Поршневой насос принцип действия и устройство: Принцип действия поршневых насосов — статья на сайте Albin-pump

Содержание

Принцип действия поршневых насосов — статья на сайте Albin-pump


Поршневой насос по своей сути представляет собой объемную гидромашину, в которой вытеснение жидкости производится поршнями, совершающими возвратно-поступательные движения. Такие машины  являются необратимыми, так как имеют  клапанную систему распределения.

Поршневые насосы  могут использоваться в системах водоснабжения, в химической промышленности, в пищевых производствах. На самом деле насосы такого типа – одни из самых древних. Имеются достоверные сведения о том, что в 3 веке до н.э. греческий изобретатель Ктесибий применил для тушения огня конструкцию, схожую с современными поршневыми насосами, которая имела два поршня.

Принцип работы поршневого насоса основан на перемещении поршня в рабочей камере. В первом цикле нижний клапан открывается и через него происходит всасывание жидкости. После перемещения поршня в обратном направлении в камере создается высокое давление, после чего открывается верхний клапан, через который жидкость выталкивается из камеры.

Из описания принципа действия такого насоса видно, что главным недостатком является пульсация жидкости, связанная с частотой вращения вала. Для того чтобы сгладить эту пульсацию современные поршневые насосы имеют на одном валу несколько поршней, которые сдвигаются на равные углы друг относительно друга. Передача движения от вала к поршню осуществляется посредством кривошипно-шатунного механизма, который преобразовывает вращение вала в поступательное движение.

Для повышения КПД поршневых насосов применяют систему двухстороннего действия, в которой обе камеры (поршневая и штоковая) имеют системы клапанов для распределения перекачиваемой жидкости. В этом случае не только повышается производительность установки, но и сглаживаются возникающие пульсации.

Еще один вариант нивелирования пульсации поршневого насоса – установка гидроаккумуляторов, которые накапливают энергию в моменты избыточного давления, а затем отдают ее.

Поршневые насосы из-за высокой сложности конструкции относятся к одним из наиболее дорогостоящих, а также требуют регулярного обслуживания из-за быстрого износа уплотнений.

Смотрите также:

Полезные статьи

Поршневой насос жидкостный: устройство и принцип действия

Жидкостный поршневой насос – это одно из древнейших устройств, назначением которых является перекачивание жидких сред. Поршневые насосы работают на основе простейшего принципа вытеснения жидкостей, которое осуществляется механическим способом. По сравнению с первыми моделями подобных устройств, современные жидкостные насосы поршневого типа отличаются значительно более сложной конструкцией, они более надежны и эффективны в использовании. Так, поршневые насосы, выпускаемые современными производителями, имеют не только эргономичный и прочный корпус, но и развитую элементную базу, а также предоставляют более широкие возможности для монтажа в трубопроводные системы. Благодаря такой универсальности насосы жидкостные поршневого типа активно используются в трубопроводных системах как промышленного, так и бытового назначения.

Поршневой насос для незамкнутых гидравлических систем

Конструктивные особенности

Основным элементом жидкостного поршневого насоса является полый металлический цилиндр, в котором и протекают все рабочие процессы, осуществляемые с перекачиваемой жидкостью. Физическое же воздействие на жидкость осуществляет поршень плунжерного типа. Благодаря этому элементу данный жидкостный насос и получил свое название.

Принцип работы поршневого насоса основывается на возвратно-поступательном движении его рабочего органа, действующего как гидравлический пресс. При этом в конструкции такой машины, в отличие от классических гидравлических устройств, присутствует механизм клапанного распределения, а также ряд дополнительных конструктивных элементов (в частности, кривошип и шатун, составляющие основу силовой части насоса жидкостного поршневого типа).

Устройство аксиально-поршневого насоса

Принцип работы

От большинства из тех, кто подбирает технические устройства для оснащения трубопроводных систем, специалисты слышат: «Объясните работу поршневого насоса с воздушной камерой». Следует сразу сказать, что принцип, по которому действует жидкостный поршневой насос, изобретенный еще несколько столетий назад, достаточно прост. Заключается он в следующем: совершая поступательное движение, поршень создает разрежение воздуха в рабочей камере, за счет чего в камеру и всасывается жидкость из подводящего трубопровода.

При обратном движении поршня такого насоса, который, по некоторым историческим данным, изобрел древнегреческий механик, жидкость из рабочей камеры выталкивается в нагнетающую магистраль. Поршневые насосы, как уже говорилось выше, оснащаются клапанным механизмом, основная задача которого состоит в том, чтобы не дать перекачиваемой жидкости попасть обратно во всасывающий канал в тот момент, когда она выталкивается в нагнетательную магистраль.

Принцип работы одностороннего поршневого насоса

Принципом, по которому работают поршневые насосы, объясняется тот факт, что поток, создаваемый такими устройствами, двигается по трубопроводу с различной скоростью, скачками. Чтобы избежать этого негативного явления, используют насосы, оснащенные сразу несколькими поршнями, работающими в определенной последовательности. Преимущества, которые достигаются при использовании жидкостных насосов с несколькими поршнями, заключается еще и в том, что такие устройства способны закачивать жидкость даже в тот момент, когда их рабочая камера ею не заполнена.

Такое качество многопоршневого плунжерного насоса, которое получило название «сухое всасывание», актуально во многих сферах, где используются подобные устройства.

Поршневые насосы различаются по числу действий

Насосы двухстороннего действия

Основная причина, по которой был разработан и стал активно применяться поршневой насос двойного действия, заключается в стремлении производителей уменьшить уровень пульсации потока жидкости, нагнетаемой в трубопроводную систему. Для того чтобы разобраться в преимуществах использования насосного устройства двойного действия, достаточно понять, как работает поршневой жидкостный насос данного типа.

Особенность устройства жидкостного поршневого насоса двойного действия заключается в том, что штоковые и поршневые полости этой машины оснащены индивидуальными клапанными системами. Такая конструкция поршневого насоса двойного действия, уникальность которой можно заметить даже по фото, позволяет не только устранить пульсации потока в трубопроводной системе, но и значительно повысить эффективность использования самой машины.

Между тем поршневые насосы одностороннего действия, если сравнивать их с двухсторонними моделями, из-за простой конструкции отличаются более высокой надежностью и долговечностью.

Принцип действия двухстороннего поршневого насоса

Существует еще одна конструктивная схема поршневого насоса, при использовании которой удается добиться устранения пульсационных процессов в трубопроводных системах. Насосное оборудование, выполненное по данной схеме, предполагает применение специального гидроаккумулятора. Основное назначение таких гидроаккумуляторов, используемых для оснащения насосных станций, заключается в том, чтобы накапливать энергию потока жидкости в моменты пикового давления в трубопроводе и отдавать ее тогда, когда такого давления для нормальной работы системы недостаточно.

Однако какие бы виды поршневых насосов ни использовались и какими бы дополнительными техническими устройствами ни оснащались насосные станции, устранить пульсационные процессы в трубопроводах не всегда удается.

В таких ситуациях часто применяется дополнительное оборудование, обеспечивающее эффективный отвод лишней жидкости за пределы насосной станции.

Сферы применения

Область применения жидкостных насосов поршневого типа достаточно широка, что объясняется их высокой универсальностью. Между тем конструкция таких машин не позволяет использовать их в тех случаях, когда перекачивать необходимо значительные объемы воды или другой жидкости. Одним из основных достоинств этих гидравлических машин является то, что их поршни, вытесняя жидкость через нагнетательную магистраль, одновременно всасывают ее новую порцию через подающий канал, что в условиях сухого цилиндра очень важно. Этим качеством и предопределяется назначение поршневых жидкостных насосов как наиболее эффективных устройств, используемых на предприятиях химической промышленности.

Гидравлический поршневой насос для автокрана

Сферы применения жидкостных насосов поршневого типа расширяются и за счет того, что такое оборудование может успешно использоваться для работы с химически агрессивными средами, некоторыми видами топлива и взрывоопасными смесями. Активно применяются насосы данного типа и в бытовых целях, с их помощью можно создавать трубопроводные системы для автономного водоснабжения частных строений и для полива. Между тем, решив использовать такой прибор, не забывайте о том, что для перекачивания больших объемов жидкости он не предназначен.

Еще одной сферой, в которой активно используются жидкостные насосы поршневого типа, является пищевая промышленность. Это объясняется тем, что такие устройства отличаются очень деликатным отношением к перекачиваемой через них жидкости.

Преимущества и недостатки

Если говорить о достоинствах, которыми обладают насосы поршневого типа, служащие для перекачивания жидких сред, то к наиболее значимым можно отнести:

  • простоту конструкции, которую демонстрируют даже картинки и схематическое изображение подобных устройств;
  • высокую надежность, которая определяется не только использованием высокопрочных материалов для производства таких машин, но и принципом действия поршневого насоса;
  • возможность работы с носителями, при использовании которых предъявляются особые требования к условиям пуска насосного оборудования.
Основным недостатком рассматриваемого насосного оборудования, упомянутым выше, является его невысокая производительность. Конечно, расширить технические возможности таких устройств можно, но зачем это делать, если данная задача решается с меньшими финансовыми затратами посредством насосного оборудования другого вида.

Выбирая жидкостные насосы поршневого типа, сначала определитесь с тем, для чего такое оборудование будет использоваться. Если не предполагается перекачивание слишком больших объемов жидкости, то доступные по стоимости и надежные жидкостные насосы поршневого типа оптимально подойдут для реализации ваших целей.

Устройство поршневых насосов и принцип действия

Самыми первыми гидравлическими машинами, преобразующими механическую энергию движения поршня в механическую энергию жидкости и известными еще до нашей эры, были именно поршневые насосы. Претерпевая различные дополнения, принцип их действия не менялся с тех самых пор.

В поршневом насосе, за счет циклического изменения объема, происходит циклическое заполнение цилиндров жидкостью с последующим ее вытеснением.

В качестве простейшего образца работы любого современного поршневого насоса, может служить рабочий цикл простой одноступенчатой гидравлической машины, состоящей из цилиндрической рабочей камеры с двумя отверстиями напорным и всасывающим и совершающего внутри нее возвратно-поступательные движения поршня. Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное конструкцией предусматривается кривошипно-шатунный механизм.

Всасывание жидкости в таком устройстве происходит за счет создания в рабочей камере низкого давления во время движения поршня вправо при закрытом нагнетательном клапане, а напор перекачиваемой жидкости открывает всасывающий клапан и рабочая камера полностью заполняется.

