенный КПД в результате более высоких скоростей насоса при 60 Гц является незначительным, но с двигателями, имеющими мощность порядка нескольких мегаватт, вес и экономия энергии могут быть значительными.
Однако для небольших установок работа на частоте 60 Гц может быть недостатком, когда решено выбрать поршневой двигатель, а не первичный двигатель главного генератора газовой турбины. Проблема в том, что оптимальная частота вращения двигателя около 1500 об / мин лучше подходит для генерации с частотой 50 Гц. Поршневые двигатели, работающие при 1200 об / мин, обычно имеют слишком низкое отношение мощности к массе, а работа на 1800 об / мин приводит к короткому сроку службы цилиндра или даже к скоростям поршня, которые выходят за пределы конструктивных ограничений двигателя.Более высокие синхронные скорости, достигаемые при 60 Гц, также приводят к более высокому уровню собственного шума, хотя его можно уменьшить за счет лучшей звукоизоляции модуля.
С точки зрения оборудования, основной недостаток использования 60 Гц для морской установки связан с испытанием оборудования перед установкой на платформу, поскольку испытания при полной нагрузке не могут быть проведены с использованием британских и европейских национальных сетей электроснабжения. До недавнего времени испытания в основном проводились при частоте 50 Гц, а результаты экстраполировались для получения расчетных характеристик машины при расчетных условиях эксплуатации.Однако сейчас в Великобритании имеются испытательные установки для двигателей мощностью до 6 МВт при 60 Гц.
Для более крупных машин, где капиталовложения высоки и испытания при полной нагрузке считаются необходимыми, обычно можно организовать испытания при полной нагрузке в сочетании с испытаниями основных генераторов, которые будут установлены на морской установке. Хотя эта процедура обычно дорогостоящая, затраты должны быть более чем компенсированы преимуществами перехода на более высокую частоту.
После того, как частота системы установлена, ее изменение становится все более дорогостоящим и, следовательно, больше не может считаться переменной после этого момента в конструкции системы.Поэтому важно учитывать количество, номинальные характеристики и назначение более крупных приводов в установке на ранней стадии проектирования энергосистемы, прежде чем выбирать частоту.
Однако во многих случаях скорость вала двигателя, даже от двухполюсной машины с частотой 60 Гц (т. Е. 3600 об / мин), ниже требуемой скорости вала, и по-прежнему будет необходимо установить редуктор в приводная струна. Как только требования к коробке передач установлены, изменения передаточного числа имеют лишь незначительные последствия, и скорость двигателя может быть выбрана так, чтобы обеспечить оптимальную конструкцию двигателя с точки зрения размеров, веса, надежности, уровня шума и так далее.
RZ 2.5 Пластинчато-роторный насос
901 мощность L
Технические характеристики Агрегат РЗ 2,5
Количество ступеней 2
Макс. скорость откачки при 50/60 Гц м3 / ч 2,3 / 2,8
Макс. скорость откачки при 50/60 Гц кубических футов в минуту 1,4 / 1,6
Максимальный частичный вакуум (абс.) мбар 4 x 10 ^-4
Максимальный вакуум (абс.) мбар / торр 2 x 10 ^-3 / 1,5 x 10 ^-3
Ultim. Vac. (абс.) с газовым балластом мбар / торр 1 x 10 ^-2 / 0,75 x 10 ^-2
Допуск водяного пара с газовым балластом мбар 40
Окружающая среда диапазон температур (рабочий) ° C 12-40
Диапазон температуры окружающей среды (хранение) ° C -10-60
Объем масла (B-Oil) мин./Максимум. л 0,1 / 0,25
Макс. противодавление (абс.) бар 1,1
Впускной патрубок малый фланец KF DN 16
Выпускной патрубок Шланговый патрубок DN 8-10 мм
кВт 0,18
Номинальная скорость двигателя при 50/60 Гц мин-1 1500/1800
Класс защиты IP 40
Размеры x H) мм 316 x 125 x 190
Вес кг 11.4
Уровень шума при 50 Гц, тип. дБА 43
Поставляемые позиции Насос заполнен маслом и полностью смонтирован, готов к использованию, с руководством.
Принадлежности Трубка из нержавеющей стали KF DN 16 (1000 мм: 20673336)
Сторона входа сепаратора AK R 2 / 2,5 (20698000)
Фильтр масляного тумана FO R 2 / 2,5 / 5/6 (20698003)
Комплект для точного регулирования вакуума KF DN 16 (20700100 или 20700101)
Резиновая вакуумная трубка DN 8 мм (20686001)
Малый фланец KF DN 16 со шланговым патрубком DN 8-10 мм (20662806)
Гидравлические характеристики и конструкция подающего насоса улучшение, Фаза I: разработка исследовательской программы.Заключительный отчет (технический отчет)
Браун, В. Х., Гопалакришнан, С., Фехлау, Р., Томпсон, В. Э. и Уилсон, Д. Г. Улучшение гидравлических характеристик и конструкции питающего насоса, Фаза I: разработка программы исследований. Итоговый отчет . США: Н. П., 1982. Интернет. DOI: 10,2172 / 5279780.
Браун, В. Х., Гопалакришнан, С., Фехлау, Р., Томпсон, В. Э., и Уилсон, Д. Г. Гидравлические характеристики питающего насоса и усовершенствование конструкции, Фаза I: разработка программы исследований. Итоговый отчет . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/5279780
Браун, В. Х., Гопалакришнан, С., Фехлау, Р., Томпсон, В. Э., и Уилсон, Д. Г. Мон. «Гидравлические характеристики питающего насоса и улучшение конструкции, Фаза I: разработка программы исследований. Заключительный отчет». Соединенные Штаты.https://doi.org/10.2172/5279780. https://www.osti.gov/servlets/purl/5279780.
@article {osti_5279780, title = {Гидравлические характеристики питающего насоса и улучшение конструкции, Фаза I: разработка программы исследований. Заключительный отчет}, author = {Браун, В. Х. и Гопалакришнан, С. и Фехлау, Р. и Томпсон, В. Э. и Уилсон, Д. Г.}, abstractNote = {В результате предыдущих исследований, спонсируемых EPRI, был сделан вывод о том, что необходимо разработать и внедрить программу исследований, чтобы обеспечить улучшенную основу для проектирования, закупок, испытаний и эксплуатации больших подающих насосов с повышенной надежностью и стабильностью по сравнению с полный спектр условий эксплуатации.Этот двухтомный отчет содержит план исследования, основанный на обзоре современного состояния дел, который определяет необходимую программу НИОКР и оценивает выгоды и затраты программы. Рекомендуемая исследовательская программа состоит из 30 взаимосвязанных задач. Он предназначен для проведения необходимых исследований; для проверки результатов; разработать улучшенные компоненты; и опубликовать методы автоматизированного проектирования, инструкции по спецификациям насосов и руководство по поиску и устранению неисправностей. Большая часть технологий, предложенных в плане исследований, применима как к атомным электростанциям, так и к установкам, работающим на ископаемом топливе.Этот том содержит приложения по конструкции насоса, кавитационным повреждениям, испытаниям производительности, гидравлике, двухфазному потоку в насосах, стабильности потока и динамике ротора.}, doi = {10.2172 / 5279780}, url = {https://www.osti.gov/biblio/5279780}, journal = {}, number =, объем =, place = {United States}, год = {1982}, месяц = {3} }
