Конструкция плунжерного насоса: Что такое плунжерный насос и как он работает? – Плунжерные насосы принцип работы — Все о канализации

Содержание

Плунжерный насос устройство и принцип действия

Широкое распространение имеют гидравлические системы высокого давления. Они применяются как в бытовых приборах, так и условиях промышленного использования. Обязательным агрегатом для них является плунжерный насос высокого давления, в каждом из которых сочетается относительная простота изготовления, высокая степень надежности во время эксплуатации, а также эффективность.

Данный узел используется в качестве привода либо механизма у смежных узлов. Принцип работы гидравлического узла задействован во многих сферах деятельности человека.

Характеристики аппарата

Современные плунжерные насосы высокого давления по своему строению, условиям работы и функционалу имеют большое сходство с поршневыми аналогами. Этому способствует наличие плунжера (англ. plunger — погружаться), представляющего собой пустотелый цилиндр. Он «ходит» в уплотняющем сальнике, не соприкасаясь со стенками рабочего цилиндра. Гидравлические дозаторы ручного типа используются гораздо реже. Производительность узла достигает 90%.

Плунжерные насосы отличаются высокой производительностью на фоне элементарной эксплуатации

Популярными сферами применения являются области, связанные с нефтепереработкой и химией. Также используют насос для мойки высокого давления. Гидравлические агрегаты применяют для изготовления растворов, компоненты которых подобраны с высокой степенью точность. За счет конструктивных особенностей производители предлагают объемные и необъемные тип.

Особые эксплуатационные условия обязывают задействовать в изготовлении материалы, обеспечивающие длительную и стабильную работу плунжеру, а также стойкость к износу, герметичность, высокие прочностные характеристики. КПД выпускаемых агрегатов превышает 0,9. Дифференциация видов по конструкционным особенностям следующая:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • многоцилиндровые;
  • ручные;
  • автоматические;
  • многоплунжерные;
  • с герметичными цилиндрами.

При этом очевидными являются следующие преимущества, которыми обладает практически каждый плунжерный насос высокого давления:

  • монтажные работы выполнить очень просто;
  • управлять аппаратом не составит труда;
  • конструкционное исполнение позволяет провести индивидуальную настройку;
  • предусмотрена система смазки, позволяющая к ней легко добраться;
  • присутствует возможность плунжерный насос высокого давления отрегулировать на выход нужного рабочего давления за счет правильного подбора числа плунжеров.

Плунжерные насосы высокого давления способны перекачать вязкую жидкость или эмульсию, содержащую абразивные частицы.

Внутреннее устройство

Плунжерные насосы высокого давления Pratissoli

Основная масса моделей, представленных на отечественном рынке, будь то профессиональный или бытовой аппарат, представляет собой устройство объемного типа. Рабочие элементы перемещаются возвратно-поступательным методом. Такое аксиальное движение подразумевает следующий алгоритм:

  • внутри камеры располагаются два клапана: всасывающий и напорный, включая цилиндр с задействованным в процессе плунжером;
  • во время рабочего процесса плунжер перемещается аксиально;
  • рабочая камера соединена с двумя трубопроводами: заборный и выходной;
  • рабочий цикл состоит из полного поворота кривошипа, за это время плунжер успевает захватить дозированную порцию жидкости из всасывающей части и отправить ее в напорную трубу.

ВИДЕО: Производство плунжерных насосов Speck Triplex Plunger pump production manufacture

Объем жидкости, который способны прокачать насосы высокого давления для воды, зависит от диаметра плунжера и его хода. Важно знать, что существуют агрегаты высокого давления (авд), использующие в конструкции принцип двустороннего действия. Они обладают следующими особенностями:

  • для эксплуатации агрегата задействованы обе полости цилиндра;
  • в течение полуоборота коленвала, когда плунжер перемещается в одну сторону, происходит одновременно забор и выпрыскивание жидкости;
  • во время проворачивания коленвала до полного оборота в полостях цилиндра также происходит два процесса, но оба в обратном направлении.

Двусторонняя схема обеспечивает двукратное увеличение подачи жидкости, в отличие от аппаратов с односторонним процессом. Также эти насосы высокого давления для воды создают равномерный поток.

Насос трех плунжерный P52/72-200

Плунжерный насос высокого давления имеет высокую стоимость во многом за счет высокой степени точности изготовления деталей. Подгонка сопряжения между поверхностями обеспечивает зазоры в несколько микрон. Также требуется минимальная степень шероховатости (выше, чем Rz 1,25) на поверхности штока. Он должен калиться в печах ТВЧ, чтобы придать наружному слою изделия необходимую твердость, а более податливая центральная часть придаст изделию пластичность.

Принцип работы

Важную роль в плунжерных насосах играет сам плунжер, который изготавливается в виде стержня (штока). Его задачей является осевое перемещение вдоль цилиндра. Движение обеспечивается за счет электропривода, раскручивающего коленвал, кулачек которого упирается в торец штока. Точность сопряжения стержня и отверстия обеспечивает технологическую герметичность узла.

Как работает аппарат

  1. На первоначальном этапе плунжерный насос высокого давления обеспечивает перемещение штока в обратном направлении от рабочей камеры. За счет образовавшегося разряжения в полости открывается впускной клапан, выпускной при этом будет закрыт.
  2. Жидкость проникает в установленном количестве из заборного трубопровода. Плунжер, достигнув крайней точки удаления, начинает движение в обратном направлении.
  3. Увеличивающееся давление в рабочей камере блокирует впускной клапан, одновременно открывая выпускной. Жидкость удаляется по выходному трубопроводу. Цикл повторяется снова.

Специфика подобной аппаратуры для автомойки такова, что в процессе работы образуются вибрации и пульсирование агрегата. Такие побочные эффекты сказываются на эффективности и сроке бесперебойной эксплуатации.

Минимизировать разбалансировку позволяет включение в рабочий цикл нескольких рабочих плунжеров, чем успешно пользуются производители агрегатов. На кривошип монтируют три плунжера, расположенных под 1200 к осям друг друга. Позитивное влияние оказывает использование двух рабочих полостей в двусторонних конструкциях.

Промышленные установки способны выдавать приводную мощность до 800 кВт, а рабочее давление создается до 3500 бар. В бытовых условиях применяют аппаратуру, поддерживающую давление 3-20 бар и способную перекачивать до 1000 л/час.

Возможные неисправности

Промышленное и бытовое оборудование нуждается в правильном уходе и обслуживании. Для этого необходимо знать его слабые места, чтобы продлить срок службы агрегатов. Проблемные участки большинства моделей сводятся к следующему:

  • повышенная вибрация способствует ослабления крепления к кронштейну;
  • во время профилактических работ необходимо контролировать соосность валов и затягивать крепежные винты;
  • для обеспечения герметичности своевременно меняют сальник;
  • подтягиваем коллектор вверх от картера таким образом, чтобы не повреждать встроенные плунжеры;
  • просматриваем периодически целостность вала, выявляя на нем возможные трещины, сколы или наличие изгибов, при необходимости проводим замену на ремонтные.

Это относится как к отечественным, так и зарубежным устройствам.

ВИДЕО: Плунжерный насос Speck Triplex Plunger pump animation

Если вы решили заняться автомобильным бизнесом в виде автомойки или просто решили содержать свой личный автомобиль в идеальной чистоте, не прибегая к сервисным услугам, то при разработке конструкции для мойки своими руками не обойтись без использования насосов высокого давления. Наиболее оптимальным вариантом в этом случае является использование плунжерных моделей, обеспечивающих необходимое давление в системе и отличающихся высокой производительностью и ценой.