Затем при возвратном движении поршня, в цилиндре создается избыточное давление, значительно большее, чем в нагнетательном патрубке. Всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный открывается для подачи, за счет чего и происходит процесс нагнетания или вытеснения жидкости, равной объему рабочей камеры, в напорный коллектор трубопровода.

Полезный объем рабочей камеры это разница между максимальным и минимальным ее объемами, обусловленными положением поршня.

От частоты движения поршня зависит непрерывность поступления рабочей жидкости. Чтобы давление внутри напорного трубопровода было стабильным, обычно используются гидравлические агрегаты двухстороннего действия с несколькими рабочими камерами, точнее, цилиндры в них поделены на две равные части, в каждой из которых имеются оснащенные клапанами всасывающие и напорные патрубки. Такая конструкция позволяет в разных частях иметь разное давление. В то время, как в одной части под действием движения поршня идет процесс всасывания, в другой осуществляется нагнетание и наоборот. Для борьбы с пульсацией применяют воздушные колпачки и гидроаккумуляторы.

К поршневым насосам одинарного действия относятся плунжерный или скольчатый насос, а также диафрагменный насос. Диафрагменный отличается от плунжерного лишь наличием в его рабочей камере специальной активной или пассивной диафрагмы. Активные диафрагмы, передавая усилие на жидкость от штока, находятся под высоким давлением и поэтому из-за своей низкой усталостной прочности применяются в поршневых насосах низкого давления с большим числом качаний. А пассивные диафрагмы лишь отделяют жидкость, передающую энергию от плунжера к перекачиваемой жидкости и поэтому их применяют в насосах с высокими давлениями при малом числе качаний.

Более сложную конструкцию имеют поршневые насосы двойного действия, обеспечивающие более равномерную подачу перекачиваемой жидкости за счет наличия в них двух и более рабочих камер. Каждая камера работает в качестве насоса одинарного действия, а, в так называемых, дифференциальных насосах в правой рабочей камере, используемой как вспомогательная, отсутствуют клапаны, но за счет ее наличия подача жидкости не зависит от движений поршня.

Возможность регулирования напорного давления за счет варьирования частотных диапазонов поршневого хода, малые габариты и взаимозаменяемость узлов деталей являются основными плюсами поршневых насосов.

К недостаткам можно отнести невозможность из-за высокого давления на входе последовательно соединить нескольких поршневых насосов в одну цепь, невозможность перекачивания жидких сред с абразивными частицами, потребность в дополнительной охлаждающей системе и в дополнительном уплотнении между поршнем и стенками цилиндров рабочих камер. А также, в отличие от других объёмных насосов, поршневые насосы не обратимы из-за наличия клапанов, поскольку не могут работать в режиме гидродвигателя.

А. ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ. 1. Устройство, принцип действия и классификация поршневых насосов

Насос состоит из цилиндра , внутри которого движется возвратно-поступательно поршень 2, и двух кча-панов — всасывающего 3 и нагнетательного 4. Снизу к цилиндру присоединена   всасывающая   труба, сверху — н а г н етательная. При движении поршня слева направо (из левого крайнего положения в правое крайнее положение) в цилиндре создается разрежение, вследствие чего всасывающий ^клапан 3 поднимается и жидкость из сосуда 6 по всасывающей трубе 5 устремляется в цилиндр, наполняет его и движется за поршнем. При обратном ходе поршня (справа налево) в цилиндре создается избыточное давление, всасывающий клапан опускается, нагне¬тательный клапан поднимается и жидкость из цилиндра вытес¬няется поршнем по нагнетательному трубопроводу 7 в сосуд 8. Таким образом, при многократном возвратно-поступательном движении поршня, осуществляемом при помощи шатунно-криво-шипного механизма, жидкость попеременно всасывается из со¬суда 6 и нагнетается в сосуд 8.
Совершенно очевидно, что для нормальной работы насоса клапаны должны плотно запирать всасывающую линию в начале хода нагнетания (во избежание вытеснения жидкости из цилиндра в эту линию) и нагнетательную линию — в начале хода всасыва¬ния (во избежание обратного притока жидкости в цилиндр из нагнетательной линии). Кроме того, поршень должен плотно при¬легать к внутренней поверхности цилиндра, что достигается тща-. тельной обработкой этой поверхности и применением специальных уплотняющих устройств (эластичные манжеты, поршневые кольца). Так как надежное уплотнение поршня при давлениях нагнетания выше 0,4—0,6 МПа связано с конструктивным усложнением и недоступно наблюдению, то при более высоких давлениях поршень заменяют сплошным или полым плунжером Т (скалкой). Последний движется внутри цилиндра, не касаясь его стенок, и уплотняется с помощью сальника 10 в месте выхода из цилиндра, доступном для наблюдения. Будучи в изготовлении и конструктивно более простым, плунжерный  насос при том же диаметре цилиндра требует для вытеснения одинакового объема жидкости большей длины хода, чем поршневой.

Страницы: 1 2 3

Принцип работы насоса. Типы насосов. Работа насоса. Устройство насоса

В этой статье мы постарались собрать все возможные принципы работы насосов. Часто, в большом разнообразии марок и типов насосов достаточно трудно разобраться не зная как работает тот или иной агрегат. Мы постарались сделать это наглядным, так как лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.
Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.


Водоподъемное колесо


С давних времен стояла задача подъема и транспортировки воды. Самыми первыми устройствами такого типа были водоподъемные колеса. Считается, что их изобрели Египтяне.
Водоподъемная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижник край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоема, а затем в верхней точке колеса , вода выливалась из кувшинов в специальный приемный лоток. для вращения устройства применялать мускульная сила человека или животных.



Винт архимеда


Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученый древности, изобрел винтовое водоподъемное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объемом поднимаемой воды или большей высотой подъема. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.



Поршневой насос


Первый поршневой насос для тушения пожаров, изобратенный древнегреческим механиком Ктесибием, был описан еще в 1 веке до н. э. Эти насосы, по праву, можно считать самыми первыми насосами. До начала 18 века насосы этого типа использовались довольно редко, т.к. изготовленные из дерева они часто ломались. Развитие эти насосы получили после того, как их начали изготавливать из металла.
С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.
В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъема воды из скважин и колодцев, в промышленности — в дозировочных насосах и насосах высокого давления.


Существуют и поршневые насосы, объединенные в группы: двухплунжерные, трехплунжерные, пятиплунжерные и т.п.
Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода.
На картинке вы можете увидеть трехплунжерный насос.



Крыльчатый насос



Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении



Сильфонный насос



Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон («гармошку»), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение — выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.



Пластинчато-роторный насос



Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость «на сухую», т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.

Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.



Шестеренный насос с наружным зацеплением



Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.



Шестеренный насос с внутренним зацеплением



Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разрежение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.



Кулачковый насос с серпообразными роторами


Кулачковые (коловратные или роторные) насосы предназначены для бережной перекачки вызких продуктов, содержащих частицы.
Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)
Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200…400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.
Применяются в пищевой и химической промышленности.

На картинке можно посмотреть роторный насос с трехлепестковыми роторами.
Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.
Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.



Импеллерный насос


Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) является разновидностью пластинчато-роторного насоса.
Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счет этого при вращении рабочего колеса изменяется объем между лопастями и создается разрежение на всасывании.
Что происходит дальше видно на картинке.
Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).
Преимущество — простота конструкции.



Синусный насос



Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.


Принцип работы:

На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.



Винтовой насос


Схема устройства и принцип действия поршневого насоса. Поршневые насосы по роду действия

Схема устройства и принцип действия поршневого насоса

На рисунке дано принципиальное устройство насоса простого действия с приводом от машин, совершающих вращательное движение, например от электродвигателя.

Поршневой насос состоит из рабочей камеры 1, внутри которой имеются всасывающий В(к) и нагнетательный Н(к) клапаны; цилиндра -5, поршня—3, совершающего возвратно-поступательные движения внутри цилиндра; всасывающего 2 и напорного 6 патрубков. Для преобразования вращательного движения кривошипа 9 в возвратно-поступательное движение поршня служат шток 4, ползун 7 и шатун 8.

В зависимости от назначения, условий работы и конструктивных особенностей поршневые насосы классифицируются следующим образом: По роду действия По способу приведения в действие По конструкции рабочего органа По назначению

Поршневые насосы по роду действия

1) насосы простого действия;

2) насосы двойного действия.

У насосов двойного действия по обе стороны от цилиндра имеются рабочие камеры 1 и 2, в каждой из них есть нагнетательные 3 и 4 и всасывающие 5 и 6 клапаны. Поэтому как при ходе поршня 10, приводимого в движение штоком 12, в цилиндре 11 влево, так и вправо, идет одновременно всасывание и нагнетание. Например, при ходе поршня вправо в камере 1 открыт всасывающий клапан 5 и идет засасывание жидкости, а в камере 2 открыт нагнетательный клапан 4, жидкость подается в напорный трубопровод. Таким образом, за один рабочий ход поршня (движение вправо и влево) нагнетается почти удвоенный объем жидкости по сравнению с насосами простого действия, Воздушные колпаки 7 на всасывании и 8 на нагнетании, соединенные трубкой 9, служат для уменьшения пульсации перекачиваемой жидкости;

3) строенные насосы. Они состоят из трех цилиндров простого действия, поршни которых насажены на общий коленчатый вал, причем кривошипы расположены под углом 120° друг к другу. Таким образом, за каждую треть оборота вала засасывается и выдается одна порция воды, чем достигается более равномерная работа;

4) сдвоенные насосы двойного действия.

Насос состоит из двух насосов двойного действия, имеющих общие всасывающий и нагнетательный патрубки;

5) дифференциальные насосы.

В дифференциальном насосе подача жидкости осуществляется более равномерно, в два приема; за ход поршня 2 влево часть жидкости поступает в правую полость цилиндра 1, а за ход поршня вправо она подается в трубопровод при наличии всего двух клапанов 4 — всасывающий и 5 — нагнетательный, вместо четырех. На рис. показаны: 8 — воздушный колпак на всасывании, 6 — воздушный колпак на нагнеганни, 7 — напорный патрубок, 8 — шток. Размеры дифференциального насоса почти такие же, как и простого. Шток 8 дифференциального насоса делают с площадью сечения, равной половине площади поршня; тогда за каждый ход подаются равные объемы.

Поршневые насосы по способу приведения в действие:

1) приводные, работающие от отдельно расположенного двигателя, соединенного с насосом кривошипно-шатунным механизмом или другой передачей;

2) паровые — прямодействующие; у них поршни насоса 1 и 3 и парового цилиндра 2 имеют общий шток 4

3) ручные, приводимые в действие вручную. Эти насосы типа БКФ нашли широкое применение.