Торцевые уплотнения для насосов — EN
Имея около 250 офисов и 90 центров обслуживания, мы представлены в наиболее важных экономических регионах мира.Преимущества очевидны: короткие пути к нашим клиентам, быстрое время отклика и общий язык.
Пожалуйста, выберите страну / регион: Пожалуйста selectAfghanistanAlbaniaAlgeriaAngolaArgentinaArmeniaAustraliaAustriaAzerbaijanBahrainBangladeshBelarusBelgiumBelizeBeninBhutanBolivia, многонациональное государство ofBosnia и HerzegovinaBotswanaBrazilBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCentral African RepublicChadChileChina, MainlandColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCosta RicaCôte d’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFinlandFranceFrench PolynesiaGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGreeceGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKorea, Республика ofKosovoKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLithuaniaLuxembourgMacedonia, Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaliMaltaMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMoldova, Республика ofMongoliaMontenegroMoroccoMozambiqueMyanm arNamibiaNepalNetherlandsNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNorwayOmanPakistanPanamaParaguayPeruPhilippinesPolandPortugalPuerto RicoQatarRéunionRomaniaRussian FederationRwandaSao Tome и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSomaliaSouth AfricaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTimor-LesteTogoTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanUgandaUkraineUnited арабского EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVenezuela, Боливарианская Республика ofViet NamWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe
Leybold TURBOVAC 450iX / RS 485 / DN 160 ISO-K Комплект турбомолекулярных насосов
Конфигурации:
• Интерфейс: опционально RS 485
• Входной фланец: DN 160 ISO-K
Включает:
• Турбомолекулярный насос TURBOVAC 450iX, номер детали: 830071V3300
• Блок питания TURBOVAC i / iX Turbo Power Integra с кабелем Vacuum GmbH (1.5 футов), номера деталей: 800100V0003 и 800096V0030
• Радиальное воздушное охлаждение TURBOVAC 350-450 i, номер детали: 800136V0005
• Пусковой выключатель, номер детали: 800110V0021
• Сетевой кабель, вилка США 5-15P, 115 В (3 м), номер по каталогу: 800102V1002
Посмотреть фотографию блока питания TURBOVAC i / iX Turbo Power Integra с кабелем.
Посмотреть фотографию TURBOVAC 350-450 i Радиальное воздушное охлаждение.
Просмотр фотографии пускового выключателя.
Просмотр фотографии сетевого кабеля.
Номер детали: 830071V3300
Подробнее Описание
Важное примечание: другие аксессуары, руководства, кабели, данные калибровки, программное обеспечение и т. Д.не входят в комплект поставки этого оборудования, если не указаны в приведенном выше описании складских позиций.
Характеристики:
Откачивает вакуумные камеры до диапазонов высокого и сверхвысокого вакуума
Подходит для откачки воздуха и чистого газа
Стандартный тип ротора TMP [TURBOVAC T … i (X)]
Wide -Диапазон TMP, оборудованный дополнительной ступенью Holweck [TURBOVAC … i (X)]
Встроенный преобразователь частоты в качестве электронного привода [TURBOVAC i (X)]
Leybold TURBOVAC 90 iX / 250 iX / (T ) Турбомолекулярные насосы серии 350 iX / (T) 450iX со встроенным преобразователем частоты и блоком управления — это турбомолекулярные насосы, предназначенные для вакуумирования вакуумных камер до уровней давления в диапазоне высокого и сверхвысокого вакуума.Они подходят для перекачивания воздуха и чистых газов. Для их работы требуются форвакуумный насос и источник питания.
Модели насосов TURBOVAC T … i (X) относятся к стандартному роторному типу TMP; модели TURBOVAC … i (X) — это ТМД широкого диапазона, оснащенные дополнительной ступенью Holweck.
Со встроенным преобразователем частоты в качестве электронного привода TURBOVAC i (X) образует единое целое. Электронный привод регулирует скорость насоса и служит для контроля всех функций насоса.Кроме того, TURBOVAC iX оснащен встроенным контроллером вакуумной системы для подключения и управления различными дополнительными компонентами.
На стороне высокого вакуума подшипник представляет собой износостойкий подшипник с постоянными магнитами, на стороне форвакуума используется безмасляный керамический шарикоподшипник со смазкой на весь срок службы.
Водяное охлаждение или вентилятор воздушного охлаждения — опция при изготовлении.
Впускной фланец должен быть снабжен сеткой на впуске из проволочной сетки для защиты насоса от механических повреждений, вызванных посторонними предметами.
Насосы оборудованы устройством отвода и продувки газа. По умолчанию соединения заглушены запорными винтами G1 / 8 «.
Клапаны для выпуска и продувки газа, или винт для выпуска воздуха, или регулятор давления могут быть подключены непосредственно к насосу.
Посмотреть в реальном времени Запрос
Покупка б / у оборудование не всегда нужно снимать в темноте.Мы знаем, что существует множество различий, когда дело доходит до бывшего в употреблении оборудования, и довольно часто выбор между разными частями затруднен, особенно когда оборудование не находится прямо перед вами .
Ну, а что, если бы вы смогли увидеть оборудование до того, как его купили? Не просто изображение с сайта производителя, а фактическая часть оборудования, которую вы получите.
С помощью InstraView ™ мы на один шаг приближаем вас к проверке интересующего вас оборудования, не дожидаясь его появления у дверей.
InstraView ™ работает в вашем веб-браузере и позволяет просматривать фактическое оборудование, которое вас интересует, перед покупкой.Вы можете увеличить масштаб, чтобы увидеть этикетки с серийным номером, или уменьшить масштаб, чтобы увидеть общее состояние оборудования.
Это как если бы магазин пришел к вам!
Форма запроса InstraView
Для начала …
1. Заполните форму запроса ниже
2. Мы отправим вам электронное письмо, в котором вы узнаете, когда именно ваше оборудование будет доступно для просмотра