Что такое плунжерный насос. Принцип действия

Основным элементом насоса является плунжер — длинный вытеснитель в форме цилиндра с малым диаметром. В отличие от поршневого вида, уплотнитель размещен внутри наружного цилиндра, в котором перемещается плунжер, соприкасаясь с его стенками. При обратном ходе плунжера в рабочую камеру через впускной клапан засасывается жидкость, при поступательном движении впускной клапан закрывается и жидкость выталкивается наружу через выпускной.

Рис. 1. Устройство и принцип работы плунжерного насоса

Отличия плунжерных насосов от поршневых

Очень многие путают плунжерный и насос поршневого вида из-за схожести принципа действия и конструкции (в рабочем цилиндре перемещается вытеснитель). Однако имеются существенные отличия, делающие плунжерные насосы незаменимыми устройствами во многих областях.

  1. Плунжер имеет цилиндрическую форму, позволяющую максимально точно и с высокой чистотой обработать его поверхность, что нельзя сказать о внутренней поверхности цилиндров, обработка которой технически и технологически затруднена. Это позволяет максимально точно подогнать плунжер к геометрии поверхности рабочего цилиндра, что положительно сказывается на показателях выходного давления.
  2. В отличие от поршня с короткой длиной рабочей поверхности выталкивателя, цилиндр плунжера имеет удлиненную форму, что позволяет разместить по его ходу большое количество уплотнителей и соответственно получить на выходе более высокое давление.
  3. Уплотнители в плунжерных видах находятся на внутренней стороне рабочего цилиндра, которую технологически сложно обработать с высокой чистотой и точностью, плунжер, соприкасающийся с уплотнителями, наоборот имеет очень высокий класс обработки — этот фактор также позволяет получить в плунжерных насосах очень высокое давление.

В современных высококачественных плунжерных насосах точность изготовления очень высока — рабочий цилиндр перемещается внутри внешнего с зазором между стенками около 2-3 мкм., а уплотнители размещаются с внешней стороны к плунжеру на его входе и выходе из цилиндра.

  1. В отличие от поршневых видов, рабочая поверхность которых при соприкосновении с жидкостью при высоких давлениях деформируется, в плунжерных насосах жесткий и прочный рабочий цилиндр не меняет своей формы при высоких давлениях, что делает их незаменимыми при необходимости точной дозировки жидкостей.

Рис. 2 Внутреннее устройство плунжерного насоса

Благодаря своим конструктивным особенностям плунжерные насосы позволяют получить давление на выходе в 3 раза больше по сравнению с поршневыми при тех же размерах рабочей камеры.

Область применения

Плунжерные модели являются устройствами специального назначения, создающими очень высокое давление, поэтому в быту практически не применяются. Основные области их использования — промышленная сфера, они находят применение в следующих отраслях:

  • В химической промышленности для перекачки веществ с высокой вязкостью и их точной дозировки при изготовлении химических соединений, не вступающих в реакцию с металлом.
  • Для подачи дозированного количества воды и других жидкостей с высоким давлением.
  • В нефтедобывающей и газовой промышленности при бурении скважин.
  • В энергетической промышленности в парогенераторах.
  • В машиностроении при изготовлении оборудования с гидроприводом с рабочим давлением до 3000 бар., автомобилестроении в системах впрыска дизельных двигателей.
  • Плунжерные насосы для воды широко применяются в сервисных центрах для мойки автомобилей.

Одна из нетрадиционных областей применения плунжерных насосов — водоструйная очистка и резка материалов. При давлении около 2000 бар. струя воды способна удалять лакокрасочное покрытие или ржавчину без остатка. Технология широко используется при очистке железобетонных конструкций, бортов кораблей и взлетно-посадочных полос. Струя воды давлением 3500 бар позволяет получить наивысшую степень чистоты поверхностей WJ-1 по международному стандарту.

Основные характеристики плунжерных насосов

Плунжерные насосы относятся к объемным видам, то есть при увеличении объема рабочей камеры жидкость поступает в устройство, а при уменьшении объема выталкивается.

  • Потребляемая мощность. Потребляемая электроэнергия напрямую зависит от производительности и создаваемого давления, в этом отношении плунжерные модели имеют преимущество перед другими видами в связи с высоким КПД более 90%.
  • Производительность. Определяется объемом рабочей камеры насоса, имеет широчайший диапазон от десятых долей литра в минуту до десяти тысяч.
  • Рабочее давление. Рабочее давление плунжерных видов варьируются в широких пределах от сотен до тысяч бар., максимальное значение составляет около 3500 бар.
  • Модели отличаются друг от друга количеством плунжеров.

Работе насоса присущи повышенные вибрации, отрицательно сказывающиеся на его сроке службы и эксплуатационных характеристиках. Инженерным решением этой проблемы стало использование в одном агрегате нескольких плунжеров, работающих со сдвигом фаз. Наиболее часто встречается трехплунжерные модели со смещением хода рабочих цилиндров в 120 градусов, максимальное количество плунжеров может достигать 6. Реализация этого способа достигается установкой на валу двигателя трех эксцентриков, управляющих ходом цилиндров плунжера со сдвигом в 120 градусов.

Плунжерный насос в устройстве автомойки своими руками

В быту можно использовать плунжерные насосы высокого давления для воды при организации моек для автомобилей своими руками.

Рис.5 Комплектующие для мойки автомобилей своими руками

Основные элементы монтируются на жесткой раме, которую для удобства перемещения снабжают колесами и ручкой.

Плунжерные насосы являются довольно дорогими устройствами, широко используемыми в промышленности для создания высокого давления рабочих жидкостей и их точной дозировки. В быту они могут быть использованы в системах, предназначенных для мойки автотранспорта своими руками.

Поршневой жидкостный насос – это устройство для механического перекачивания жидкости. Современные агрегаты эргономичные и прочные, могут быть вмонтированы в различные трубопроводные системы. Работает поршневой жидкостный насос в промышленных и бытовых системах.

Как устроен и действует поршневой водяной насос

Конструкция поршневого насоса несложная. Водяной плунжерный насос состоит из таких комплектующих:

  • Корпус. Он является не только крепительным элементом всей системы, но и создаёт вакуум, защищает устройство от различных повреждений. Большинство моделей имеют корпус из металла;
  • Поршень. Создаёт необходимое давление для подачи воды из источника в систему трубопровода;
  • Впускной и выпускной клапаны. Они обеспечивают подачу воды и воздуха в систему. Клапаны также способствуют созданию вакуума.

Конструкция может быть дополнена пружинами, штоками, кривошипами и прочими деталями в зависимости от особенностей конструкции.

Чертёж поршневого насоса достаточно простой. На схеме указаны комплектующие агрегата.

»

Аксиально поршневой насос – принцип действия:

  • Выполняются возвратно-поступательные движения, направленные вправо, способствуя снижения уровня давления в камере вытеснителя. Раскрывается всасывающий клапан и камера заполняется водой.
  • Выполняются движения влево. При этом давление в камере повышается, клапан нагнетания открывается, позволяя жидкости свободно поступать в трубопровод.

Принцип действия системы в наличии разницы давления, позволяющей работать агрегату без отклонений. Вырабатываемая энергия передаётся воде, потому она может быстро преодолеть инерцию, сопротивление и статистические высоты трубопровода. Принцип работы плунжерного насоса напрямую связан с формой агрегата.