По конструкции рабочего органа:

1) собственно поршневые, у которых в расточенном цилиндре перемещается дисковый поршень. В качестве уплотнения поршня применяют уплотняющие кольца или манжеты;

2) плунжерные (скальчатые), у которых рабочим органом является плунжер в виде полого стакана, который двигается в уплотняющем сальнике без касания внутренних стенок цилиндра. В эксплуатации эти насосы проще, так как в них нет сменяемых поршневых колец, манжет и т. п.; на рис. дана схема такого насоса, где 1 — скалка; 2 — цилиндр; 3 — сальник; 4 —нагнетательный воздушный колпак; 5 — всасывающая воздушная камера; В(к) и Н(к) — всасывающий и нагнетательный клапаны;

3) диафрагмовые, у которых рабочий орган — гибкая диафрагма из прорезиненной ткани или кожи;

4) глубоководные насосы с проходным поршнем.

По назначению:

1) водяные;

2) канализационные;

3) кислотные и щелочные;

4) нефтяные и др.

Водоструйные насосы

Принцип действия водоструйного насоса или гидро элеватора основан на передаче кинетической энергии рабочей жидкостью перекачиваемой жидкости. Рабочая (вспомогательная) жидкость обладает большим запасом энергии по сравнению с запасом энергии перекачиваемой жидкости. Перекачка происходит за счет действия одно го потока жидкости с большим запасом энергии, на другой без каких-либо промежуточных механизмов. Установка гидроэлеватора состоит из вспомогательного (питательного) насоса 1, подающего трубопровода 2, гидроэлеватора 3, всасывающего трубопровода 4, напорного трубопровода 5. Вода под большим давлением проходит суживающийся насадок гидроэлеватора 3.

Вследствие резкого увеличения скорости в сужения насадка гидроэлеватора давление р в камере смешения падает и становится меньше атмосферного. Под действием атмосферного давления жидкость из резервуара

Поршневой жидкостный насос: назначение и принцип действия

Данная разновидность насосов является одной из самых древних. Механическое вытеснение жидкостной среды можно назвать простейшей реализацией принципа перекачки. В наши дни конструкции таких агрегатов, конечно, имеют более сложное устройство по сравнению с первыми представителями класса. В современном виде поршневой жидкостный насос имеет прочный корпус, развитую элементную базу и предполагает наличие широких возможностей для коммуникации. Последний аспект обуславливает распространение оборудования в разных сферах от бытовых нужд и вплоть до промышленных узкоспециализированных отраслей.

Устройство насоса

Основу агрегата представляет металлический цилиндр, в котором и происходят рабочие процессы с жидкостью. Физические манипуляции выполняет поршень, в котором предусмотрены клапаны. Специалисты также называют такую систему плунжерной – по типу используемых поршневых механизмов. В сущности, главную функцию в таких системах выполняет гидравлический пресс. Поршневой жидкостный насос действует по принципу возвратно-поступательное движения, хотя и отличается от классических гидродвигателей присутствием системы клапанного распределения. Структура приводного механизма также включает целый набор обслуживающих деталей и компонентов. К частям данной конструкции можно отнести кривошип и шатун, которые составляют основу уже силового рабочего органа.

Принцип действия

В упрощенном виде функция таких агрегатов напоминает обычный шприц или водозаборную колонку, в которой носитель замещается клапаном. Но, есть и особенности, которыми обладает поршневой жидкостный насос. Принцип действия в данном случае предусматривает, что принимающий трубопровод будет также иметь закрывающийся клапан. Благодаря такому устройству жидкость не может поступать обратно в цилиндр.

Несмотря на простую схему рабочего процесса, есть один существенный недостаток у таких насосов. Дело в том, что возвратно-поступательные действия не предполагают равномерную и плавную подачу носителя. Скачкообразные темпы, в которых работает поршневой жидкостный насос, могут доставлять трудности для последующего обслуживания принимающих коммуникаций. Впрочем, использование нескольких поршней позволяет минимизировать этот недостаток.

Модели двухстороннего действия

Появление данной разновидности поршневых насосов обусловлено стремлением производителей устранить эффект пульсации, который возникает именно по причине ритма, в котором поршень выталкивает порции жидкости. В таких насосах штоковая и поршневая полости имеют индивидуальные клапанные системы. Такой принцип распределения подачи воды позволяет не только устранять пульсацию, но и повышать производительность. Правда, односторонние жидкостные поршневые насосы все же имеют свои преимущества, которые выражаются в более высокой степени надежности и долговечности. Еще одной модификацией, которая должна была устранить ритмическую подачу жидкости, является насос, дополненный гидроаккумулятором. В момент пикового давления такие агрегаты собирают энергию, а при ее понижении – наоборот, отдают. Впрочем, полностью устранить пульсацию получается не всегда и эксплуатирующим предприятиям приходится соответствующим образом разрабатывать конфигурации приема жидкости уже вне конструкции насоса.

Назначение насосов

Используют такие агрегаты в разных областях. Его принцип действия не предполагает работу с большими объемами носителя, но зато имеет немало других полезных качеств. Так как в ходе вытеснения каждой новой «дозы» поршнем выполняется прием новой жидкости в условиях сухого цилиндра, использование конструкции себя оправдывает в химической промышленности. Специализированное назначение поршневых жидкостных насосов допускает работу с агрессивными средами, взрывоопасными смесями и некоторыми видами топлива. Но этим не ограничивается применение поршневых агрегатов. Их также используют в бытовых нуждах, для снабжения чистой водой и полива. Опять же, такие модели не рассчитываются на большие объемы циркуляции, но отличаются надежностью и деликатным обращением с обслуживаемой жидкостью – собственно, этот фактор и обусловил широкое распространение насосов в пищевой промышленности.

Преимущества и недостатки конструкции

Среди достоинств таких систем можно отметить выносливость конструкции. Это объясняется не только использованием высокопрочных материалов для изготовления составных частей, но и самим принципом работы. Кроме этого, поршневой жидкостный насос отличается возможностью работы с носителями, у которых высокие требования к условиям пуска. В частности, многие специалисты отмечают выгоду от «сухого» всасывания, которое может обеспечить далеко не всякий насос. Что касается недостатков, то они преимущественно относятся к низкой производительности. Конечно, теоретически возможно и расширение технических параметров агрегата, но это приведет к повышению эксплуатационных требований оборудования. Тем более что многие альтернативные конструкции способны обеспечить достаточную продуктивность при меньших затратах.

Заключение

Насосы такого типа занимают отдельное место на рынке, удовлетворяя при этом и запросы частных пользователей, и нужды крупных предприятий. В современных модификациях поршневой жидкостный насос позволяет выполнять широкий спектр задач. Некоторые из них вполне могут реализовать и агрегаты другого типа, но есть направления, в которых не обойтись именно без гидравлического принципа перекачки. Это относится к упомянутым отраслям химической и пищевой промышленности. С другой стороны, востребованность поршневых насосов в быту обусловлена их простой конструкцией и нетребовательностью в содержании. И это не говоря о высоком эксплуатационном ресурсе данной техники.

Все о радиально-поршневых насосах

Насосы представляют собой механические устройства, используемые для создания потока жидкости. Существует множество различных видов насосов, от простого ручного насоса до вакуумных насосов. Многие насосы идентифицируются по тому, что они делают, например, питательные насосы котла, насосы омывателя высокого давления и насосы омывателя ветрового стекла, а предполагаемое применение является полезным атрибутом для сужения круга насосов, предназначенных для конкретных применений. В этой статье рассматривается особый тип поршневого насоса — радиально-поршневой насос.

Что такое поршневой насос?

Поршневые насосы

— прочные и относительно простые устройства. Базовый поршневой насос состоит из поршня, камеры и двух клапанов. Насос работает, опуская поршень в камеру, тем самым сжимая среду внутри. В гидравлическом насосе это какая-то жидкость, часто вода или масло. Когда давление жидкости превышает давление пружины выпускного клапана, сжатая среда проходит через открытый выпускной клапан. Когда поршень поднимается обратно, он открывает впускной клапан и закрывает выпускной клапан, тем самым используя всасывание для всасывания новой среды для сжатия.

Хотя поршневые насосы несколько дороже, они относятся к наиболее эффективным типам насосов. Они имеют отличное номинальное давление (до 10 000 фунтов на квадратный дюйм), но их конструкция делает их восприимчивыми к загрязнениям. Они представляют собой отличное решение для многих применений, связанных с перекачкой гидравлического масла под высоким давлением. Гидравлические насосы – это любой из классов объемных машин, используемых в гидроприводах для обеспечения гидравлического потока к гидравлическим устройствам, таким как цилиндры, поршни, двигатели и другие устройства.

Что такое радиально-поршневой насос?

Радиально-поршневой насос представляет собой разновидность гидравлического поршневого насоса. Рабочие поршни проходят в радиальном направлении симметрично вокруг вала, отмечая основное отличие между ними и другим поршневым насосом, аксиально-поршневым насосом, поршни которого вращаются в осевом направлении.

В радиально-поршневых насосах ряд поршней расположен радиально в цилиндрическом блоке вокруг ступицы ротора. Блок состоит из цапфы, корпуса цилиндра с поршнями и ротора.Штифт направляет жидкость в цилиндр и из него. Ротор, установленный эксцентрично в корпусе насоса, при вращении заставляет поршни входить и выходить из цилиндров, в результате чего гидравлическая жидкость всасывается в полость цилиндра, а затем выбрасывается из нее. Входы и выходы для насоса расположены в клапане в центральной ступице. Каждый поршень соединяется с впускным портом, когда он начинает выдвигаться, и с выпускным портом, когда он начинает втягиваться.

 В альтернативной конструкции впускные и выпускные отверстия расположены по периметру корпуса насоса.Радиально-поршневые насосы можно приобрести как модели с фиксированным или переменным рабочим объемом. В версии с переменным рабочим объемом эксцентриситет ротора в корпусе насоса изменяется для уменьшения или увеличения хода поршней.

Они имеют множество преимуществ, таких как высокая эффективность, возможность работы при высоком давлении до 1000 бар или 14000 фунтов на кв. дюйм, низкий расход и пульсации давления, низкий уровень шума, очень высокая нагрузка при самой низкой скорости и высокая надежность. Недостатком является то, что они больше, чем осевые насосы, из-за больших радиальных размеров, и поэтому не всегда могут использоваться в приложениях с ограниченным пространством.

Каково их применение?