Объект для проверки: 97535-5 — Комплект турбомолекулярного насоса Leybold TURBOVAC 450iX / RS 485 / DN 160 ISO-K
Спасибо!
Мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Artisan Scientific Corporation dba Artisan Technology Group не является аффилированным лицом или дистрибьютором Leybold. Изображение, описание или продажа продуктов с названиями, товарными знаками, брендами и логотипами предназначены только для идентификации и / или справочных целей и не указывают на какую-либо принадлежность или разрешение какого-либо правообладателя.
Консультации — Инженер по подбору | NFPA 20: Конструкция пожарного насоса
Рисунок 1: Вертикальный встроенный пожарный насос оборудован байпасом расходомера и дроссельным клапаном низкого всасывания.Предоставлено: Dewberry
.
Цели обучения:
Узнайте, как правильно выбрать размер пожарного насоса.
Разберитесь в различиях между различными типами пожарных насосов.
Знайте, как спроектировать трубопроводы пожарного насоса в соответствии с требованиями NFPA 20.
Оцените разницу в стоимости между насосами разных стилей и вариантами контроллеров.
NFPA 20: Стандарт по установке стационарных насосов для противопожарной защиты защищает жизнь и имущество, предоставляя требования к установке пожарных насосов, чтобы гарантировать, что системы будут работать так, как задумано, для обеспечения адекватного и надежного водоснабжения в случае пожара.
Система пожаротушения — важнейший компонент безопасности жизни в здании. Международный Строительный Кодекс предусматривает ряд исключений, когда здание «полностью орошено», например, сокращение номинальных расстояний, уменьшение требований к потоку пожарных гидрантов, увеличение расстояний эвакуации и увеличение высоты и площади зданий. Эти исключения разрешены с ожиданием, что в случае пожара спринклерная система подавит пожар в достаточной степени, чтобы жители могли безопасно эвакуироваться из здания, и рост пожара будет контролироваться до тех пор, пока пожарная часть не прибудет полностью. погасить его.
Часто в городской системе водоснабжения достаточно давления для работы спринклерной системы. Пожарный насос требуется, когда доступный источник воды не имеет достаточного давления. Когда в спринклерной системе используется пожарный насос, производительность системы зависит от давления, создаваемого насосом.
Из-за критической важности пожарного насоса при выборе и проектировании пожарного насоса следует тщательно продумать его.
Размер a f ire p ump
Размер пожарного насоса определяется наиболее требовательной к гидравлической части частью системы противопожарной защиты.Во многих высотных зданиях это может быть потребность в автоматической пожарной стояке, которая требует 500 галлонов в минуту при 100 фунтах на квадратный дюйм в верхней части самой удаленной стояковой трубы, плюс 250 галлонов в минуту для каждой дополнительной стояковой трубы, максимум до 1000 галлонов в минуту для влажных систем или 1250 галлонов в минуту для сухих систем.
Для невысоких зданий самой сложной зоной может быть любое количество различных опасностей. Хотя IBC требует, чтобы здания с самым высоким чистовым полом, расположенным на высоте более 30 футов над самым нижним подъездом для пожарных машин, были оборудованы стояками класса III или класса I, если здание полностью залито дождеванием, NFPA 14: Стандарт для установки стояков и шлангов Системы позволяют использовать стояки ручного типа с необходимым давлением, обеспечиваемым насосной тележкой пожарной части через соединение пожарной части (NFPA 14, раздел 5.4.1.1), что исключает необходимость рассмотрения вопроса о стояке. Важно выполнить анализ опасностей здания, прежде чем пытаться определить размер пожарного насоса.
Например, новая спринклерная система может быть установлена в пятиэтажном медицинском офисном здании с частичным подвалом (общая высота здания 69 футов). Конструкция здания негорючая, тип II-B, площадь каждого этажа составляет около 18 000 квадратных футов. На цокольном уровне находятся электрические комнаты, общие складские помещения, небольшая комната для хранения кислорода (250 квадратных футов), окруженная двухчасовой пожарной защитой, и крытая внешняя погрузочная площадка.
Этажи с первого по четвертый включают кабинеты, кабинеты для осмотра и амбулаторные процедурные кабинеты. Пятый этаж — большой механический пентхаус с уклоном крыши 3:12. Центральные зоны на уровнях с нулевого по четвертый содержат лифтовые холлы, общественные коридоры и общественные туалеты. Здание оборудовано ручной водозаборной системой класса I.
Преобладающая классификация опасности для всего здания — это класс опасности для людей со световой опасностью, однако в здании есть помещения, которые требуют более высокой степени опасности.Хотя помещение для хранения кислорода требует максимальной плотности (0,30 галлона в минуту для повышенной опасности), это пространство не является самым требовательным с точки зрения гидравлики. Корпус, рассчитанный на два часа работы, обеспечивает эффективный барьер для предотвращения распространения огня за пределы помещения. По этой причине расчетная площадь должна распространяться только на стены периметра комнаты (NFPA 13-2013, раздел 11.2.3.3).
Для внешней погрузочной платформы требуется вторая по величине плотность: 0,20 галлона в минуту для обычной группы опасности 2. Она также требует увеличения на 30% размера удаленной зоны, потому что тип системы должен быть сухим из-за воздействия условий замерзания (NFPA 13-2013, Раздел 11.2.3.2.5). Расчетная потребность в расходе для этой области составляет приблизительно 507 галлонов в минуту (0,20 галлонов в минуту x 1950 квадратных футов = 390 галлонов в минуту + 30% для переполнения спринклерной головки = 507 галлонов в минуту). Предварительный гидравлический расчет для этой области показывает необходимое давление в системе 65 фунтов на квадратный дюйм.
Наиболее требовательной к гидравлической системе участком в этом примере является механическое отделение пятого уровня. Хотя плотность для этой удаленной области составляет всего 0,15 галлона в минуту (обычная группа опасности 1), расположение на верхнем этаже требует дополнительного давления, чтобы преодолеть потерю напора из-за возвышения.Размер удаленной зоны увеличен до 1950 квадратных футов из-за увеличения на 30% для склонов, превышающих 2:12 (NFPA 13-2013, раздел 11.2.3.2.4). Расчетная потребность в расходе для этой области составляет приблизительно 380 галлонов в минуту (0,15 галлона в минуту x 1950 квадратных футов = 292,5 галлона в минуту + 30% для переполнения спринклерной головки = 380 галлонов в минуту). Предварительный гидравлический расчет показывает необходимое давление в системе 90 фунтов на квадратный дюйм.
