Рисунок 1 – Маховик неременного момента инерции конструкции ДонНТУ
Увеличение инерции ротора насосного агрегата приводит к уменьшению скорости замедления потока при отключении насоса, и это обуславливает уменьшение амплитуды гидравлического удара. Однако существенное увеличение момента инерции ротора насосного агрегата приведет к увеличению длительности пускового режима, перегреву двигателя, снижению срока его службы и т. д. Учитывая это обстоятельство, представляется целесообразным для защиты от гидроударов насосных установок применять маховик с переменным моментом инерции – минимальным при пуске, плавно нарастающем в рабочем режиме и максимальным при остановке ротора.
Рассмотрим одну из возможных конструкций маховика переменного момента инерции, разработанную ДонНТУ.
Рисунок 1 – Маховик неременного момента инерции конструкции ДонНТУ
Маховик переменного момента инерции (рис. 1) имеет вал 1 ступенчатой формы, к которому присоединены две боковины 3, имеющие форму круга, и попарно установленные ребра 2, которые связаны так же с боковинами и обечайкой 4. Вся внутренняя полость маховика, образованная валом, боковинами и обечайкой, заполнена жидкостью.
В исходном положении маховик со всеми элементами и рабочей жидкостью неподвижен. В начале вращения привода в направлении, указанном стрелкой, вращаются все обозначенные на рис. 1 элементы, жестко соединенные между собой. Жидкость же некоторое время остается практически неподвижной. Это объясняется малой величиной силы трения между жидкостью и внутренними поверхностями маховика, между слоями самой жидкости, а также небольшим гидравлическим сопротивлением при перетекании жидкости через проходную щель между парами ребер, так как ее относительное движение идет в направлении плавного сужения, как в конфузоре. Таким образом, при разгоне и в начальное время установившегося вращения момент инерции маховика определяется только его жесткими элементами и является минимальным. По мере вовлечения жидкости во вращение (за счет сил трения) инерция маховика увеличивается, и после достижения установившейся скорости вращения момент инерции становится максимальным. Данный процесс протекает длительное время и существенного влияния на нагрузку двигателя не оказывает. После отключения двигателя и естественного торможения вращающейся системы жидкость, находящаяся внутри маховика, в силу своих инерционных свойств, стремится продолжить движение с прежней угловой скоростью и оказывает давление на расположенные V-образно ребра со стороны проходной щели. Поскольку в таком направлении движения гидравлическое сопротивление щели достаточно велико, инерционные свойства рабочей жидкости при этом проявляются в значительной степени,
Расчет момента инерции маховика основывается на общеизвестных формулах и сложности не представляет.
Применение дополнительного маховика позволяет снизить амплитуду гидроудара на 15–20 %
1. Некрасов Б. Б. Гидравлика / Б. Б. Некрасов. – М.: Машиностроение, 1967.
2. Попов В. М. Водоотливные установки: [справочное пособие] / В. М. Попов – М.: Недра, 1990. – 254 с.
3. Гейер В. Г., Тимошенко Г. М. Шахтные вентиляторные и водоотливные установки: Учебник для вузов – М.: Недра, 1987. – 270 с.
4. Алиев Н. А., Коваль А. Н. и др. Средства защиты шахтных водоотливных установок глубоких горизонтов от гидравлических ударов // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Випуск 42, серія гірничо-електромеханічна. – Донецьк: ДонНТУ, 2002. – С. 3–17.
Назад в библиотеку