Гидростатически сбалансированные детали радиально-поршневых насосов позволяют использовать их с различными гидравлическими жидкостями, такими как минеральное масло, биоразлагаемое масло, HFC (водно-гликолевый), HFD (синтетический эфир), HFA (масло в воде) и режущая эмульсия. . Радиальные насосы используются для станков, таких как вытеснение смазочно-охлаждающей жидкости, и в качестве источника питания для гидравлического оборудования, такого как цилиндры. Они также используются в установках высокого давления (HPU) для защиты от перегрузок и в испытательных стендах.

В автомобильной промышленности они используются для управления автоматической коробкой передач и гидравлической подвеской автомобилей высшего класса. Радиально-поршневые насосы также используются в литье пластмасс и порошков под давлением и в ветроэнергетике.

Резюме

Это руководство дает общее представление о радиально-поршневых насосах. Чтобы узнать больше о других типах насосов, прочитайте наше руководство здесь. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам по продуктам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Другие насосы Артикул

Еще от насосов, клапанов и аксессуаров

Принципы работы гидравлического насоса

| Linquip

Принцип работы гидравлического насоса основан на принципе объемных насосов. Гидравлический насос является основной частью гидравлической системы, которая преобразует механическую энергию двигателя или двигателя в гидравлическую энергию. Гидравлический насос состоит из давления и потока для выполнения полезной работы.

Подача насоса зависит от скорости и рабочего объема (объема).Насос большего размера может перекачивать больше жидкости за один раз или нагнетать больше жидкости за счет более быстрого вращения насоса. Мощность в гидравлике представляет собой смесь давления и потока. При удвоении давления при неизменном расходе мощность удваивается. С другой стороны, при удвоении расхода при одинаковом давлении мощность также удваивается.

Основы гидравлических насосов

Гидравлический насос — это механическая машина, которая преобразует механическую энергию от внешнего источника в гидравлическую энергию в виде комбинации потока и давления.Он создает поток с достаточной мощностью, чтобы преодолеть давление нагрузки на выходе из насоса.

Когда гидравлический насос работает, он создает вакуум на входе насоса, который выталкивает жидкость из резервуара во впускную линию. Затем жидкость под действием механического воздействия подается к выходу насоса и, наконец, направляется в гидравлическую систему.

Гидравлические насосы, используемые в гидравлических системах, могут быть гидростатическими или гидродинамическими. Гидростатический насос представляет собой объемный насос прямого вытеснения, а гидродинамический насос может быть насосом фиксированной производительности или насосом переменной производительности.В случае насосов с постоянной производительностью рабочий объем (т. е. расход через насос за один оборот насоса) не может регулироваться. В случае насосов с переменным рабочим объемом конструкция более сложная, что позволяет регулировать рабочий объем.

Гидродинамические насосы более распространены в быту. Все виды гидростатических насосов работают по закону Паскаля.

Принцип работы гидравлических насосов 

В объемном насосе одно и то же количество жидкости вытесняется или подается за каждый цикл вращения насосного компонента.Стабильная подача в течение каждого цикла достигается за счет плотного прилегания между насосным компонентом и корпусом насоса. Это означает, что количество жидкости, просачивающееся через насосный элемент объемного насоса, невелико и незначительно по сравнению с максимальной теоретической подачей.

В результате подача в каждом цикле остается относительно постоянной, независимо от изменений давления, против которых работает насос. Обратите внимание, что при значительном проскальзывании жидкости насос не будет работать должным образом и его необходимо будет отремонтировать или заменить.

Насосы прямого вытеснения могут быть фиксированными или регулируемыми. Производительность насоса с фиксированным рабочим объемом остается постоянной для каждого цикла откачки при определенной скорости насоса. Однако производительность насоса с переменным рабочим объемом можно изменить, изменив геометрию камеры рабочего объема.

Принцип работы шестеренчатого гидравлического насоса (Ссылка: savree.com )

Гидростатические насосы относятся к насосам прямого вытеснения, а гидродинамические насосы относятся к насосам прямого вытеснения.Гидростатический означает, что насос преобразует механическую энергию в гидравлическую при сравнительно небольшом объеме и скорости жидкости. В то время как с гидродинамическим насосом скорость жидкости и ее движения велики, а выходное давление зависит от скорости потока жидкости. Большинство гидравлических насосов работают по принципу прямого вытеснения.

Мы можем определить гидравлический КПД и механический КПД гидравлического насоса как: eta _{механический}=\frac{T_{теоретический}}{T_{фактический}}\times100%

 

В приведенных выше уравнениях Q — выходной расход, а T — крутящий момент для привода.

Поршневые насосы 

Поршневой насос заставляет жидкость двигаться, улавливая фиксированное количество жидкости и выталкивая (вытесняя) ее в напорную линию.

В некоторых поршневых насосах имеется полость расширения на стороне всасывания и полость сжатия на стороне нагнетания. Когда полость расширяется со стороны всасывания, жидкость поступает в насос, а когда полость сжимается, жидкость вытекает из нагнетания. Объем постоянен в каждом рабочем цикле.

В отличие от центробежных насосов объемные насосы теоретически могут генерировать одинаковый расход при определенной скорости (об/мин) независимо от давления нагнетания. Поэтому объемные насосы можно назвать машинами с постоянным расходом. Это при том, что небольшое увеличение внутренних утечек происходит при повышении давления. Таким образом, утечка препятствует реальному постоянному расходу.

Объемный насос не может работать при закрытом клапане на стороне нагнетания насоса, поскольку он не имеет запорной головки, как центробежные насосы.Работа против закрытого нагнетания продолжает генерировать поток, и, таким образом, давление в напорной линии повышается до тех пор, пока линия не лопнет, или насос не будет серьезно поврежден, или и то, и другое. Поэтому на стороне нагнетания поршневого насоса необходим предохранительный или предохранительный клапан.

Предохранительный клапан может быть установлен внутри или снаружи. Производители насосов обычно предоставляют выбор между внутренними предохранительными или предохранительными клапанами. Обычно внутренний клапан применяется только в качестве меры предосторожности.Однако внешний предохранительный клапан с обратным трубопроводом к линии всасывания или подающему резервуару повышает безопасность как людей, так и оборудования.

Шестеренчатые насосы 

Шестеренчатые насосы (с внешними зубьями) представляют собой объемные (или фиксированные) насосы с простой рабочей и экономичной конструкцией. Рабочий объем гидравлических шестеренчатых насосов может составлять примерно от 1 до 200 миллилитров. Они имеют более низкий объемный КПД, чем шестеренные насосы, лопастные насосы и поршневые насосы.Эти насосы создают давление за счет зацепления зубьев шестерен, проталкивая жидкость вокруг шестерен, чтобы создать давление на стороне выпуска.

Некоторые шестеренные насосы могут быть намного шумнее, чем другие типы, но современные модели шестеренных насосов намного надежнее и тише старых. Частично это связано с конструкциями, включающими разрезные шестерни, косозубые зубья шестерен и зубья более высокого качества, которые более плавно зацепляются и расцепляются. Эти функции уменьшают пульсации давления и связанные с ними вредные последствия.

Еще одна сильная сторона шестеренчатого насоса заключается в том, что серьезные отказы случаются гораздо реже, чем у большинства других типов гидравлических насосов, поскольку шестерни постоянно изнашивают корпус и коренные втулки. Это снижает объемный КПД насоса до тех пор, пока он не станет полностью бесполезным. Это часто приводит к тому, что устройство перестает работать или выходит из строя.

Ротационно-лопастные насосы 

Важным моментом этих поршневых насосов является то, как лопасти соприкасаются с корпусом насоса, и в этой точке концы лопастей обрабатываются.Применяется несколько типов «кромочных» конструкций, основной целью которых является плотное уплотнение между внутренней стороной корпуса и лопастью при минимизации износа и контакта металла с металлом. Лопасть вытягивается из центра вращения к корпусу насоса с помощью подпружиненных лопастей, или в традиционных усилиях лопасти нагружаются гидродинамически через жидкость системы под давлением.

Принцип работы пластинчато-роторного насоса (Артикул: vacaero.com )
Винтовые насосы

Винтовые насосы представляют собой объемные (или фиксированные) насосы, состоящие из двух винтов Архимеда, сцепленных друг с другом и заключенных в одну камеру.Эти насосы используются для высоких скоростей потока при сравнительно низком давлении до 100 бар. Они использовались на борту судов, на которых гидравлическая система постоянного давления была распространена по всему кораблю, в основном для управления шаровыми кранами, а также для привода рулевого механизма и других систем. Преимуществом винтовых насосов является их низкий уровень шума. Однако КПД винтовых насосов невысок.

Основная проблема с винтовыми насосами заключается в том, что сила гидравлической реакции передается в осевом направлении, противоположном направлению потока.

Для решения этой проблемы рекомендуются два способа:

  • Установите упорный подшипник под каждым ротором;
  • Сделайте гидравлический баланс, передав гидравлическую силу поршню под ротором.

Типы винтовых насосов включают:

  • Односторонний
  • Двухсторонний
  • Однороторный
  • Многороторный синхронизированный
  • Многороторный синхронизированный.
Работа винтового насоса (Ссылка: en.wikipedia.org )
Поршневые насосы

Поршневой насос представляет собой объемный насос, в котором уплотнение высокого давления совершает возвратно-поступательное движение с поршнем.Поршневые насосы используются для перекачивания жидкостей или сжатия газов. Они могут работать в широком диапазоне давлений. Работа с высоким давлением может быть выполнена без существенного влияния на скорость потока. В случае вязких сред поршневые насосы могут правильно работать со средами, содержащими твердые частицы.

Поршневой насос работает с использованием поршневой чашки, колебательного механизма, в котором ход вниз создает перепады давления, заполняя камеры насоса, а ход вверх откачивает жидкость для использования.Эти насосы обычно применяются в условиях, когда требуется высокое постоянное давление, например, в системах орошения или подачи воды.

Работа поршневого насоса (Ссылка: globalpumps.com.au )

Два типа поршневых насосов: подъемные и нагнетательные. Оба могут работать вручную или двигателем.

Подкачивающий насос 

При движении вверх поршня подъемного насоса жидкость всасывается в нижнюю часть цилиндра через клапан. При ходе вниз жидкость проходит через клапаны, установленные в поршне, в верхнюю часть цилиндра.Следующий ход вверх выпускает жидкость из верхней части цилиндра через носик. Подъемные насосы ограничены высотой воды, поддерживаемой давлением воздуха против вакуума.

Нагнетающий насос 

При движении вверх поршня нагнетательного насоса жидкость всасывается в цилиндр через впускной клапан. При ходе вниз жидкость выбрасывается в выпускной патрубок через выпускной клапан.

Насос с регулируемым рабочим объемом

В насосе с регулируемым рабочим объемом рабочий объем или объем перекачиваемой жидкости за один оборот вала насоса можно изменять во время работы насоса.