После того, как анализ опасностей и предварительные гидравлические расчеты определили расход и давление при пожаре, необходимые для удовлетворения требований к напорной трубе или спринклерной системе, анализ недавнего испытания расхода воды может определить, нужен ли пожарный насос.Испытание расхода воды, используемое для определения размера пожарного насоса, должно быть завершено в течение последних 12 месяцев (NFPA 20-2013, раздел 4.6.1.2).
В примере сценария испытание на поток воды показывает статическое давление 54 фунта на квадратный дюйм, остаточное 48 фунтов на квадратный дюйм и скорость потока 940 галлонов в минуту. Когда требуемая потребность внешнего шланга добавляется к потребности в потоке системы (380 галлонов в минуту + 250 шлангов = 630 галлонов в минуту) и отображается на графике, доступное давление городской воды составляет примерно 49 фунтов на квадратный дюйм при расходе 630 галлонов в минуту.
Обычно требуется минимальный запас прочности 10 фунтов на кв. Дюйм.Чтобы удовлетворить спрос, размер пожарного насоса должен быть не менее 400 галлонов в минуту при номинальном давлении 51 фунт на квадратный дюйм (100–49 фунтов на квадратный дюйм городского давления = 51 фунт на квадратный дюйм). Размер пожарных насосов обычно определяется диапазоном давления, поэтому насос 400 галлонов в минуту со скоростью 3550 оборотов в минуту может обеспечить номинальное давление от 40 до 56 фунтов на квадратный дюйм без увеличения размера насоса. Поскольку нет разницы в стоимости между номинальным давлением 51 и 56 фунтов на квадратный дюйм и высокое давление не является проблемой, насос на 400 галлонов в минуту с номинальным давлением 56 фунтов на квадратный дюйм является приемлемым. Давление пожарного насоса будет исследовано более подробно позже.
Для исключительно высоких зданий может потребоваться более одного пожарного насоса для подачи необходимого давления на верхние этажи. NFPA 20 допускает последовательную работу максимум трех насосов (NFPA 20-2013, раздел 4.19.2.1).
Пожарные насосы не могут работать параллельно, потому что обратный клапан нагнетания принудительно закрывается, когда давление на выпускной стороне клапана выше, чем на стороне впуска. По этой причине невозможно добавить параллельный пожарный насос для повышения давления и / или потока в системе.
Рис. 1. Вертикальный встроенный пожарный насос оборудован байпасом расходомера и дроссельным клапаном низкого всасывания. Предоставлено: Dewberry
.
Выбор f ire p ump
Выбор пожарного насоса зависит от инфраструктуры здания и доступной площади. Наиболее распространенным выбором для приводов пожарных насосов являются электродвигатели и дизельные двигатели. Электродвигатели, требующие высокой мощности, обычно работают от трехфазной сети с напряжением 460 вольт или выше.Паровые турбины также возможны, но встречаются довольно редко.
В зданиях, не оборудованных достаточной мощностью для питания электродвигателя, можно использовать дизельный пожарный насос. Требуется топливный бак для хранения 1 галлона топлива на каждую лошадиную силу плюс дополнительный объем, чтобы обеспечить место для теплового расширения. Под резервуаром для хранения топлива должна быть устроена дамба для сдерживания любых возможных разливов топлива. Часто на нагнетательной стороне насоса требуется предохранительный клапан для сброса избыточного давления в случае выхода двигателя из-под контроля или если комбинация давления всасывания и давления насоса превышает определенный порог.Выхлоп дизельного двигателя должен быть выведен наружу через глушитель.
Дизельный пожарный насос необходимо размещать в отдельном корпусе или в помещении с прямым выходом наружу. Размер корпуса существенно больше, чем обычно требуется для электрического пожарного насоса, поскольку в нем хранится топливо и батареи, необходимые для обеспечения резервного источника питания. Дизельные пожарные насосы дороже в установке и обслуживании из-за большого количества механических частей, которые могут выйти из строя.
В зданиях, где электрическая мощность не является проблемой, предпочтительнее использовать электропривод. Электродвигатели более компактны, требуют меньшего количества механических деталей и оказывают меньшее негативное воздействие на окружающую среду.
Хотя NFPA 20 содержит рекомендации для различных типов насосов (центробежных, с вертикальным валом турбины, поршневого и многоступенчатого многоступенчатого), центробежные пожарные насосы — включая горизонтальный разъемный корпус и вертикальный рядный — являются наиболее распространенными среди коммерческих зданий и поэтому выделяются в этот пример.Вертикальные линейные насосы обычно более компактны и занимают меньше места. В то время как горизонтальные насосы с разъемным корпусом необходимо монтировать на бетонной площадке, вертикальные линейные насосы можно вместо этого устанавливать на опорах для труб. По этим причинам вертикальные линейные насосы часто являются предпочтительным выбором для замены или модернизации.
Вращение рабочего колеса вертикального линейного насоса менее подвержено механическим повреждениям из-за турбулентности воды, что обеспечивает большую гибкость в расположении трубопроводов на стороне всасывания насоса.Для горизонтальных насосов с разъемным корпусом разрешается устанавливать колена и тройники перпендикулярно насосу, если фитинг расположен на расстоянии не менее 10 диаметров трубы от всасывающего фланца (NFPA 20-2013, разделы с 4.14.6.3.1 по 4.14.6.3.3. ). Эти требования не применимы к вертикальным линейным стилям.
Рабочее колесо горизонтального насоса с разъемным корпусом расположено в отдельном корпусе перед двигателем, что обеспечивает легкий доступ в случае необходимости технического обслуживания. В вертикальном линейном насосе рабочее колесо находится под двигателем, поэтому для доступа к рабочему колесу требуется поднять и / или снять весь двигатель.По этой причине рекомендуется использовать подъемную балку или другое подъемное средство для вертикальных рядных насосов мощностью более 30 лошадиных сил.
Рис. 2: Правильная или неправильная ориентация фитингов изображена на всасывающей линии горизонтального насоса с разъемным корпусом. Предоставлено: Dewberry
.
Пожарная p ump p ressures