Классификация поршневых насосов

За принципом функционирования насосы делятся следующим образом:

  • Поршневые насосы для воды. Несложные по конструкции агрегаты. Подходят для бытового использования. Модельный ряд таких насосов очень широк. Возможна самостоятельная регулировка устройства при незначительных неисправностях. Самые простые модели можно изготовить своими руками. Собственноручно изготовленный агрегат для бытового использования по техническим параметрам практически идентичный промышленно произведённым аналогам;

  • Аксиально-поршневые насосы. Конструкция с несколькими цилиндрами. Это немного усложняет процесс ремонта, требуются определённые знания в данной области. Рабочим инструментом выступает не только поршень, но и плунжер. В модельном ряде регулируемые, нерегулируемые насосы с наклонным блоком. Специфика агрегатов в возможности добиться высокого уровня давления, также они имеют неплохие технические характеристики;

  • Роторно — поршневой для нагнетания высокого уровня давления во всей системе. Такая конструкция отлично подходит для гидромоторов, но крайне редко используется как насосная станция. Радиально — поршневой насос и гидронасос используются только в условиях, где невозможно добыть воду обычным насосом.

Виды поршневых насосов в зависимости от ключевой рабочей детали:

  • Поршневой насос. Поршень по форме дискообразный;
  • Плунжерный насос. Цилиндрообразной по форме поршень и плунжер.

Поршневые насосы для воды имеют различный тип привода:

  • Ручной. Выполняется периодическое перекачивание различных жидкостей и воды при ручном управлении;
  • Прямодействующий. Поршень насоса и поршень мотора составляют единое устройство;
  • Приводной. Наличие или отсутствие кривошипно-шатунного механизма.

На агрегате для мойки или дома может быть установлено один, два или три цилиндра. Также насосы могут создавать высокое, среднее или низкое давление.

Классификация в зависимости от частотности вращения поршня:

  • Тихоходные. Выполняется в пределах 40-80 ходов за минуту;
  • Средней быстроходности. Количество ходов от 50 до 80;
  • Быстроходные. Выполняется от 150 до 350 ходов в минуту.

В зависимости от способа действия выделяют следующее насосное оборудование для воды:

  • Одинарного действия. С одной рабочей камерой;

  • Двойного действия. Вода поступает намного равномернее из-за двух рабочих камер. Потому при одном обороте поршня жидкость нагнетается дважды.

Насосы могут перекачивать различную жидкость:

  • Обычные холодную воду;
  • Горячие горячую воду;
  • Буровые различные растворы;
  • Кислотные кислотные вещества и т. д.

Особенности выбора поршневого насоса

Чтобы определиться с насосной системой, необходимо взять во внимание следующие нюансы:

  • Конструкция насоса. От этого будет зависеть, насколько эффективно будет работать агрегат;
  • На какой глубине вода. При глубине больше десяти метров придётся отказаться от ручного насоса и рассмотреть радиальные и аксиальные устройства;
  • Объём, который должен подаваться;
  • Необходимость автоматизированной работы системы.

Приобретенный насос должен иметь сопроводительную документацию и быть в оригинальной заводской упаковке. Стоит отдать предпочтение моделям от известных производителей.

>

Устройство плунжерного насоса — Канализация

Поршневой жидкостный насос – это устройство для механического перекачивания жидкости. Современные агрегаты эргономичные и прочные, могут быть вмонтированы в различные трубопроводные системы. Работает поршневой жидкостный насос в промышленных и бытовых системах.

Как устроен и действует поршневой водяной насос

Конструкция поршневого насоса несложная. Водяной плунжерный насос состоит из таких комплектующих:

  • Корпус. Он является не только крепительным элементом всей системы, но и создаёт вакуум, защищает устройство от различных повреждений. Большинство моделей имеют корпус из металла;
  • Поршень. Создаёт необходимое давление для подачи воды из источника в систему трубопровода;
  • Впускной и выпускной клапаны. Они обеспечивают подачу воды и воздуха в систему. Клапаны также способствуют созданию вакуума.

Конструкция может быть дополнена пружинами, штоками, кривошипами и прочими деталями в зависимости от особенностей конструкции.

Чертёж поршневого насоса достаточно простой. На схеме указаны комплектующие агрегата.

Чертёж поршневого насоса

Аксиально поршневой насос – принцип действия:

  • Выполняются возвратно-поступательные движения, направленные вправо, способствуя снижения уровня давления в камере вытеснителя. Раскрывается всасывающий клапан и камера заполняется водой.
  • Выполняются движения влево. При этом давление в камере повышается, клапан нагнетания открывается, позволяя жидкости свободно поступать в трубопровод.
Принцип действия системы в наличии разницы давления, позволяющей работать агрегату без отклонений. Вырабатываемая энергия передаётся воде, потому она может быстро преодолеть инерцию, сопротивление и статистические высоты трубопровода. Принцип работы плунжерного насоса напрямую связан с формой агрегата.

Принцип работы плунжерного насоса


Классификация поршневых насосов

За принципом функционирования насосы делятся следующим образом:

  • Поршневые насосы для воды. Несложные по конструкции агрегаты. Подходят для бытового использования. Модельный ряд таких насосов очень широк. Возможна самостоятельная регулировка устройства при незначительных неисправностях. Самые простые модели можно изготовить своими руками. Собственноручно изготовленный агрегат для бытового использования по техническим параметрам практически идентичный промышленно произведённым аналогам;

Поршневые насосы для воды

  • Аксиально-поршневые насосы. Конструкция с несколькими цилиндрами. Это немного усложняет процесс ремонта, требуются определённые знания в данной области. Рабочим инструментом выступает не только поршень, но и плунжер. В модельном ряде регулируемые, нерегулируемые насосы с наклонным блоком. Специфика агрегатов в возможности добиться высокого уровня давления, также они имеют неплохие технические характеристики;

Аксиально-поршневые насосы

  • Роторно — поршневой для нагнетания высокого уровня давления во всей системе. Такая конструкция отлично подходит для гидромоторов, но крайне редко используется как насосная станция. Радиально — поршневой насос и гидронасос используются только в условиях, где невозможно добыть воду обычным насосом.

Роторно - поршневые насосы

Виды поршневых насосов в зависимости от ключевой рабочей детали:

  • Поршневой насос. Поршень по форме дискообразный;
  • Плунжерный насос. Цилиндрообразной по форме поршень и плунжер.

Поршневые насосы для воды имеют различный тип привода:

  • Ручной. Выполняется периодическое перекачивание различных жидкостей и воды при ручном управлении;
  • Прямодействующий. Поршень насоса и поршень мотора составляют единое устройство;
  • Приводной. Наличие или отсутствие кривошипно-шатунного механизма.

На агрегате для мойки или дома может быть установлено один, два или три цилиндра. Также насосы могут создавать высокое, среднее или низкое давление.

Классификация в зависимости от частотности вращения поршня:

  • Тихоходные. Выполняется в пределах 40-80 ходов за минуту;
  • Средней быстроходности. Количество ходов от 50 до 80;
  • Быстроходные. Выполняется от 150 до 350 ходов в минуту.

В зависимости от способа действия выделяют следующее насосное оборудование для воды:

  • Одинарного действия. С одной рабочей камерой;

Одинарного действия насос

  • Двойного действия. Вода поступает намного равномернее из-за двух рабочих камер. Потому при одном обороте поршня жидкость нагнетается дважды.

Двойного действия насос

Насосы могут перекачивать различную жидкость:

  • Обычные холодную воду;
  • Горячие горячую воду;
  • Буровые различные растворы;
  • Кислотные кислотные вещества и т. д.

Источник: sadovij-pomoshnik.ru

Характеристики аппарата

Современные плунжерные насосы высокого давления по своему строению, условиям работы и функционалу имеют большое сходство с поршневыми аналогами. Этому способствует наличие плунжера (англ. plunger — погружаться), представляющего собой пустотелый цилиндр. Он «ходит» в уплотняющем сальнике, не соприкасаясь со стенками рабочего цилиндра. Гидравлические дозаторы ручного типа используются гораздо реже. Производительность узла достигает 90%.