Реверсивные насосы с переменным рабочим объемом — это насосы, которые могут работать как гидравлический двигатель и превращать энергию жидкости в механическую энергию.

В насосе с переменным рабочим объемом, поскольку вектор нормали к наклонной шайбе установлен параллельно оси вращения, в их цилиндрах не происходит движения поршней, следовательно, отсутствует подача. Движение шайбы регулирует подачу насоса от нуля до максимальной величины. Два типа аксиально-поршневых насосов с переменным рабочим объемом — это насосы с прямым рабочим объемом и насосы с сервоуправлением.

Рабочий насос с переменным рабочим объемом (Ссылка: home.kpn.nl )

Насос с непосредственным регулированием рабочего объема представляет собой аксиально-поршневой насос с непосредственным регулированием рабочего объема, в котором используется механический рычаг, соединенный с наклонной шайбой аксиально-поршневого насоса. Более высокое давление в системе требует большей мощности для перемещения этого рычага. Таким образом, прямое регулирование рабочего объема подходит только для насосов малой или средней мощности. С другой стороны, насосы для тяжелых условий эксплуатации нуждаются в сервоуправлении.

Насос прямого вытеснения включает рычажные механизмы и пружины, а иногда и магниты вместо вала к двигателю, расположенному вне насоса, что приводит к уменьшению количества движущихся частей.Кроме того, детали защищены и смазаны, а сопротивление потоку жидкости снижено.

Аксиально-поршневые насосы 

Наиболее распространенным насосом переменной производительности, применяемым в автомобильных системах, является аксиально-поршневой насос. Эти насосы имеют несколько поршней в цилиндрах, которые расположены параллельно друг другу и вращаются вокруг центрального вала. На одном конце к поршням крепится автомат перекоса. Когда поршни поворачиваются, угол пластины перемещает их внутрь и наружу цилиндров.На противоположном от автомата перекоса конце поворотный клапан поочередно соединяет каждый цилиндр с линиями подачи и подачи жидкости.

Изменяя угол наклона шайбы, можно плавно изменять ход поршня. Если автомат перекоса расположен перпендикулярно оси вращения, жидкость не будет течь. С другой стороны, если автомат перекоса находится под острым углом, будет перекачиваться большое количество жидкости. В некоторых насосах наклонная шайба может перемещаться из нулевого положения в обоих направлениях, перекачивая жидкость в обоих направлениях без изменения направления вращения насоса.

Эффективным типом является насос с изогнутой осью. Изогнутая ось снижает боковые нагрузки на поршни.

Поместив пружины на одной линии с поршнем, можно сделать поршневой насос насосом переменной производительности. Рабочий объем не регулируется положительно, а уменьшается по мере увеличения противодавления.

Полезная информация о объемных насосах

Что такое объемный насос?

Насос прямого вытеснения (PD) перекачивает жидкость, многократно окружая фиксированный объем и механически перемещая его по системе.Насосное действие является циклическим и может приводиться в действие поршнями, винтами, шестернями, роликами, диафрагмами или лопастями.

Как работает поршневой насос?

Несмотря на то, что существует большое разнообразие конструкций насосов, большинство из них можно разделить на две категории: поршневые и роторные.

Поршневые объемные насосы

Поршневой насос прямого вытеснения работает за счет повторяющихся возвратно-поступательных движений (ходов) поршня, плунжера или диафрагмы (рис. 1).Эти циклы называются возвратно-поступательными.

В поршневом насосе первый ход поршня создает вакуум, открывает впускной клапан, закрывает выпускной клапан и всасывает жидкость в поршневую камеру (фаза всасывания). Когда поршень движется в обратном направлении, впускной клапан, находящийся теперь под давлением, закрывается, а выпускной клапан открывается, позволяя жидкости, содержащейся в поршневой камере, выйти (фаза сжатия). Велосипедный насос — простой пример. Поршневые насосы также могут быть двойного действия с впускным и выпускным клапанами с обеих сторон поршня.Пока поршень находится на всасывании с одной стороны, он сжимается с другой. Более сложные радиальные версии часто используются в промышленности.

Аналогичным образом работают плунжерные насосы

. Объем жидкости, перемещаемой поршневым насосом, зависит от объема цилиндра; в плунжерном насосе это зависит от размера плунжера. Уплотнение вокруг поршня или плунжера важно для сохранения насосного действия и предотвращения утечек. В общем, уплотнение плунжерного насоса легче обслуживать, поскольку оно неподвижно в верхней части цилиндра насоса, тогда как уплотнение вокруг поршня постоянно перемещается вверх и вниз внутри камеры насоса.

Мембранный насос использует гибкую мембрану вместо поршня или плунжера для перемещения жидкости. За счет расширения диафрагмы объем насосной камеры увеличивается, и жидкость всасывается в насос. Сжатие диафрагмы уменьшает объем и выталкивает некоторое количество жидкости. Преимущество мембранных насосов в том, что они являются герметичными системами, что делает их идеальными для перекачивания опасных жидкостей.

Циклическое действие поршневых насосов создает импульсы нагнетания с ускорением жидкости в фазе сжатия и замедлением в фазе всасывания.Это может вызвать разрушительные вибрации в установке, и часто используются некоторые формы демпфирования или сглаживания. Пульсация также может быть сведена к минимуму за счет использования двух (или более) поршней, плунжеров или диафрагм, один из которых находится в фазе сжатия, а другой — в фазе всасывания.

Повторяемое и предсказуемое действие поршневых насосов делает их идеальными для применений, где требуется точное измерение или дозирование. Изменяя частоту или длину хода, можно получить измеренное количество перекачиваемой жидкости.

Роторные объемные насосы

В роторных объемных насосах для перекачки жидкости используется действие вращающихся зубчатых колес или шестерен, а не возвратно-поступательное движение поршневых насосов. Вращающийся элемент образует жидкостное уплотнение с корпусом насоса и создает всасывание на входе в насос. Жидкость, всасываемая насосом, попадает в зубья его вращающихся шестерен или шестерен и переносится на нагнетание. Простейшим примером роторного объемного насоса является шестеренчатый насос.Существует две основные конструкции шестеренчатого насоса: наружная и внутренняя (рис. 2).

Насос с внешним зацеплением состоит из двух взаимосвязанных шестерен, поддерживаемых отдельными валами (один или оба этих вала могут быть ведущими). Вращение шестерен захватывает жидкость между зубьями, перемещая ее от входа к выпуску по корпусу. Жидкость не проходит обратно через центр между шестернями, потому что они заблокированы. Малые допуски между шестернями и корпусом позволяют насосу развивать всасывание на входе и предотвращают утечку жидкости обратно со стороны нагнетания.Утечка или «проскальзывание» более вероятны для жидкостей с низкой вязкостью.

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением работает по тому же принципу, но две взаимосвязанные шестерни имеют разные размеры, при этом одна вращается внутри другой. Полости между двумя шестернями заполнены жидкостью на входе и перемещаются к выпускному отверстию, откуда она вытесняется под действием меньшей шестерни.

Шестеренчатые насосы

должны смазываться перекачиваемой жидкостью и идеально подходят для перекачивания масел и других жидкостей с высокой вязкостью.По этой причине шестеренчатый насос не должен работать всухую. Жесткие допуски между шестернями и корпусом означают, что эти типы насосов подвержены износу при использовании с абразивными жидкостями или сырьем, содержащим увлеченные твердые частицы.

Двумя другими конструкциями, аналогичными шестеренчатому насосу, являются лопастной насос и лопастной насос.

В лопастном насосе вращающимися элементами являются кулачки, а не шестерни. Большим преимуществом этой конструкции является то, что кулачки не соприкасаются друг с другом во время работы насоса, что снижает износ, загрязнение и сдвиг жидкости.В лопастных насосах используется набор подвижных лопастей (подпружиненных, находящихся под гидравлическим давлением или гибких), установленных на смещенном от центра роторе. Лопасти обеспечивают плотное прилегание к стенке корпуса, и захваченная жидкость транспортируется к выпускному отверстию.

Еще один класс роторных насосов использует один или несколько винтов с зацеплением для перекачки жидкости вдоль оси шнека. Основным принципом этих насосов является винт Архимеда, конструкция которого использовалась для орошения на протяжении тысячелетий.

Каковы основные характеристики и преимущества объемного насоса?

Существует два основных семейства насосов: поршневые и центробежные.Центробежные насосы способны работать с более высокими расходами и могут работать с жидкостями с более низкой вязкостью. На некоторых химических заводах 90% используемых насосов будут центробежными. Тем не менее, есть ряд применений, для которых предпочтительнее объемные насосы. Например, они могут обрабатывать жидкости с более высокой вязкостью и более эффективно работать при высоком давлении и относительно низком расходе. Они также более точны, когда измерение является важным фактором.

Каковы ограничения объемного насоса?

В целом объемные насосы более сложны и трудны в обслуживании, чем центробежные насосы.Они также не способны создавать высокие скорости потока, характерные для центробежных насосов.

Объемные насосы прямого вытеснения менее способны работать с жидкостями с низкой вязкостью, чем центробежные насосы. Для создания всасывания и уменьшения проскальзывания и утечек в роторном насосе используется уплотнение между его вращающимися элементами и корпусом насоса. Это значительно снижается при использовании жидкостей с низкой вязкостью. Точно так же сложнее предотвратить проскальзывание клапанов в поршневом насосе с подачей низкой вязкости из-за высокого давления, создаваемого во время действия насоса.

Пульсирующий напор также характерен для поршневых и особенно поршневых насосов. Пульсация может вызвать шум и вибрацию в трубопроводных системах и проблемы с кавитацией, что в конечном итоге может привести к повреждению или выходу из строя. Пульсацию можно уменьшить за счет использования нескольких цилиндров насоса и демпферов пульсации, но это требует тщательного проектирования системы. С другой стороны, центробежные насосы обеспечивают равномерный постоянный поток.

Возвратно-поступательное движение поршневого насоса также может быть источником вибрации и шума.Поэтому важно построить очень прочный фундамент для этого типа насоса. Вследствие высокого давления, создаваемого во время цикла откачки, также жизненно важно, чтобы насос или нагнетательная линия имели какую-либо форму сброса давления в случае блокировки. Центробежные насосы не нуждаются в защите от избыточного давления: в этом случае жидкость просто рециркулирует.