Полный напор пожарного насоса — это энергия, передаваемая жидкости, когда она проходит через насос, обычно выражается в фунтах на квадратный дюйм.Для пожарных насосов, таких как горизонтальные центробежные насосы с разъемным корпусом и вертикальные рядные центробежные насосы, которые должны работать при чистом положительном напоре на всасывании, общий напор пожарного насоса рассчитывается путем добавления напора всасывания (городского давления) к напору нагнетания. Напор на выходе насоса изменяется по кривой производительности, которая определяется тремя ограничивающими точками: отключением, номинальной мощностью и перегрузкой.
Отсечка представляет собой максимально допустимое полное давление напора, когда насос работает при нулевом расходе; это иногда также называют давлением оттока.Номинальное значение — это указанное давление и расход, которые насос должен производить при работе на 100% производительности насоса. Общее давление напора не должно быть меньше 65% от номинального полного напора, когда насос работает при 150% от номинальной пропускной способности, это точка перегрузки. Требования к потоку в системе, превышающие точку перегрузки, могут привести к кавитации и повреждению насоса.
Кривая производительности пожарного насоса имеет допустимый рабочий диапазон, не превышающий 140% от номинального давления насоса.Рассмотрим предыдущий пример насоса на 400 галлонов в минуту с номинальным давлением 56 фунтов на квадратный дюйм. Этот насос будет производить 400 галлонов в минуту при 56 фунтах на квадратный дюйм при работе на 100% производительности насоса. Он также может производить максимальный объем 600 галлонов в минуту при давлении 36 фунтов на квадратный дюйм при работе с 65% производительности насоса. Доступный объем и давление меняются в зависимости от характеристики насоса.
Возвращаясь к примеру с медицинским зданием, для погрузочной платформы требовалось примерно 507 галлонов в минуту при давлении 65 фунтов на квадратный дюйм. Судя по кривой насоса на Рисунке 3, насос будет подавать примерно 47 фунтов на квадратный дюйм при расходе 507 галлонов в минуту.Когда это давление нагнетания сочетается с городской подачей (47 + 48 фунтов на квадратный дюйм = 95 фунтов на квадратный дюйм), очевидно, что выбранный насос может легко удовлетворить гидравлическую потребность сухой системы погрузочного дока.
Давление оттока пожарного насоса — это величина давления, создаваемого, когда насос работает при нулевом расходе. Давление смешивания сочетается со статическим давлением воды из подключенного источника, в результате получается комбинированное статическое давление, на которое должны быть рассчитаны все компоненты. Например, номинальное давление нагнетания 126% будет создавать статическое давление нагнетания 71 фунт / кв. Дюйм от вышеупомянутого насоса.Когда давление нагнетания сочетается со статическим давлением в городе, общее статическое давление, ожидаемое на стороне нагнетания насоса, составляет 122 фунта на квадратный дюйм (давление нагнетания 71 фунт на квадратный дюйм + 51 статическое давление в городе = 122 фунта на квадратный дюйм).
Если статическое давление превышает 175 фунтов на квадратный дюйм (номинальное давление для стандартных компонентов спринклера и максимальное давление, допустимое для соединений клапана пожарного рукава), могут потребоваться редукционные клапаны, если все компоненты системы не рассчитаны на высокое давление.Важно включить показатель текучести насоса в число факторов, которые следует учитывать при взвешивании всех вариантов, чтобы сделать правильный выбор насоса.
Стоимость пожарного насоса во многом зависит от номинальной мощности насоса и типа контроллера. Вертикальные линейные насосы обычно более рентабельны по сравнению с горизонтальными насосами с раздельным корпусом меньшего размера (номинальные значения от 1000 до 1250 галлонов в минуту). Рекомендуется проконсультироваться с местным представителем пожарного насоса для сравнения номинальной мощности горизонтальных насосов с раздельным корпусом и вертикальных рядных насосов, поскольку номинальная мощность в лошадиных силах может увеличить расходы, связанные с элементами управления и электрическими соединениями.
Рисунок 3: В этом примере показана кривая производительности насоса 400 галлонов в минуту с номинальным давлением 56 фунтов на кв. Предоставлено: Dewberry
.
Контроллеры
NFPA 20 требует, чтобы пожарный насос питался от постоянно доступного источника питания, обычно определяемого как источник бесперебойного питания (NFPA 20-2013, разделы 9.1.5 и 9.2.1). Во многих случаях это требование требует наличия резервного генератора в качестве вторичного источника в случае сбоя питания, и в этом случае контроллер пожарного насоса должен быть оборудован автоматическим переключателем.ATS — это опция на контроллере пожарного насоса, которая должна быть указана; контроллер обычно не оборудован АВР.
Самый дешевый тип контроллера пожарного насоса — это линейный контроллер постоянного напряжения без АВР. Это контроллер по умолчанию, который обычно предоставляется, если не указан другой стиль. Многие инженеры-электрики вместо этого предпочитают контроллеры пониженного напряжения «плавного пуска», потому что эти контроллеры сокращают немедленное потребление энергии резервным генератором за счет медленного увеличения напряжения, что позволяет уменьшить размер генератора.
Проконсультируйтесь с инженером-электриком, чтобы обсудить плюсы и минусы различных стилей контроллеров. Экономия затрат на весь проект может быть больше, если выбрать более дорогой контроллер плавного пуска, чтобы уменьшить размер генератора.
Рис. 4. Вид в разрезе вертикального встроенного пожарного насоса, оборудованного байпасом расходомера и дополнительным дроссельным клапаном низкого всасывания. Предоставлено: Dewberry
.
Противопожарный p ump d esign
На всасывающей трубе должны быть установлены внешний винт и задвижка с вилкой, чтобы обеспечить изоляцию от входящей линии подачи (NFPA 20-2013, раздел 4 .14.5.1). Это единственное устройство, которое прямо разрешено устанавливать на всасывающей линии в пределах 50 футов от всасывающего фланца насоса, хотя в NFPA 20 предусмотрены поправки на другое оборудование, которое может потребоваться уполномоченным органом или другими разделами стандарт. Эти клапаны должны контролироваться с помощью системы пожарной сигнализации.