Плунжерные насосы отличаются высокой производительностью на фоне элементарной эксплуатации

Плунжерные насосы отличаются высокой производительностью на фоне элементарной эксплуатации

Популярными сферами применения являются области, связанные с нефтепереработкой и химией. Также используют насос для мойки высокого давления. Гидравлические агрегаты применяют для изготовления растворов, компоненты которых подобраны с высокой степенью точность. За счет конструктивных особенностей производители предлагают объемные и необъемные тип.

Особые эксплуатационные условия обязывают задействовать в изготовлении материалы, обеспечивающие длительную и стабильную работу плунжеру, а также стойкость к износу, герметичность, высокие прочностные характеристики. КПД выпускаемых агрегатов превышает 0,9. Дифференциация видов по конструкционным особенностям следующая:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • многоцилиндровые;
  • ручные;
  • автоматические;
  • многоплунжерные;
  • с герметичными цилиндрами.

При этом очевидными являются следующие преимущества, которыми обладает практически каждый плунжерный насос высокого давления:

  • монтажные работы выполнить очень просто;
  • управлять аппаратом не составит труда;
  • конструкционное исполнение позволяет провести индивидуальную настройку;
  • предусмотрена система смазки, позволяющая к ней легко добраться;
  • присутствует возможность плунжерный насос высокого давления отрегулировать на выход нужного рабочего давления за счет правильного подбора числа плунжеров.

Плунжерные насосы высокого давления способны перекачать вязкую жидкость или эмульсию, содержащую абразивные частицы.

Внутреннее устройство

Плунжерные насосы высокого давления Pratissoli

Плунжерные насосы высокого давления Pratissoli

Основная масса моделей, представленных на отечественном рынке, будь то профессиональный или бытовой аппарат, представляет собой устройство объемного типа. Рабочие элементы перемещаются возвратно-поступательным методом. Такое аксиальное движение подразумевает следующий алгоритм:

  • внутри камеры располагаются два клапана: всасывающий и напорный, включая цилиндр с задействованным в процессе плунжером;
  • во время рабочего процесса плунжер перемещается аксиально;
  • рабочая камера соединена с двумя трубопроводами: заборный и выходной;
  • рабочий цикл состоит из полного поворота кривошипа, за это время плунжер успевает захватить дозированную порцию жидкости из всасывающей части и отправить ее в напорную трубу.

ВИДЕО: Производство плунжерных насосов Speck Triplex Plunger pump production manufacture

Объем жидкости, который способны прокачать насосы высокого давления для воды, зависит от диаметра плунжера и его хода. Важно знать, что существуют агрегаты высокого давления (авд), использующие в конструкции принцип двустороннего действия. Они обладают следующими особенностями:

  • для эксплуатации агрегата задействованы обе полости цилиндра;
  • в течение полуоборота коленвала, когда плунжер перемещается в одну сторону, происходит одновременно забор и выпрыскивание жидкости;
  • во время проворачивания коленвала до полного оборота в полостях цилиндра также происходит два процесса, но оба в обратном направлении.

Двусторонняя схема обеспечивает двукратное увеличение подачи жидкости, в отличие от аппаратов с односторонним процессом. Также эти насосы высокого давления для воды создают равномерный поток.


Насос трех плунжерный P52/72-200

Насос трех плунжерный P52/72-200

Плунжерный насос высокого давления имеет высокую стоимость во многом за счет высокой степени точности изготовления деталей. Подгонка сопряжения между поверхностями обеспечивает зазоры в несколько микрон. Также требуется минимальная степень шероховатости (выше, чем Rz 1,25) на поверхности штока. Он должен калиться в печах ТВЧ, чтобы придать наружному слою изделия необходимую твердость, а более податливая центральная часть придаст изделию пластичность.

Принцип работы

Важную роль в плунжерных насосах играет сам плунжер, который изготавливается в виде стержня (штока). Его задачей является осевое перемещение вдоль цилиндра. Движение обеспечивается за счет электропривода, раскручивающего коленвал, кулачек которого упирается в торец штока. Точность сопряжения стержня и отверстия обеспечивает технологическую герметичность узла.

Как работает аппарат

Как работает аппарат

  1. На первоначальном этапе плунжерный насос высокого давления обеспечивает перемещение штока в обратном направлении от рабочей камеры. За счет образовавшегося разряжения в полости открывается впускной клапан, выпускной при этом будет закрыт.

  2. Жидкость проникает в установленном количестве из заборного трубопровода. Плунжер, достигнув крайней точки удаления, начинает движение в обратном направлении.
  3. Увеличивающееся давление в рабочей камере блокирует впускной клапан, одновременно открывая выпускной. Жидкость удаляется по выходному трубопроводу. Цикл повторяется снова.

Специфика подобной аппаратуры для автомойки такова, что в процессе работы образуются вибрации и пульсирование агрегата. Такие побочные эффекты сказываются на эффективности и сроке бесперебойной эксплуатации.

Минимизировать разбалансировку позволяет включение в рабочий цикл нескольких рабочих плунжеров, чем успешно пользуются производители агрегатов. На кривошип монтируют три плунжера, расположенных под 1200 к осям друг друга. Позитивное влияние оказывает использование двух рабочих полостей в двусторонних конструкциях.

Промышленные установки способны выдавать приводную мощность до 800 кВт, а рабочее давление создается до 3500 бар. В бытовых условиях применяют аппаратуру, поддерживающую давление 3-20 бар и способную перекачивать до 1000 л/час.

Возможные неисправности

Промышленное и бытовое оборудование нуждается в правильном уходе и обслуживании. Для этого необходимо знать его слабые места, чтобы продлить срок службы агрегатов. Проблемные участки большинства моделей сводятся к следующему:

  • повышенная вибрация способствует ослабления крепления к кронштейну;
  • во время профилактических работ необходимо контролировать соосность валов и затягивать крепежные винты;
  • для обеспечения герметичности своевременно меняют сальник;
  • подтягиваем коллектор вверх от картера таким образом, чтобы не повреждать встроенные плунжеры;
  • просматриваем периодически целостность вала, выявляя на нем возможные трещины, сколы или наличие изгибов, при необходимости проводим замену на ремонтные.

Это относится как к отечественным, так и зарубежным устройствам.

ВИДЕО: Плунжерный насос Speck Triplex Plunger pump animation

Источник: www.PortalTeplic.ru

Принцип работы плунжерного насоса

Устройство плунжерного насоса показано на рисунке.

Устройство плунжерного насоса

Цилиндрический плунжер 4 установлен в камере 7. Криптоновый-шатунный механизм 8 приводит плунжер в движение.

При перемещении плунжера вправо (по схеме), объем рабочей камеры будет увеличиваться, давление в ней начнет падать, под действием внешнего давления напорный обратный клапан 3 закроется, а всасывающий 5 — откроется. Жидкость, из-за создавшегося в рабочей камере разряжения, начнет поступать от источника 9 в полость насоса через линию всасывания 6.

При перемещении плунжера влево, объем рабочей камеры будет уменьшаться, давление в ней начнет возрастать. По действием этого давления напорный клапан откроется, а всасывающий — закроется. Жидкость из рабочей камеры будет вытесняться в напорную линию 2 и поступает к потребителю 1.

После достижения поршнем крайнего положения цикл повторится.



В чем отличие плунжерных насосов от поршневых

По принципу работы и гидравлическим характеристикам плунжерные машины схожи с поршневыми насосами. Различие заключается в конструкции рабочих органов, в отличие от поршня, плунжер движется не касаясь стенок рабочей камеры, герметичность камеры обеспечивается неподвижным уплотняющим сальником, расположенным в корпусе насоса.