Сырье, содержащее высокий уровень абразивных твердых частиц, может вызвать чрезмерный износ компонентов всех типов насосов, особенно клапанов и уплотнений.Хотя компоненты поршневых насосов работают со значительно меньшими скоростями, чем у центробежных насосов, они по-прежнему подвержены этим проблемам. Это особенно относится к поршневым и плунжерным поршневым насосам и шестеренчатым роторным насосам. С этим типом подачи кулачковый, винтовой или диафрагменный насос может подойти для более требовательных применений.

В следующей таблице приведены характеристики центробежных и поршневых насосов.

Сравнение насосов

: центробежный и объемный

Имущество   Центробежный Прямое смещение
Диапазон эффективной вязкости Эффективность снижается с увеличением вязкости (макс.200 сп) Эффективность повышается с увеличением вязкости
Допустимое давление   Расход меняется при изменении давления Расход нечувствителен к изменению давления
Эффективность снижается как при более высоком, так и при более низком давлении Эффективность увеличивается с увеличением давления
Грунтовка Обязательно Не требуется
Расход (при постоянном давлении) Константа Пульсирующий
Сдвиг (разделение эмульсий, суспензий, биологических жидкостей, пищевых продуктов) Высокоскоростной двигатель повреждает чувствительные к сдвигу среды Низкая внутренняя скорость.Идеально подходит для перекачивания чувствительных к сдвигу жидкостей

 

Каковы основные области применения поршневых насосов?

Объемные насосы

обычно используются для перекачки жидкостей с высокой вязкостью, таких как масло, краски, смолы или пищевые продукты. Они предпочтительнее в любом применении, где требуется точное дозирование или выход высокого давления. В отличие от центробежных насосов, производительность поршневых насосов не зависит от давления, поэтому они также предпочтительнее в любой ситуации, когда подача неравномерна.Большинство из них являются самовсасывающими.

Тип насоса PD Приложение   Особенности  
Поршневой насос Вода – мойка под высоким давлением; другие жидкости с низкой вязкостью; добыча нефти; распыление краски Возвратно-поступательное действие с поршнем (поршнями), уплотненными уплотнительными кольцами
Плунжерный насос Возвратно-поступательное действие с плунжером(ами), уплотненными сальниковым уплотнением
Мембранный насос Используется для дозирования или дозирования; опрыскивание/очистка, водоподготовка; краски, масла; агрессивные жидкости Бессальниковый, самовсасывающий, с низким расходом и высоким давлением
Шестеренчатый насос Перекачивание высоковязких жидкостей в нефтехимической, химической и пищевой промышленности: масла, краски, пищевые продукты Шестерни с зацеплением обеспечивают вращательное насосное действие
Кулачковый насос Химическая и пищевая промышленность; санитарные, фармацевтические и биотехнологические приложения Низкий сдвиг и износ.Легко чистить или стерилизовать
Винтовой насос Добыча нефти, перекачка и впрыск топлива; орошение Жидкость движется в осевом направлении, уменьшая турбулентность; способный работать с высокой скоростью потока
Пластинчатый насос Жидкости с низкой вязкостью; автомобильные трансмиссионные системы; загрузка и передача топлива; диспенсеры для напитков Стойкий к уносимым твердым частицам и устойчивый к износу лопастей. Конструкция допускает переменный выходной сигнал


Сводка

Насос прямого вытеснения перемещает жидкость, многократно закрывая фиксированный объем с помощью уплотнений или клапанов и механически перемещая ее по системе.Насосное действие является циклическим и может приводиться в действие поршнями, винтами, шестернями, кулачками, диафрагмами или лопастями. Существует два основных типа: возвратно-поступательный и вращательный.

Насосы прямого вытеснения предпочтительны для применений с высоковязкими жидкостями, такими как густые масла и суспензии, особенно при высоком давлении, для сложных исходных материалов, таких как эмульсии, пищевые продукты или биологические жидкости, а также когда требуется точное дозирование.

Как работает поршневой насос?

Насос — это устройство, которое используется для перекачки различных жидкостей из одного места в другое.Насосы имеют несколько типов в соответствии с различными приложениями. Поршневой насос — любимый тип насоса из категории объемных насосов . В этой статье мы подробно обсудим различные аспекты поршневого насоса.

Что такое поршневой насос?

Поршневой насос представляет собой механическое устройство, преобразующее механическую энергию жидкости в гидравлическую энергию (энергию давления) .В нем используется поршень или плунжер для перекачивания жидкости из одного места в другое. Поскольку поршневой насос использует поршень или плунжер для перекачивания, он также известен как поршневой насос .

В этом насосе поршень совершает возвратно-поступательные движения вверх и вниз внутри цилиндра насоса. Когда поршень движется к НМТ, он всасывает жидкость, а при движении к ВМТ нагнетает жидкость.

Поршневой насос работает по принципу движения поршня вниз и вверх.Напротив, в динамических насосах используется рабочее колесо и диффузор для перекачки жидкости из областей с низким напором в области с высоким напором. В 200 г. до н.э. г. греческий первооткрыватель Ктесибий изобрел поршневой насос.

Работа этих компрессоров полностью зависит от их поршня. Если поршень поврежден, поршневые насосы не могут перекачивать жидкости. Поэтому правильная работа поршня очень важна для этих насосов. При работе поршневого насоса поршень преобразует кинетическую энергию жидкости и преобразует ее в энергию давления.

Поршневой насос используется при транспортировке относительно небольшого количества жидкости под высоким давлением. Этот тип насоса больше подходит для небольших расходов при высоком давлении по сравнению с центробежными насосами.

При использовании плунжерного или поршневого насоса необходимо подавать и транспортировать определенное количество жидкости (в основном из отстойника) из самой нижней области в самую высокую. Например, если вы отправляетесь в сервисное обслуживание велосипеда, вы можете убедиться, что вода, используемая для обслуживания, собирается из поддона и распыляется на велосипед, создавая давление через сопло.

Принцип работы поршневого насоса

Поршневой насос работает по принципу объемного объемного . Поршневой насос состоит из поршня, который движется вперед и назад в цилиндре. Поршень соединен с коленчатым валом при помощи шатуна. Этот поршень движется вместе с шатуном из-за движения коленчатого вала. Коленчатый вал соединяется с двигателем, который его вращает.

Цилиндр насоса соединен с всасывающей трубой и напорной трубой с всасывающим клапаном и нагнетательным клапаном.Впускной и выпускной клапаны действуют как обратные клапаны, которые позволяют потоку жидкости течь в одном направлении. Жидкость всасывается в цилиндр через впускной клапан. Жидкость выходит из цилиндра насоса через выпускной клапан.

Поршневой насос работает следующим образом:

Поршневой насос в рабочем состоянии

Как видно на приведенной выше диаграмме, когда коленчатый вал находится в положении A , поршень занимает крайнее левое положение внутри цилиндра.При повороте коленчатого вала от А до С (θ = от 0° до 180°) поршень в цилиндре перемещается в крайнее правое положение.

При правостороннем движении поршня внутри цилиндра создается частичный вакуум. Однако на поверхность жидкости в поддоне действует атмосферное давление, и это давление выше, чем давление в цилиндре.

Из-за разницы давлений внутри цилиндра и в поддоне насос всасывает жидкость из поддона во всасывающую трубу.

Жидкость открывает впускной клапан насоса и начинает поступать в цилиндр. По мере завершения процесса всасывания коленчатый вал поворачивается от С до А (θ = 180° до θ = 360°), а поршень также перемещается из правого положения цилиндра в левое положение.

Когда поршень внутри цилиндра перемещается влево, он уменьшает объем цилиндра. По этой причине внутреннее давление жидкости в цилиндре становится выше атмосферного давления.

По мере того, как поршень сжимает жидкость и внутреннее давление в цилиндре становится выше атмосферного давления, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается, и жидкость поступает в нагнетательную трубу и доставляется в нужное место.

Знаете ли вы: как работает центробежный насос?

Детали поршневого насоса

Ниже подробно описаны основные компоненты поршневого или поршневого насоса.

  1. Секционный клапан
  2. Клапан подачи
  3. Всасывающая трубка
  4. Напорная труба
  5. Цилиндр
  6. Шатун
  7. Рукоятка
  8. Поршень и поршневой шток
  9. Воздушный корабль
  10. Сетчатый фильтр

1) Всасывающий клапан

Включает в себя наиболее значимые компоненты поршневого насоса.Всасывающий или впускной клапан представляет собой односторонний клапан. Другими словами, этот тип клапана пропускает поток только в одном направлении. Всасывающий клапан вставляется между цилиндром и всасывающей трубой. При выходе жидкости этот клапан открывается, а во время всасывания закрывается.

Читайте также: Различные типы поршневых насосов?

2) Всасывающая труба

Всасывающая труба используется для забора воды из накопительного бака в цилиндр насоса. Эта часть поршневого насоса соединяет впускной клапан с резервуаром.Он соединяет вход насоса с резервуаром для воды.

3) Клапан давления

Нагнетательный клапан входит в состав основных частей поршневого насоса. Это также односторонний клапан. Этот клапан обеспечивает соединение между нагнетательной трубой и цилиндром.

Во время процесса всасывания этот клапан закрывается, а открывается во время процесса подачи жидкости.

4) Напорная труба

Напорная труба используется для подачи жидкости из цилиндра насоса на желаемую высоту или в нужное положение.Он напрямую соединяется с нагнетательным клапаном цилиндра поршневого насоса.

5) Цилиндр Чугун

или легированная сталь используются для изготовления цилиндра насоса. Шток поршня и поршень располагаются в цилиндре насоса. Жидкость из всасывающего клапана всасывается внутрь цилиндра.

Поршень движется вперед и назад внутри цилиндра для увеличения его давления. Цилиндр соединяется с нагнетательным клапаном, откуда жидкость сбрасывается в нагнетательную трубу.

6) Поршень и поршневой шток

Поршень и шток поршня относятся к наиболее ответственным частям поршневого насоса. Поршень представляет собой цельную металлическую деталь. Он движется вперед и назад внутри цилиндра для всасывания и выходит из жидкости. При движении назад он всасывает воздух внутрь цилиндра, а при движении вперед подает жидкость. Поршень перемещается за счет движения коленчатого вала. Шток поршня поддерживает поршень в линейном движении.

7) Рукоятка

Основная статья: Рабочий коленчатый вал

Коленчатый вал является важным компонентом объемного насоса.Это сплошной диск, который соединяется с поршнем через шатун. Рукоятка напрямую связана с электродвигателем. Он вращается, когда электрический двигатель подает на него питание.

8) Шатун Клапан давления

служит связующим звеном между поршнем и коленчатым валом. Эта часть насоса соединяет поршень с коленчатым валом. При вращении коленчатого вала вращается и шатун. Он преобразует линейное вращение коленчатого вала в линейное движение поршня.