Если местный AHJ и / или муниципальный отдел водоснабжения требует, чтобы на всасывающей линии пожарного насоса был установлен предохранитель обратного потока, он должен располагаться на расстоянии не менее 10 диаметров трубы от всасывающего фланца насоса (NFPA 20-2013, Раздел 4.27,3). Это требование к расстоянию характерно для устройств предотвращения обратного потока, оборудованных наружными винтами и задвижками с вилкой. Если обратный клапан оборудован дроссельными заслонками, минимальное расстояние до всасывающего фланца увеличивается до 50 футов (NFPA 20-2013, раздел 4.27.3.1). Это увеличенное расстояние предусмотрено для рассеивания пузырьков воздуха, которые могут образовываться при прохождении воды через центральный диск полностью открытого дроссельного клапана. Другие нетрадиционные методы предотвращения обратного потока, такие как разделительные баки, не рассматриваются в рамках этой статьи.
NFPA 20 также обеспечивает исключение для соединения линии измерения давления с линией всасывания, когда для AHJ требуется дроссельный клапан низкого уровня всасывания для поддержания положительного давления на всасывающем трубопроводе (NFPA 20-2013, раздел 4.15.9.1). Дроссельный клапан низкого уровня всасывания устанавливается на напорной стороне насоса перед обратным клапаном нагнетания.
На напорной стороне насоса требуются обратный клапан и контрольный клапан. Регулирующий клапан должен быть установлен после обратного клапана (NFPA 20-2013, раздел 4.15.7). Если пожарный насос оборудован байпасом расходомера, байпасное соединение с напорным трубопроводом должно находиться между обратным клапаном и регулирующим клапаном. Если пожарные насосы устанавливаются последовательно, между насосами не разрешается устанавливать дроссельные заслонки.
Перепускная линия пожарного насоса требуется на всех пожарных насосах, где всасывающая линия имеет давление, достаточное для обеспечения материальной ценности без насоса (NFPA 20-2013, раздел 4.14.4). Байпас должен быть не меньше напорной трубы и должен быть оборудован обратным клапаном, установленным между двумя нормально открытыми регулирующими клапанами, ориентированными таким образом, чтобы предотвратить обратный поток на всасывающую сторону насоса.Обводная линия должна быть подключена перед наружным винтом и вилкой на стороне всасывания и после регулирующего клапана на стороне нагнетания насоса.
Каждый пожарный насос должен быть оборудован дозирующим устройством или фиксированными патрубками для проведения испытаний насоса. Это оборудование должно обеспечивать поток воды не менее 175% от номинальной производительности насоса (NFPA 20-2013, раздел 4.20.2.2). Когда измерительное устройство установлено в замкнутом контуре для испытания расхода пожарного насоса, также должны быть предусмотрены альтернативные средства измерения расхода.
Обводной канал расходомера предпочтителен в некоторых муниципалитетах как часть усилий по экономии воды. Байпас расходомера позволяет проводить стандартные испытания без сброса воды в окружающую среду. Обводная линия оборудована расходомером Вентури, расположенным между двумя нормально закрытыми дроссельными заслонками. Чтобы обеспечить надлежащую работу расходомера, необходимо соблюдать указанные производителем минимальные расстояния между расходомером и соседними нормально закрытыми дисковыми затворами.Байпас расходомера должен быть подключен после внешнего винта и вилки на стороне всасывания и между обратным клапаном и регулирующим клапаном на стороне нагнетания насоса.
Минимальный диаметр трубы и количество выходов, требуемых для испытательного коллектора пожарного насоса, определяется пропускной способностью насоса. Эти минимальные требования изложены в NFPA 20 (NFPA 20-2013, Таблица 4.26 (a)). Если длина трубы между испытательным коллектором и нагнетательным фланцем насоса превышает 15 погонных футов, диаметр трубы необходимо увеличить до следующего размера.
Когда требуются переходные фитинги для уменьшения или увеличения диаметра трубы на фланце насоса, следует внимательно выбирать правильный переходной фитинг. На стороне всасывания насоса фланцевый редуктор должен быть эксцентрикового конического типа, установленным таким образом, чтобы избежать образования воздушных карманов. Редуктор на напорной стороне насоса должен быть концентрическим.
Соединение пожарной части должно подключаться к системе со стороны нагнетания насоса. Когда FDC расположен перед пожарным насосом, результатом может быть высокая скорость, которая увеличивает турбулентность воды и подвергает пожарный насос опасным условиям.Многие пожарные насосы имеют максимальное номинальное давление всасывания, которое может быть превышено давлением, распределяемым через FDC.
Рис. 5: Показано правильное расположение переходных фитингов, подключенных к всасывающему и напорному патрубкам горизонтального пожарного насоса. Предоставлено: Dewberry
.
Пожарная p ump e nclosure
Наконец, при выборе места для нового кожуха пожарного насоса важно учитывать доступность обслуживания и близость к внешнему виду здания.Помещение пожарного насоса должно быть расположено на внешней стене, прилегающей к пожарной полосе и над поймой. Если кожух должен быть расположен внутри, он должен быть доступен через проход с огнестойкостью, равной огнестойкости кожуха пожарного насоса. Согласно NFPA 20, пожарная насосная комната должна иметь минимальную двухчасовую огнестойкость, если она расположена в многоэтажном здании. Степень пожарной опасности может быть снижена до одного часа, если кожух пожарного насоса расположен в полностью засыпанном, невысоком здании.
Корпус должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить достаточный зазор для установки и обслуживания пожарного насоса и связанных с ним компонентов.Хорошее практическое правило — обеспечить зазор не менее 12 дюймов за пожарным насосом и минимальное расстояние 12 дюймов от краев всего узла пожарного насоса, трубопроводов и клапанов до стен. Если комната состоит из нескольких стояков спринклера и / или стояков, следует поддерживать минимальное расстояние в 12 дюймов между стояками, чтобы обеспечить легкий доступ к оборудованию. Перед пожарным насосом и сопутствующим оборудованием должно быть сохранено расстояние не менее 3 футов. Необходимо соблюдать минимальные зазоры в соответствии с NFPA 70 вокруг электрического оборудования, находящегося под напряжением.
Помещение пожарных насосов предназначено исключительно для оборудования противопожарной защиты и не должно использоваться другими механическими предприятиями. Это правило применимо ко всему оборудованию, которое не имеет отношения к работе пожарного насоса, за исключением оборудования, относящегося к бытовому распределению воды.

Технические характеристики	Агрегат	РЗ 2,5
Количество ступеней		2
Макс. скорость откачки при 50/60 Гц	м3 / ч	2,3 / 2,8
Макс. скорость откачки при 50/60 Гц	кубических футов в минуту	1,4 / 1,6
Максимальный частичный вакуум (абс.)	мбар	4 x 10 ^-4
Максимальный вакуум (абс.)	мбар / торр	2 x 10 ^-3 / 1,5 x 10 ^-3
Ultim. Vac. (абс.) с газовым балластом	мбар / торр	1 x 10 ^-2 / 0,75 x 10 ^-2
Допуск водяного пара с газовым балластом	мбар	40
Окружающая среда диапазон температур (рабочий)	° C	12-40
Диапазон температуры окружающей среды (хранение)	° C	-10-60
Объем масла (B-Oil) мин./Максимум.	л	0,1 / 0,25
Макс. противодавление (абс.)	бар	1,1
Впускной патрубок		малый фланец KF DN 16
Выпускной патрубок		Шланговый патрубок DN 8-10 мм
кВт	0,18
Номинальная скорость двигателя при 50/60 Гц	мин-1	1500/1800
Класс защиты		IP 40
Размеры x H)	мм	316 x 125 x 190
Вес	кг	11.4
Уровень шума при 50 Гц, тип.	дБА	43
Поставляемые позиции		Насос заполнен маслом и полностью смонтирован, готов к использованию, с руководством.
Принадлежности		Трубка из нержавеющей стали KF DN 16 (1000 мм: 20673336) Сторона входа сепаратора AK R 2 / 2,5 (20698000) Фильтр масляного тумана FO R 2 / 2,5 / 5/6 (20698003) Комплект для точного регулирования вакуума KF DN 16 (20700100 или 20700101) Резиновая вакуумная трубка DN 8 мм (20686001) Малый фланец KF DN 16 со шланговым патрубком DN 8-10 мм (20662806)

Насос утн 5 устройство: Топливный насос УТН-5. Устройство и принцип действия

Топливный насос высокого давления ТНВД Д-240 УТН-5

ТНВД УТН-5 дизельного двигателя Д-240 трактора МТЗ-80

Регулировка ТНВД серии УТН производства НЗТА

Топливный насос трактора МТЗ-82 (МТЗ-80)

Топливный насос трактора МТЗ-82 (МТЗ-80)

Топливный насос трактора ЮМЗ | Подробно о тракторах и сельскохозяйственной технике

Замена и регулировка плунжерных пар своими руками

Замена и регулировка плунжерных пар своими руками

Устройство плунжерной пары

Эксплуатация плунжерной пары

Когда необходима замена и как заменить плунжерную пару?

Регулировка плунжерной пары

Тестирование in vitro новой кровяной помпы, предназначенной для временной экстракорпоральной поддержки

DJ Spurlock

DN

DN

E Fracz

DE Mazur

RH Bartlett

JW Haft

Abstract

Введение

Методы

Имитация циркуляции

Насосы

M-Pump

Центробежный насос

BioVAD

Результаты

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Обсуждение

Заключение

Выражение признательности

Footnotes

Ссылки

High Speed ​​Pump — обзор

Speed ​​

RZ 2.5 Пластинчато-роторный насос

Гидравлические характеристики и конструкция подающего насоса улучшение, Фаза I: разработка исследовательской программы.Заключительный отчет (технический отчет)

Торцевые уплотнения для насосов — EN

Leybold TURBOVAC 450iX / RS 485 / DN 160 ISO-K Комплект турбомолекулярных насосов

Консультации — Инженер по подбору | NFPA 20: Конструкция пожарного насоса

Оставить ответ Отменить ответ

Поиск

Рубрики

High Speed Pump — обзор

Speed