Достоинства плунжерных насосов

По сравнению с поршневым насосом плунжерный обладает следующими преимуществами:

  • Обработка наружной поверхности плунжера технологически проще, чем обработка внутренней поверхности гильзы.
  • Замена наружного неподвижного уплотнения осуществляется легче, чем подвижного поршневого.

Расчет подачи плунжерного насоса

Идеальная подача плунжерного насоса определяется объемом вытеснителя, частотой вращения приводного вала.

  • где V — эффективный объем плунжера;
  • S — площадь поперечного сечения плунжера;
  • h — ход плунжера;
  • n — частота вращения

Для расчета реальной подачи необхоимо учесть объемный КПД насоса:

Если в насосе несколько качающих узлов, то рассчитанную подачу необходимо умножить на количество узлов.

Индикаторная диаграмма плунжерного насоса

Индикаторная диаграмма плунжерного насоса

На рисунке показа индикаторная диаграмма плунжерного насоса с учетом времени t1 запаздывания открытия и закрытия клапанов.

Процесс всасывания протекает по линии cd, скачкообразное изменение давление в начале процесса всасывания вызвано, тем, что открытие всасывающего клапана происходит не мгновенно, а жидкость обладает инерцией.

Процесс нагнетания протекает по линии ab, скачок давления в начале процесса нагнетания вызван открытия напорного клапана, а также инерционностью жидкости.


Источник: www.hydro-pnevmo.ru

Насос дозировочный плунжерный НД: конструкция и принцип работы

Назначение и маркировка

Дозировочные насосы или насосы дозаторы, предназначены для подачи заданных доз жидкости в напорную систему, открытый поток или емкость. Чаще всего такие насосы используют для дозирования реагентов в виде растворов, эмульсий или суспензий.

Дозировочные насосы объединяют в себе функции насоса, исполнительного органа-регулятора и измерительного прибора. За счет чего в процессе работы обеспечивают подачу заданного количества жидкости, плавное изменение дозы, а также возможность точного измерения, поданного количества жидкости.

Рис.1 – Дозировочный плунжерный насос

Насос НД/1,0 10/50. Рассмотрим конструкцию и принцип действия на примере насоса НД/1,0 10/50.

Шифр маркировки обозначает следующее:

  • Н –  насос
  • Д – дозировочный
  • 1,0 –  категория точности
  • 10 – подача, л/ч
  • 50 – напор, м

Конструкция

Насос состоит из:

  1. электродвигателя,
  2. червячного редуктора, со встроенным механизмом регулирования
  3. гидроцилиндра

Рис.2 – Конструкция насосаРедуктор с регулирующим механизмом предназначен для преобразования вращательного движения приводного вала электродвигателя

Рис.3 – работа редукторав возвратно-поступательные движения плунжера, а так же для бесступенчатого регулирования длины хода плунжера.

Червяк располагается вертикально и соединяется муфтой с валом электродвигателя. А он, в свою очередь, монтируется на фланцы корпуса. Червячное колесо жестко соединено с эксцентриковым валом, на шейке которого надет эксцентрик.

Рис. 4 –

А на эксцентрик надет шатун. Его задача в преобразовании вращательного движения вала червячного колеса в возвратно-поступательные движения ползуна. Последний соединен с плунжером.

Рис.5

Поворачивая регулировочное кольцо относительно вала, и изменяя положение эксцентрика относительно шейки вала, можно изменять длину хода плунжера, от максимума до нуля. При максимальном эксцентриситете ход плунжера будет наибольшим. При приближении точки крепления шатуна к центру вала, уменьшается и ход плунжера. Так регулируется количество жидкости на выходе насоса.

Гидроцилиндр предназначен непосредственно для перекачки жидкости.  К нему присоединены корпуса шариковых клапанов.

При ходе плунжера на всасывание и закрытом нагнетательном клапане, в гидроцилиндре создается  разряжение. В этот момент открывается клапан на всасывание, и полость цилиндра заполняется жидкостью.

Рис.6

При обратном ходе плунжера всасывающий клапан закрывается, в полости цилиндра создается избыточное давление. Под действием этого давления открывается нагнетательный клапан, и жидкость выталкивается из полости гидроцилиндра.

Рис.7

Этот процесс происходит при каждом цикле возвратно-поступательного движения плунжера.

Дозировочные электронасосные агрегаты достаточно просты в обслуживании и эксплуатации, поэтому они широко используются на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Видео работы

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Объемные насосы для перекачивания загрязненных жидкостей

Аннотация: Рассмотрены конструктивные особенности, теоретические процессы, области применения наиболее часто встречающихся объемных насосов.

7.1 Общая характеристика объемных насосов

В отличие от центробежных насосов, которые являются гидродинамическими машинами, в насосах объемного типа перекачки жидкости происходит за счет принудительного изменения объема полости, которая заполняется жидкостью. Объемный насос, независимо от конструкции, имеет три основных элемента:

  1. Рабочая камера — полость в проточной части насоса, которая заполняется жидкостью и объем которой меняется.
  2. Вытеснитель — элемент, движение которого изменяет объем рабочей камеры.
  3. Распределитель — устройство, служащее для направления потока жидкости из всасывающего патрубка в рабочую камеру или из рабочей камеры к нагнетательному патрубку.

7.2 Конструкция поршневого насоса

Поршневой насос одностороннего действия имеет следующие основные элементы, рис. 7.1: цилиндр 4, поршень 8, шток поршня 9, рабочую камеру 5, всасывающий патрубок 7, нагнетательный патрубок 2, всасывающий клапан 6, нагнетательный клапан 1, пневмокомпенсатор 3 и кривошипно-шатунный механизм 10 соединен с двигателем.

При движении поршня 8 насоса слева направо в рабочей камере 5 образуется разряжение, благодаря которому жидкость поднимается по всасывающем патрубке 7, открывает всасывающий клапан 6 и поступает в рабочую камеру, заполняя пространство. При обратном движении поршня давление в рабочей камере возрастает, вследствие чего всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный клапан 1 открывается и жидкость вытесняется в нагнетательний патрубок 2. Таким образом, за один оборот вала двигателя, что соответствует двойному ходу поршня, в насосе происходит один раз всасывание и один раз нагнетание.

Недостаток однопоршневого насоса одностороннего действия — его неравномерная работа — максимальная подача в 3,14 раза превышает среднюю. При всасывании жидкости в сеть не поступает и двигатель работает почти без нагрузки. В начале цикла нагнетания происходит резкий рост скорости потока жидкости в нагнетательном трубопроводе, через низкую сжимаемость приводит к явлению гидравлического удара — давление за насосом становится значительно больше среднего.


Рис. 7.1 . Поршневой насос одностороннего действия
Рис. 7.2. Схема поршневого насоса двухстороннего действия (1 – нагнетательный клапан; 2 –нагнетательный патрубок; 3 – пневмокомпенсатор; 4 – цилиндр; 5 – рабочая камера; 6 – всасывающий клапан; 7 – всасывающий патрубок; 8 – поршень; 9 – шток; 10 – кривошипно-шатунный механизм; 11 – сальник)

Такая неравномерность в работе насоса приводит к его преждевременному износу. Для уменьшения колебаний давления и подачи поршневых насосов используется пневматический компенсатор 3 — камера, разделенная гибкой мембранной на две полости. Нижнюю соединим с напорным патрубком, а верхнюю заполнено сжатым газом, который амортизирует колебания давления и подачи.

Поршневой насос двухстороннего действия имеет две рабочие камеры A и B, два всасывающих и два нагнетательных клапана, рис. 7.2. При движении поршня 8 слева направо жидкость под действием разряжения, которое создается поступает из всасывающего патрубка 7 в камеру А, одновременно из камеры В жидкость выталкивается в нагнетательный патрубок.