9) Сетчатый фильтр

На конце всасывающей трубы имеется фильтр, который предотвращает попадание твердых частиц из источника воды внутрь цилиндра. В противном случае твердые частицы будут блокировать доставку.

10) Воздушный сосуд

Этот возвратно-поступательный компонент соединен с нагнетательной и всасывающей трубами. Это устраняет необходимость в фрикционных головках. Кроме того, он обеспечивает равномерную скорость разряда.

Читайте также: Центробежный насос Рабочий

Тип поршневых насосов

Поршневой насос бывает следующих основных типов.

1) Одноступенчатый насос

В этом типе поршневого насоса для нагнетания воды используется только один цилиндр. Эти насосы имеют меньший КПД, чем двухступенчатые насосы. Но они имеют низкие цены и требуют меньше обслуживания, чем двухступенчатые насосы.

2) Двухступенчатый насос

Как следует из названия этого насоса, он использует два цилиндра для нагнетания воды. Прежде всего, он всасывает воду или другую жидкость в 1-м цилиндре, где поршень увеличивает свое давление, после чего направляется во 2-й цилиндр.Во 2-м цилиндре другой поршень увеличивает давление жидкости. После этого жидкость перекачивается в нужную область.

3) Поршневой насос одинарного действия

В поршневом насосе одностороннего действия работает только одна сторона поршня, а другая сторона неподвижна. Только одна сторона поршня используется для всасывания и подачи. Проще говоря, первый ход поршня всасывает воду внутрь цилиндра, а второй ход преобразует кинетическую энергию воды в энергию давления и увеличивает ее давление.

4) Поршневой насос двойного действия

В поршневых насосах двойного действия работают обе стороны поршня. Проще говоря, когда поршень движется назад, он всасывает жидкость, а движется вперед, затем уменьшает объем жидкости и создает над ней давление.

5) Поршневой насос с пневмобаком

Поршневой насос с воздушным насосом имеет закрытую камеру, которая содержит жидкость в нижней части и воздух в верхней части камеры.Эта камера имеет отверстие на дне, через которое жидкость может входить или выходить из сосуда. Кроме того, этот сосуд имеет впускной и выпускной клапан, через который воздух входит и выходит из сосуда.

6) Поршневой насос

Это самый известный и распространенный тип поршневого насоса. Этот насос использует поршень для перекачивания жидкости вместо плунжера. В этом насосе поршень движется вперед и назад. Используется для перекачивания жидкости в местах с высоким напором.

7) Мембранный насос

Мембранный насос представляет собой объемный насос, в котором используется тефлоновая, термопластичная или резиновая диафрагма или мембрана. Диафрагма окружена клапанами. Этот насос также известен как мембранный насос. Он работает, временно создавая вакуум.

8) Плунжерный насос

В этих поршневых насосах вместо поршня используется плунжер. В этих насосах движение поршня такое же, как у поршня.Плунжерный насос лучше всего подходит для перекачивания химикатов, соленой воды и нефти.

Эти насосы имеют малый вес, малую плотность, требуют минимального обслуживания и отличаются высокой надежностью. Плунжерные насосы используются в пищевой, пищевой, нефтехимической, газовой, нефтяной, ядерной, горнодобывающей и медицинской промышленности. Они обладают высокой устойчивостью к ударам, тепловому удару, вибрации и истиранию. Плунжерный насос имеет компактную конструкцию и прост в обслуживании.

Как рассчитать КПД поршневого насоса?

КПД насоса представляет собой отношение выходной мощности к входной мощности.По следующей формуле можно рассчитать КПД поршневого насоса:

             Эффективность = выходная мощность / входная мощность

В приведенном выше уравнении выходная мощность может быть рассчитана путем умножения расхода жидкости на повышение давления. В то время как входная мощность может быть рассчитана путем умножения крутящего момента на скорость. Используйте приведенные ниже формулы для расчета входной мощности и выходной мощности:

            Выходная мощность = Повышение давления * Расход

 Входная мощность = крутящий момент * скорость

Объемный КПД и механический КПД также относятся к КПД насоса.

Механический КПД связан с давлением и крутящим моментом. Механический КПД вашего насоса показывает, насколько насос преобразует входной крутящий момент в выходное давление.

Объемный КПД связан со скоростью и расходом. Объемный КПД говорит о том, насколько хорошо насос преобразует скорость на входе в поток на выходе.

Таким образом, общий КПД поршневого насоса равен произведению объемного КПД и механического КПД.

Используя приведенные ниже уравнения, вы можете легко рассчитать расход (Q), крутящий момент (T), мощность на валу и гидравлическую мощность вашего насоса:

Формулы эффективности поршневого насоса

В приведенных выше уравнениях мощность на валу представляет входную мощность, а гидравлическая мощность представляет собой выходную мощность.

Преимущества и недостатки поршневого насоса

Поршневой насос имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества поршневых насосов
  1. Используется для обеспечения высокой высоты всасывания.
  2. Для этих поршневых насосов не требуется процесс заливки, как для нагнетательного клапана.
  3. Работает за счет движения поршня, в то время как динамические насосы работают за счет скорости вращения рабочего колеса.
  4. Показывает непрерывную скорость доставки.
  5. У него нет проблем с заливкой.
  6. Эти насосы не имеют проблем с кавитацией.
Недостатки поршневых насосов
  1. Эти насосы требуют тщательного обслуживания.
  2. Большинство деталей имеют высокий износ.
  3. Имеет низкую скорость потока.
  4. Имеет высокую стоимость.
  5. Эти насосы не подходят для вязких жидкостей.
  6. Поршневой насос имеет громоздкие и тяжелые размеры.
  7. Не обеспечивает равномерный крутящий момент
  8. Требуется высокая стоимость обслуживания

Применение поршневого насоса
  1. Используется для бурения нефтяных скважин.
  2. Используется для перекачки светлых нефтепродуктов.
  3. Поршневой насос используется в пневматической системе.
  4. Поставка малых котлов конденсатом.
  5. Для накачки велосипедных шин.
  6. Использование природного газа в промышленности.
  7. Использование в нефтехимической промышленности
  8. Поршневой насос используется на нефтеперерабатывающих заводах.
  9. Использование в центре подачи воды для транспортных средств и т. д.

FAQ Раздел

Кто изобрел поршневой насос?

Греческий первооткрыватель Ктесибий изобрел поршневой насос в 200 г. до н.э.

Знаете ли вы:

  1. Какие существуют типы насосов?
  2. Какие существуют типы поршневых насосов?
  3. Как работает центробежный насос?

Принцип работы, классификация и рабочие характеристики плунжерного насоса — Новости компании — Новости

— 29 октября 2020 г. —

Принцип работы, классификация и рабочие характеристики плунжерного насоса

Плунжерный насос является важным устройством гидравлической системы.Он основан на возвратно-поступательном движении плунжера в цилиндре для изменения объема герметичной рабочей камеры для достижения поглощения масла и давления. Плунжерный насос имеет преимущества высокого номинального давления, компактной конструкции, высокой эффективности и удобной регулировки расхода. Плунжерные насосы широко используются при высоком давлении, большом расходе и случаях, когда необходимо регулировать расход, например, в гидравлических прессах, строительной технике и на кораблях.

1. Классификация плунжерных насосов

Плунжерные насосы обычно подразделяются на одноплунжерные, горизонтальные плунжерные, аксиально-плунжерные и радиально-плунжерные.

1.1, одноплунжерный насос

Основными конструктивными элементами являются эксцентриковое колесо, плунжер, пружина, цилиндр и два односторонних клапана. Между плунжером и отверстием цилиндра образуется замкнутый объем. Эксцентриковое колесо делает один оборот, поршень совершает однократное возвратно-поступательное движение вверх и вниз, перемещается вниз для поглощения масла и перемещается вверх для выпуска масла. Объем масла, выбрасываемого за один оборот насоса, называется рабочим объемом, а рабочий объем связан только с конструктивными параметрами насоса.

1.2, горизонтальный плунжерный насос

Горизонтальный плунжерный насос устанавливается параллельно несколькими плунжерами (обычно 3 или 6). Коленчатый вал используется для непосредственного толкания плунжера для возвратно-поступательного движения через ползунок шатуна или эксцентриковый вал для обеспечения всасывания и нагнетания жидкости. Гидравлический насос. В них также используются устройства распределения потока клапанного типа, и большинство из них представляют собой количественные насосы. Эмульсионные насосы в системах гидравлической поддержки угольных шахт обычно представляют собой горизонтальные плунжерные насосы.Эмульсионный насос используется в угольных шахтах для подачи эмульсии в гидравлические опоры. Принцип работы основан на вращении коленчатого вала, приводящем в движение поршень, совершая возвратно-поступательное движение для достижения всасывания и выпуска жидкости.

1.3, осевого типа

Аксиально-плунжерный насос (английское название: Piston pump) — плунжерный насос, в котором возвратно-поступательное направление поршня или плунжера параллельно центральной оси цилиндра. Аксиально-плунжерный насос использует для работы изменение объема, вызванное возвратно-поступательным движением плунжера параллельно приводному валу в отверстии плунжера.Поскольку плунжер и отверстие плунжера представляют собой круглые детали, может быть достигнута очень высокая точность посадки, поэтому объемная эффективность высока.

1.4, прямой вал с наклонной шайбой

Плунжерный насос с прямым валом с наклонной шайбой делится на два типа: с подачей давления и самовсасывающий. В большинстве гидравлических насосов с подачей давления используется масляный бак, заполненный газом, и масляный бак для гидравлических систем, в котором для подачи масла используется давление воздуха. После каждого запуска машины необходимо дождаться, пока бак гидравлического масла достигнет рабочего давления, прежде чем приступить к работе на машине.Если машина запускается, когда давление воздуха в баке гидравлического масла недостаточно, скользящие башмаки в гидравлическом насосе будут сняты, что вызовет ненормальный износ возвратной пластины и прижимной пластины в корпусе насоса.

1,5, радиальные

Радиально-поршневые насосы можно разделить на две категории: распределительные клапаны и распределительные валы. Распределительный радиально-поршневой насос имеет высокую частоту отказов и эффективность

Плунжерный насос

Низкоуровневые недостатки.Радиально-поршневой насос с осевым распределением, разработанный в 1970-х и 1980-х годах, устраняет недостатки радиально-поршневого насоса с клапанным распределением. Благодаря конструктивным характеристикам радиального насоса, радиально-поршневой насос с фиксированным распределением вала является ударопрочным, имеет более длительный срок службы и более высокую точность управления, чем аксиально-поршневой насос. Регулировка короткого насоса с переменным ходом осуществляется за счет изменения эксцентриситета статора под действием регулируемого плунжера и ограничительного плунжера, а максимальный определяемый эксцентриситет составляет 5-9 мм (в зависимости от величины рабочего объема), а переменный ход очень короткий.А регулируемый механизм предназначен для работы под высоким давлением и управляется регулирующим клапаном. Поэтому насос имеет высокую скорость отклика. Конструкция радиальной конструкции решает проблему внецентренного износа скользящего башмака аксиально-поршневого насоса. Это значительно повышает его ударопрочность.