Трехпоршневий насос представляет собой соединение трех насосов одностороннего действия, приводимые в движение от общего коленчатого вала, кривошипы которого смещены друг от друга на 120°. Такие насосы имеют значительно большую равномерность работы, чем насосы однопоршневые одно и двустороннего действия — максимальная подача превышает среднюю лишь в 1,047 раза. Мощность двигателя в них используется более эффективно, а подача жидкости осуществляется почти непрерывным потоком. Недостаток трехпоршвых насосов — их громоздкость и малая надежность при работе на абразивных гидросмесей.

По сравнению с центробежными, поршневые насосы имеют следующие преимущества: возможность создания значительного давления при небольшой подаче; жесткая характеристика — с ростом давления подача насоса остается практически неизменной; способность самовсасывания — насосы не требуют заливки перед пуском.

Недостаток таких насосов — значительная сложность конструкции, особенно много поршневых насосов, наличие понижающей передачи и кривошипно-шатунного механизма, клапанов, из условий ет низкую надежность насосов, значительные габариты и массу, затрудняет обслуживание и защиту от абразивного износа при транспортировке гидросмесей. Кроме того, недостатком является неравномерность и ограниченность подачи при этом насосы имеют очень большие габариты 20-45 тонн.

7.3 Конструкция плунжерных насосов

Плунжерные насосы относятся к объемным машин одностороннего действия. Схема работы их такая же, как в трехцилиндровых поршневых насосах одностороннего действия. Основные достоинства плунжерных насосов — возможность работы на высоких давлениях (10 МПа и больше), простота конструкции, относительно низкая стоимость, удобство эксплуатации, а также простота защиты от абразивного износа. Конструктивно плунжерные насосы выполняются с приводом от кривошипно-шатунного механизма. Расположение цилиндров горизонтальное или вертикальное. Гидравлические коробки выполняются обычно с клапанным распределением.

Гидро транспортирование твердых материалов не является основной областью применения плунжерных насосов, но, учитывая низкую стоимость (по сравнению с мембранно-поршневыми), они применяются при гидро транспортирования высокоабразивных материалов, например полиметаллических шламов. В плунжерных насосах интенсивному износу подвергаются уплотнения и в меньшей степени — корпус плунжера. Кроме того, в плунжерных насосах, которые применяются для гидротранспорта существует возможность промывки плунжера.


Рис. 7.3. Схема плунжерного насоса (1 — плунжер; 2 — крышка сальника; 3 — уплотнение; 4 — гидрозатвор; 5 — корпус; 6 — напорный патрубок; 7 — пневмокомпенсатор; 8 — нагнетательный клапан; 9 — рабочая камера; 10 — всасывающий клапан; 11 — всасывающий патрубок; 12 — отверстие подачи промывочной воды)

Плунжерный насос, рис 7.3, в отличие от поршневого, в качестве подвижного элемента имеет плунжер 1 — гладкий металлический стержень. Он, двигаясь вперед или назад, меняет объем рабочей камеры 9. Благодаря этому, жидкость поступает в рабочую камеру с всасывающего патрубка 11 через клапан 10 или вытесняется в напорный патрубок 6 через клапан 8.

Главное преимущество плунжера перед поршнем — простота уплотнения, которое осуществляется аналогично уплотнению штоков поршневых насосов — с помощью сальника 3. Для защиты уплотнения и плунжера от абразивных частиц в полость 4 через отверстие 12 подается чистая вода под давлением, что превышает давление жидкости в рабочей камере. Чистая вода через зазор между втулкой и плунжером в небольшом количестве поступает в рабочую камеру и промывает этот зазор, предотвращая попадание в него твердых частиц.

Плунжерные насосы для транспортировки твердых материалов работают в зависимости от транспортируемой среды, с частотой ходов 80 … 120 мин-1. Для повышения подачи плунжерных насосов увеличивают количество плунжеров в одном агрегате (до семи). Однако из-за многоцилиндрового выполнения увеличивается количество быстроизнашивающихся деталей.

7.4 Винтовые насосы

Винтовые насосы предназначены для перекачки чистой и загрязненной песком, илом, частицами угля и породы, воды и используется на местном водоотливе при проходке горизонтальных выработок и уклонов, а также для очистки водосборников и отстойников от шлама.

На шахтах применяются винтовые насосы трех типоразмеров: 1В6/5, 1В20/5 и 1В20/10 (1В — одновинтовой, числитель — подача в л за 100 оборотов вала, знаменатель — давление в МПа.) При частоте вращения вала насоса 1450 об/мин указанные насосы обеспечивают соответственно: подачу — 6; 17 и 17 м3/ч; напор — 50, 50 и 100 м, к. п. д. — 0,48; 0,60 и 0,64. Вакууметрическая высота всасывания 6м.

Винтовые насосы относятся к классу объемных машин. Основными частями винтового насоса типа 1В, рис. 7.4 является стальная обойма 3, резиновый статор 4, стальной ротор 5 и карданный вал 6. В статоре, что представляет собой резиновый цилиндро с полостью в виде двух заходной спирали, планетарно вращается ротор в виде однозаходного винта с шагом, вдвое меньше шага спирали статора. Между ротором и статором есть полости, которые поступательно перемещаются от одного конца статора к другому. Благодаря этому с одной стороны статора образуется разрежение и происходит всасывание воды по патрубку 1, а через патрубок 9 — нагнетание воды в трубопровод.

Карданный вал 6 соединяется с помощью приводного вала 11 и упругой муфты с валом двигателя. Вал 6, снабженный шарнирами 2 и 8, позволяет ротору 5 выполнять планетарное вращение в статоре. Шарнир 8 защищен от песка и грязи резиновым сильфоном 7. Уплотнение вала обеспечивается сальником 10. Вал 7 расположен в двух радиально-упорных шарикоподшипниках 13 находящихся в гнездах станины 12.

Благодаря резиновому статору насос может перекачивать загрязненную воду. Вода в пространстве, перемещается, служит смазкой между ротором и статором. Без воды в этом пространстве нельзя пускать насос, так как статор выйдет из строя.

Регулирования подачи насоса выполняется с помощью пропускной трубки с вентилем, соединяющий полости всасывания и нагнетания (на рис.7.4 не показаны). Если при работе насоса открыть вентиль, то часть воды, вернется из полости нагнетания в полость всасывания и подача уменьшится.


Рис. 7.4. Винтовой насос (1 — всасывающий патрубок; 2, 8 — шаровые шарниры; 3 — обойма; 4 — резиновый статор; 5 — винтовой ротор; 6 — карданный вал; 7 — резиновый сильфон; 8 -; 9 — нагнетательный патрубок; 10 — сальник; 11 — приводной вал; 12 — станина; 13 — радиально -упорные шарикоподшипники)

Ключевые термины:

Поршневой насос (плунжерный насос) — один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней (плунжеров), совершающих возвратно-поступательное движение.

Поршень — деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно-поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу, или наоборот — возвратно-поступательного движения в изменение давления. В поршневом механизме, в отличие от плунжерного, уплотнение располагается на цилиндрической поверхности поршня, обычно в виде одного или нескольких поршневых колец.

Винтовой или шнековый насос — насос, в котором создание напора нагнетаемой жидкости осуществляется за счёт вытеснения жидкости одним или несколькими винтовыми металлическими роторами, вращающимися внутри статора соответствующей формы..

Контрольные вопросы

  1. Перечислите основные насосы для перекачивания загрязненных жидкостей.
  2. Из каких частей состоит объемный насос?
  3. Какие недостатки поршневого насоса?
  4. Какие преимущества плунжерного насоса?
  5. Почему плунжерные насосы применяют для перекачивания загрязненных жидкостей?
  6. Какие преимущества винтовых насосов?
  7. Какие недостатки винтовых насосов?

Краткие итоги

  • Рассмотрели насосы для перекачки загрязненных шидкостей
  • Ознакомились с конструктивным исполнением, преимуществом и недостатками плунжерных, винтовых и поршневых насосов.

Плунжерный насос дозатор

и чем он отличается от поршневого насоса. Плунжер и поршень

 

Существительное «поршень» намного «популярнее», чем «плунжер». В поисковых запросах оно встречается в двадцать раз чаще (поршень двигателя внутреннего сгорания, тормозной поршень, поршень клапана и, конечно, поршень насоса). Многие из тех, кто хотя бы на интуитивном уровне понимает, что такое поршень, не всегда даже слышали о плунжере. Хотя в справочниках и словарях (не только технических, но и общего типа) словосочетания с прилагательным «плунжерный» ─ не случайные гости: плунжер ТНВД (плунжер топливного насоса высокого давления), плунжер домкрата, плунжер клапана, плунжер пресса. И плунжер насоса, разумеется. Если поршень «популярнее» плунжера на порядок, то слова «плунжерный насос» при формировании запроса набирают лишь вдвое реже, чем «поршневой насос».

Плунжерный насос Ареопаг

 

Поршень и плунжер. Поршневой и плунжерный насосы

В соответствии с «ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения» поршневой и плунжерный насосы являются возвратно-поступательными насосами, рабочие органы которых выполнены, соответственно, в виде поршня и в виде плунжера. В каких «взаимоотношениях» между собой находятся поршень и плунжер?

Велик соблазн считать поршень и плунжер синонимами, тем более, что такого же мнения придерживаются многие словари синонимов, ставя в один ряд с ними употребляемый сегодня гораздо реже, чем в недавнем прошлом, термин «ныряло». Кстати, совсем не случайный, ведь слово «плунжер» происходит от английского plunge, что означает погружение, ныряние. О том, что поршень и плунжер не совсем одно и то же, косвенно свидетельствует все тот же ГОСТ 17398-72, определяя роторно-поршневой насос как роторно-поступательный насос с рабочими органами в виде «поршней или плунжеров».

И все же большинство словарей в определении плунжера используют слово поршень, что дает основания рассматривать плунжер не как уникальный вытеснитель, а как частный случай поршня. Согласно Большому Энциклопедическому словарю (2-е издание, 1997 г.) плунжер ─ это «поршень, имеющий длину, значительно превышающую диаметр». Толковый словарь под редакцией Д. Н. Ушакова, 19351940 гг. ─ «поршень в нагнетательных насосах, имеющий вид длинного цилиндрического стержня». Большая политехническая энциклопедия под ред. В. Д. Рязанцева, 2011 г. ─ «удлиненный массивный цилиндрический поршень с кольцевыми уплотнителями». И, наконец, Большая советская энциклопедия 1969-1978 гг. издания ─ «поршень с гладкой образующей поверхностью или с кольцевыми канавками, имеющий длину, значительно превышающую диаметр».

Т. е. главный отличительный признак, дающий основание назвать поршень плунжером, ─ геометрия и размеры поршня. Когда поршень «вытягивается», и его длина начинает существенно превосходить диаметр, продолжая оставаться поршнем, он становится еще и плунжером. Длина и диаметр поршня могут быть любыми. Диаметр плунжера намного меньше, чем длина плунжера.

Исходя из вышесказанного, плунжерный насос может рассматриваться как один из двух вариантов поршневого насоса, который бывает собственно поршневым и плунжерным.

 

Плунжерный насос: принцип работы, отличия поршневого и плунжерного насосов

Работа плунжера и поршня в насосе происходит с использованием идентичных принципов вытеснения жидкости, поэтому гидравлические параметры плунжерных и поршневых насосов в целом одинаковы. Но устройство плунжерного насоса имеет некоторые особенности, заключающиеся в уплотнении рабочего органа.

Поверхность плунжера, как правило, гладкая и не содержит канавок для размещения уплотнений, которые устанавливают на внутренней поверхности цилиндра. Это позволяет с большей свободой варьировать их количеством и шириной. К расположенному на поверхности цилиндра неподвижному уплотнению достаточно просто подвести смазку, что позволяет не только увеличить скорость движения плунжера, но и срок службы плунжерных пар.

Уплотняющие кольца на поршне препятствуют ему развивать столь же высокие скорости как гладкому плунжеру. Поскольку плунжер может перемещаться с большой скоростью, увеличивается число его двойных ходов, существенно превышающих технологически и экономически оправданное количество двойных ходов поршня. А чем число двойных ходов больше, тем меньшие габариты и масса насоса достаточны для обеспечения требуемой гидравлической мощности.

Особенности конструкции уплотнений плунжерного насоса облегчают использование современных материалов с улучшенными антикоррозийными свойствами, высокой стойкостью к агрессивным средам и значительным рабочим ресурсом. Применение инновационных решений, например, оксидной керамики (плунжеры керамические), позволило еще более уменьшить износ и увеличить срок службы плунжеров.

Чтобы обеспечить герметичность и достаточность небольших усилий для перемещения поршня, его поверхность тщательно притирают к цилиндру. При изготовлении плунжерных насосов столь же трудоемкая обработка внутренней поверхности цилиндра не требуется. А добиваться высокого класса чистоты наружной поверхности плунжера технологически проще, чем внутренней цилиндра.

В силу особенностей конструкции собственно поршневые насосы используют для малых и средних напоров; плунжерные ─ преимущественно (но не только) для высоких. Если для поршневых насосов давление перекачиваемой жидкости измеряется десятками мегапаскалей, то плунжерные насосы способны перекачивать жидкость с давлением 100 МПа и выше.

 

Устройство плунжерного насоса-дозатора

Основные части поршневого и плунжерного насосов ─ цилиндр и движущийся в нем поршень (плунжер), благодаря перемещению которого происходит всасывание и нагнетание жидкости. Движение поршня (плунжера) обеспечивает электрический или иной, например, дизельный привод. Своя область применения есть у ручных плунжерных насосов.

Вращательное движение вала двигателя с помощью кривошипно-шатунного механизма (кривошип, шатун и шток) преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня-плунжера, результатом чего является чередование разрежения и избыточного давления внутри цилиндра. Работа плунжерного насоса координируется всасывающими и нагнетательными клапанами.

Плунжерный дозировочный насос обеспечивает подачу (расход) дозируемой жидкости с очень высокой точностью. Дозировочный одноплунжерный электронасосный агрегат состоит из двух блоков приводного и гидравлического. В состав приводного входят двигатель и редуктор с червячной парой и механизмом регулирования. В гидравлический ─ один или несколько гидроцилиндров (другие названия ─ камера насоса, корпус). Электронасосные дозировочные агрегаты могут укомплектовываться как одинаковыми, так и разными по величине подачи гидроцилиндрами.

Функции редуктора ─ преобразовывать вращательное движение вала двигателя в возвратно-поступательное движение плунжера и обеспечивать бесступенчатое регулирование длины хода плунжера.

Конец червячного вала через муфту соединен с валом двигателя. Вал, на котором закреплено червячное колесо, имеет эксцентриковую шейку ─ посадочное место для эксцентрика. Надетый на эксцентрик шатун преобразует вращательное движение вала червячного колеса в возвратно-поступательное движение ползуна, соединенного с плунжером. Изменение положение эксцентрика относительно шейки вала меняет длину хода плунжера от максимума до нуля. Она будет наибольшей при максимальном эксцентриситете. Приближение точки крепления шатуна к центру вала означает, что ход плунжера уменьшается. Соответственно, падает количество подаваемой насосом жидкости.

Регулирование подачи изменением длины хода плунжера может выполняться вручную или дистанционно при остановленном агрегате или на ходу (последнее ─ не у всех моделей).

Регулировать подачу можно другим способом ─ варьируя число ходов плунжера с помощью частотно-регулируемого асинхронного привода.

В мощных насосах расширить диапазон значений подачи и давления помогают сменные детали гидроблока ─ плунжеры и гильзы разного диаметра.

Гидроцилиндр ─ гильза с уплотнительным устройством ─ предназначен для перекачки дозируемой жидкости. К его корпусу присоединены шариковые клапаны. Компания «Ареопаг» ─ один из ведущих российских производителей насосов-дозаторов ─ предлагает несколько способов крепления клапанов: при помощи рамки или фланцев, а также резьбовое и быстроразборное соединения. При ходе плунжера на всасывание и закрытом нагнетательном клапане в гидроцилиндре создается разряжение. После открытия клапана на всасывание (другие названия ─ впускной клапан, клапан забора, приемный клапан) корпус цилиндра заполняется реагентом. При обратном ходе плунжера всасывающий клапан закрывается, и в полости гидроцилиндра создается избыточное давление, под действием которого открывается нагнетательный клапан (выпускной клапан, клапан сброса), и жидкость выталкивается из полости гидроцилиндра. Данный процесс повторяется при каждом цикле возвратно-поступательного движения плунжера.

Плунжерные насосы классифицируют по числу рабочих полостей (гидроцилиндров, плунжеров): одноплунжерный насос, двухплунжерный насос, трехплунжерный насос (получил особенно широкое распространение), многоплунжерный насос.

Насосы с двумя и более плунжерами имеют общий коленчатый вал с расположенными под углом друг к другу кривошипами. У трехплунжерных насосов он составляет 120O.

Многоплунжерные насосы позволяют увеличить КПД агрегата и подачу (при этом сделав ее более равномерной), появляется возможность одновременного дозирования разных жидкостей.

Агрегаты блочные различных категорий точности дозирования производства ЗДТ «Ареопаг» изготавливаются с одним, двумя и большим числом насосов. Раздельное для каждого насоса регулирование подачи изменением длины хода плунжера дополнено синхронным для всех регулированием посредством изменения числа ходов.

Для изготовления проточной части используют хромистые, хромоникелевые, хромоникелемолибденовые стали, а также никелевые и титановые сплавы.

Как опции предусмотрено устройство обогрева (охлаждения) проточной части, а также устройство фонаря, верхней заглушки и нижнего штуцера отвода утечек.

Возможно изготовление плунжерных электронасосных агрегатов в различном климатическом исполнении не только общепромышленного, но и повышенного уровня взрывозащиты для эксплуатации в пожароопасных зонах.

 

 Плунжерный насос Ареопаг

 

Применение плунжерных насосов

Благодаря своим функциональным свойствам, в т. ч. способности создавать высокое давление и работать с агрессивными и вязкими средами, плунжерные насосы нашли широкое применение в самых разных областях технологий. Число предприятий различных отраслей, на которых приходят к пониманию необходимости плунжерный насос купить, с каждым годом только растет.

В строительной индустрии плунжерные насосы делают возможным осуществление широкого спектра технологических операций, начинающихся со слова «очистка» (спасибо высокому давлению!). Очистка стальной арматуры железобетонных конструкций от ржавчины. Очистка поверхностей строительных конструкций, например, стен домов от граффити. Очистка технологического транспорта и оборудования ─ цементных мешалок, мельниц, сит, бетоносмесителей.

Промышленные установки, в состав которых входят плунжерные насосы, используют для придания шероховатости строительным конструкциям и срезания швов. В дорожной отрасли с их помощью удаляют дорожную разметку и даже слои асфальтобетона.

В металлургии плунжерные насосы помогают освобождать профили от окалины и обеспечивать циркуляцию рабочей жидкости в тяжелом металлургическом оборудовании, например, подшипниках прокатных валков.

В нефтегазодобыче глубинные штанговые плунжерные насосы служат основным исполнительным органом штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ), используемых для добычи нефти.

В электро- и теплоэнергетике их используют для очистки топок, горелок, теплообменников.

Для этих же целей плунжерные насосы часто применяют в пищевой отрасли, особенно требовательной к чистоте технологического оборудования.

Нельзя обойти вниманием машиностроение и машины. Топливный плунжерный насос высокого давления обеспечивает впрыск топлива в камеры сгорания газотурбинных двигателей, а также тракторных, автомобильных и иных дизелей.

Плунжерный насос для масла входит в состав многих видов металлообрабатывающего оборудования, в частности, прессов. Не останавливая технологический процесс, с помощью плунжерного насоса можно регулировать подачу масла в гидравлическую систему, что упрощает управление оборудованием.

Плунжерный насос высокого давления для воды создает струи, с помощью которых можно резать не только камень или бетон, но и металл.

Плунжерный насос для воды используют в системах водоснабжения и очистки воды. Например, в качестве питательного насоса.

Плунжерный насос для автомойки ─ устройство, с которым знакомо большинство автомобилистов.

Важнейший сегмент применения плунжерных насосов, область, где им удалось ощутимо потеснить поршневые насосы, ─ химическая промышленность. Здесь, а также в целом ряде других отраслей, широко распространены насосы плунжерные дозировочные, предназначенные для объемного напорного дозирования нейтральных, токсичных и агрессивных жидкостей, а также растворов, суспензий и эмульсий с высокой кинематической вязкостью и плотностью. При дозировании эмульсий и суспензий необходимо более часто очищать детали клапанной системы от загрязнений.

Их применяют для дозирования кислот, щелочей, многокомпонентных растворов, легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей.

Используя плунжерные дозировочные агрегаты «Ареопаг», можно дозировать жидкости с кинематической вязкостью от 3,5ˣ107 до 8ˣ10-4 м2/с, плотностью до 2000 кг/м2, температурой от минус 30 до плюс 200OC (по заданию заказчика ─ от минус 40OC до плюс 250OC) и водородным показателем 0-14 рН. Допустимая концентрация твердой неабразивной фазы ─ 10% (30%), ее плотность ─ 2300 кг/м3, величина зерна ─ не более 1% (3%) от размера патрубка агрегата.

 

Наряду со способностью обеспечивать высокую производительность и давление, плунжерные насосы обладают другими преимуществами. В них меньше изнашиваемых деталей, что повышает надежность, упрощает обслуживание и ремонт плунжерного насоса. Замена плунжера не требует специального инструмента и может быть выполнена на месте эксплуатации.

Ценное качество для потребителей ─ компактность, а для производителей ─ меньшая, чем у «собственно поршневого насоса», материалоемкость.

Плунжерные насосы лучше поршневых насосов приспособлены для работы с вязкими и загрязненными жидкостями. Именно поэтому им принадлежит столь значимое место в химической промышленности, в т. ч. в качестве дозировочных.

Архиважное для дозирующих насосов свойство ─ высокая при необходимости прецизионная точность дозирования. Они легко встраиваются в производственно-технологические линии, поддаются автоматизации, отличаются высоким коэффициентом полезного действия и низкой энергоемкостью при дозировании.

На сегодняшний день плунжерные дозировочные насосы и использующее их оборудование получили широкое распространение. Потенциал их совершенствования не исчерпан. Остается актуальным целый ряд представляющих большой практический интерес вопросов: повышение ресурса плунжерных пар, увеличение межремонтного периода, еще более высокая точность дозирования и другие. Важно, что сегодня российские потребители могут ожидать ответы на них и от отечественных компаний, продукция лучших из которых уже сегодня способна на равных конкурировать с насосами ведущих зарубежных производителей.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.