1,6, гидравлический

Бак гидравлического масла плунжерного насоса питается давлением воздуха. Каждый раз, когда машина запускается, давление в баке гидравлического масла должно достигать давления воздуха, прежде чем машина начнет работать.Существует два типа плунжерных насосов с наклонной шайбой с прямым валом: напорный и самовсасывающий. В большинстве гидравлических насосов подачи давления используется пневматический бак, а некоторые гидравлические насосы имеют собственные вспомогательные насосы для подачи масла под давлением на вход гидравлического насоса. Самовсасывающий гидравлический насос обладает высокой способностью самовсасывания и не требует внешней подачи масла.

2. Регулируемый плунжерный насос

Напорное масло регулируемого плунжерного насоса поступает в нижнюю полость регулируемого корпуса через обратный клапан через масляные сквозные отверстия в регулируемом корпусе корпуса насоса и корпусе насоса.Когда тяга перемещается вниз, она толкает поршень сервопривода вниз и сервоклапан. Верхний порт клапана открывается, и масло под давлением в нижней полости корпуса с переменными параметрами поступает в верхнюю полость корпуса с переменными размерами через сквозное масляное отверстие в переменный поршень. Поскольку площадь верхней полости больше, чем нижней полости, гидравлическое давление толкает поршень вниз и приводит в движение штифт, заставляя головку вращаться вокруг центра стального шарика, изменяя угол наклона головки (увеличение) , соответственно увеличится расход плунжерного насоса.Наоборот, тяга движется вверх, угол наклона переменного напора изменяется в противоположную сторону, а также изменяется подача насоса. Когда угол наклона становится равным нулю, переменный напор изменяется на отрицательный угол отклонения, поток жидкости меняет направление, а впускное и выпускное отверстия насоса меняются.

3. Динамическая схема принципа работы плунжерного насоса

10 основных фактов о поршневых насосах

Уникальные требования к конструкции системы этого типа насоса часто игнорируются или применяются неправильно, что влияет на надежность и работу.

Автор: Гэри Дайсон и Херб Тэкетт мл. (Hydro, Inc.)
Издатель: Pumps & Systems / июль 2015 г.

 

Поскольку центробежные насосы широко используются, инженеры по насосам и вращающемуся оборудованию, как правило, знакомы с принципами работы этого оборудования, рабочими характеристиками и критериями выбора.

 

Изображение 1. В то время как центробежные насосы являются предметом большого обучения, сокращение количества поршневых насосов привело к потере понимания уникальных требований к конструкции системы этого типа насоса.(Изображения и графика предоставлены Hydro, Inc.)

 

В то время как центробежные насосы являются предметом большого обучения, сокращение количества поршневых насосов привело к потере понимания уникальных требований к конструкции системы этого типа насоса. Спецификации центробежных насосов в настоящее время часто и неправильно применяются к поршневым насосам, что может привести к значительным проблемам с надежностью.

Конечные пользователи должны учитывать эти 10 ключевых фактов о поршневых насосах, которые могут повлиять на надежность и работу.

1. Пульсации давления
В отличие от центробежных насосов, поршневые насосы имеют более сильное взаимодействие со всей системой в результате создаваемых ими пульсаций давления. Из-за линейного возвратно-поступательного движения плунжера/поршня скорость плунжера/поршня равна нулю в двух точках: в конце каждого хода, когда плунжер/поршень меняет направление в положении полного переднего и полного заднего хода.

Пульсации, создаваемые этой переменной скоростью, взаимодействуют с системой трубопроводов и могут быть разрушительными.Пульсации присутствуют как во всасывающей, так и в нагнетательной системах, и их можно уменьшить путем правильного выбора насоса и применения устройств гашения давления. Анализ и модификация насосной системы также могут значительно повысить надежность насоса.
2. Производительность и скорость
Расход поршневого насоса определяется фиксированным рабочим объемом внутри его жидкостного цилиндра и скоростью (скоростью насоса или об/мин), с которой плунжер/поршень может перемещать эту жидкость через систему.Это машины фиксированного объема.

Самый простой способ изменить расход поршневого насоса — изменить скорость, с которой плунжеры/поршни перемещают жидкость через клапаны насоса в систему. Кривая производительности поршневого насоса отличается от кривой производительности центробежного насоса. Закрытие выпускного клапана увеличивает давление, но не меняет расход.

Поршневые насосы работают с гораздо меньшей скоростью, чем центробежные насосы. При увеличении скорости срок службы упаковки и уплотнения машины может быть снижен.Балансировка скорости и размера плунжера может повысить надежность и увеличить срок службы плунжера и уплотнения.

 

Рисунок 1. Кривые подачи и давления насоса

 

3. Сальник и уплотнение
Конфигурация уплотнения поршневого насоса, скорость и обработка поверхности плунжера влияют на уплотняющую способность и срок службы уплотнения и штока плунжера/поршня.

Уплотнение плунжер/поршневой шток в несмазываемой конструкции сальниковой коробки зависит от перекачиваемой жидкости для обеспечения смазки между уплотнением и плунжером, что помогает поддерживать низкие температуры.Изменение конфигурации уплотнения и/или покрытия плунжера может значительно продлить срок службы уплотнения и плунжера/поршневого штока.

4. Эффективность и производительность
В целом поршневой насос более эффективен, чем центробежный. Поршневые машины обычно применяются в условиях низкого расхода/высокого напора. Центробежные насосы могут иметь КПД всего 40 процентов при работе с низким расходом/высоким напором. Возвратно-поступательная машина может иметь КПД более 90 процентов при той же работе.Использование поршневых машин может помочь конечным пользователям добиться значительной экономии энергии.

5. Покрытия плунжеров
Твердые покрытия на плунжерах наносятся для защиты от износа, вызванного линейным движением между набивкой и плунжером. Хотя эти покрытия могут быть эффективными, технология покрытий быстро развивается, и новые износостойкие материалы могут значительно продлить срок службы плунжера.

Керамические покрытия, которые когда-то были самыми современными, теперь могут быть улучшены путем нанесения покрытий на высокоскоростном кислородном топливе (HVOF).Керамические покрытия твердые, но имеют тенденцию быть очень хрупкими. В промышленных условиях эта хрупкость может привести к повреждению при транспортировке, сборке или обычном обращении, что может привести к отказу оборудования.

6. Утечка в атмосферу
Из-за требований по выбросам в окружающую среду многие пользователи поршневых насосов рассматривают возможность замены своих машин мембранными насосами. В то время как поршневые машины имеют систему уплотнения, которая допускает утечку, возможно уменьшить и собрать эту утечку, что может позволить насосу соответствовать экологическим нормам по неорганизованным выбросам.Модификация сальниковой коробки обходится намного дешевле, чем замена машины.

 

Рисунок 2. Фиксированный рабочий объем – насос одностороннего действия

 

Рисунки 3 и 4. Фиксированный рабочий объем – насос двойного действия

 

Рисунки 5 и 6. Стандартные конструкции сальниковой коробки без смазки

 

7. NPSHR
Требуемый чистый кавитационный запас центробежного насоса (NPSHR) определяется при падении напора на 3 процента в условиях снижения полезного кавитационного запаса (NPSHA).

Для поршневого насоса 3-процентное падение производительности является критерием для определения NPSHR. NPSHA снижается до тех пор, пока падение мощности не превысит 3 процента.

NPSH, доступный при снижении мощности на 3 процента, по определению устанавливается как NPSHR.

Ряд компонентов можно модифицировать для улучшения NPSHR. Эти модификации намного проще, чем те, которые требуются для центробежной машины.

 

Изображения 2 и 3. Повреждение керамического поршня

Рисунки 9 и 10.Требуемые определения полезного положительного напора на всасывании


8. Ремни

Многие поршневые машины до сих пор используют приводные ремни на колесах разного диаметра, чтобы обеспечить соответствие скорости машины требованиям производительности. Тип, количество и посадка ремней имеют важное значение, а неправильная установка и применение могут привести к поломке.

9. Вязкость
При работе с высокой вязкостью поршневые машины работают значительно лучше, чем центробежные машины.Поршневые насосы легко перекачивают высоковязкие жидкости, и эта вязкость мало влияет на скорость потока, чего нельзя сказать о центробежных машинах.

10. Обучение
Центробежные насосы широко известны, и их применение широко распространено. Обучение специалистов по поршневым насосам может значительно улучшить понимание этих машин и помочь пользователям повысить их производительность и надежность.

. Подробнее см. по адресу: http://www.pumpsandsystems.com/поршневые насосы/июль-2015-10-ключевые-факты-о-поршневых-насосах

Как работают поршневые насосы?

Гидравлический поршневой насос представляет собой тип поршневого насоса объемного вытеснения , который создает высокое давление, чтобы помочь с потоком жидкости, такой как вода. Они работают , создавая давление путем распределения энергии в перекачиваемой жидкости. Результатом этого действия является цилиндр с жидкостью под давлением.

Нажмите, чтобы увидеть полный ответ

Тогда для чего используются поршневые насосы?

Поршневой насос представляет собой насос прямого вытеснения , в котором уплотнение высокого давления совершает возвратно-поступательное движение с поршнем . Поршневые насосы могут использоваться для перемещения жидкостей или сжатия газов. Они могут работать в широком диапазоне давлений. Работа под высоким давлением может быть достигнута без сильного влияния на скорость потока.

Аналогично, поршневой насос создает поток или давление? Поршневые насосы и плунжерные насосы используют механизм (обычно вращательный) для создания возвратно-поступательного движения вдоль оси, которое затем создает давление в цилиндре или рабочем цилиндре для нагнетания газа или жидкости через насос .Давление в камере приводит в действие клапаны как на всасывании, так и нагнетании.

Как работают аксиально-поршневые насосы?

Аксиально-поршневые насосы представляют собой объемные насосы , в которых используется несколько цилиндров, сгруппированных вокруг центральной оси. В этот момент вращения жидкость, захваченная между заглубленным концом поршня и пластиной клапана, выбрасывается в выпускное отверстие насоса через одно из полукруглых отверстий пластины клапана.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *