Плунжерный насос двойного действия, виды и параметры

0
84

Самыми первейшими резидентами насосной направленности являются поршневые приспособления. Подобным образом история перекачиваемых приборов стартовала с приспособления вытеснения воды и с тех времен стала главным принципом поршневого приспособления. Безусловно, нынешняя структура поршневых аппаратов ощутила огромное число изменений, что содействовало выходу в свет сильного, обладающего крепким корпусом и владеющим широкими данными для эксплуатации в большом количестве сфер индустрии и домашних обстоятельствах.

За счет того, что в базе принципа деятельности поршневого насоса находится метод вытеснения, его рабочими компонентами являются непосредственно поршень и цилиндрическая поверхность, в которой он перемещается. Передвижение поршня изнутри оболочки совершается возвратно поступательными движениями, что передаются через коленчатый вал, приводимый в движение электрическим двигателем.

Плунжерный насос двойного действия

Плунжерные насосы: принцип работы

Внутри цилиндра происходит перемещение поршня, который соединен со штоком жестким сцеплением. Он является исполнительным элементом, приводящим его в движение кривошипно-шатунным механизмом. В процессе движения поршня в правую сторону рабочий объем внутри цилиндра, куда попадает закаченная жидкость, расширяется и тем самым рабочая область теряет силу давления. В тоже время происходит поднятие всасывающего клапана, через которых поступает обрабатываемая жидкость внутри цилиндра под действием напора из трубопровода либо перепада уровня подающего сосуда. Из этого следует, что вода изначально попадает в всасывающую трубку, затем проходят через обратный клапан и оттуда перетекает через сопла во внутренний объем цилиндра.

Когда поршень двигается в левую сторону обрабатываемая жидкость, уже имеющаяся внутри цилиндра, вытесняется нижней плоскостью поршня. В этот момент повышается рабочее давление и сдавливает жидкость. Для того чтобы сила нагнетания была достаточной, одновременно с сжатием закрывается всасывающий клапан и открываются нагнетательный, через который обрабатываемое вещество под напором выходит в нагнетательный патрубок. Таким образом получается, что, когда поршень осуществляет движение вниз по цилиндру, он параллельно сдавливает имеющуюся там жидкость и выталкивает е из насоса под необходимым давлением.

Существует такое понятие как подача насоса с плунжерным механизмом двойного действия. Ей называют объем количества жидкости, которая подается в нагнетательный патрубок за конкретный отрезок времени. В принципе, данное определение можно отнести к любому виду вакуумного насоса, вне зависимости от его конструкции.

Принцип работы плунжерного насоса двойного действия

Существует специальная формула, по которой определяется подача. Буквой Q обозначается количество вытесненной жидкости за один шаг поршня. Буквой V обозначается количество этих шагов за конкретный отрезок времени. Таким образом получаем следующую формулу по определению объема: V = f х S, где f – площадь поршня, а S – его шаг. Количество подачи высчитывается так: Q = f х (S х i/6О), где i – число ходов в минуту.

В случае с плунжерными насосами одностороннего действия, характеристика его работы определяется подачей изменяющихся во времени циклов, с графиком подачи рабочей жидкости в нагнетательный патрубок, который обладает прерывистым потоком. Для того чтобы выровнять эту пульсацию, собственно, и используют агрегаты двойного действия.

Поршневой тип насосов

В данном агрегате форма поршня напоминает диск, который имеет уплотнение в виде упругих металлических либо чугунных колец. Чтобы дополнительно уплотнить дисковый поршень внутри цилиндра могут применяться резиновые либо кожаные манжеты соответствующей формы.

Стандартный поршневой насос

Плунжерная разновидность насосов

Плунжер это в принципе тот же поршень, но он имеет пустоту своей конструкции. Его перемещение осуществляется внутри уплотнительного сальника, не соприкасаясь с внутренними стенками основного цилиндра. Таким образом получается, что форма плунжера напоминает шток либо стержень. В процессе движения стержня в верх происходят засасывание обрабатываемой жидкости внутрь рабочего пространства цилиндра. Это осуществляется благодаря тому, что под давлением внешнего воздействия напора открывается всасывающий клапан и пропускает сквозь себя необходимое количество жидкости для заполнения рабочей области цилиндра. Когда плунжер осуществляет возвратное движение, то пластина клапана прижимается к седлу, закрывая тем самым входное отверстие, в то время как нагнетательный клапан открывается и высвобождает под высоким напором жидкость, позволяя пройти ей в трубопровод.

В процессе движения плунжера вверх и вниз, его соприкосновения происходит только с некоторыми частями сальника, который уплотняет сам стержень внутри цилиндра. Для того чтобы полноценно уплотнить данный сальник и стенки цилиндра используется сальниковый стакан с набивкой, которая параллельно служит в качестве понижающего износ и истирания механизма, в процессе трения движущихся частей. Достигается абсолютная изоляция поверхности цилиндра от износа, что позволяет эксплуатировать такой агрегат на протяжении долгих лет, без необходимости ремонта либо замены данного элемента.

Каждый насос имеет свою принципиальную схему действия, и плунжерные устройства принято считать насосами вытеснения. Чтобы привести в движение стержень внутри сальника, к нему на жесткой сцепке прикреплен коленчатый вал, которые через специальную шестерню связан с электрическим двигателем, а тот в свою очередь и осуществляет сам процесс вращения, заставляя плунжер осуществлять возвратно-поступательные движения. Что касается области применения и типа жидкости в качестве рабочего носителя, то плунжерные насосы способны перекачивать как обычную воду, так и любую жидкость, обладающую пониженной вязкостью и не вступающую в химическую реакцию с материалами из которых изготовлены рабочие органы насоса. Если сказать по-простому, то принцип работы этого устройства похож на дозатор. В зависимости от вида конструкции, плунжерный агрегат может быть ручного либо автоматического типа, но данная разновидность не влияет на высокое качество генерации необходимого давления. За счет того, что конструкция плунжера позволяет не применять к нему внутреннее уплотнение, данный насос имеет широкий функционал и эффективно эксплуатируется в самых разнообразных отраслях промышленности и бытовых условиях.

Существует целый ряд преимуществ, благодаря которым плунжерный насос так популярен:

  • В процессе монтажа подобного устройства нет сложных схем;
  • Плунжерные насосы отличаются не сложным управлением и легкостью в настройке;
  • Отсек для смазки сцепления передаточного механизма от электродвигателя к коленвалу находится в доступном месте, что обеспечивает быстрое и легкое добавление смазки;
  • Присутствует возможность регулировки плунжерного насоса для высоковакуумной работы, чтобы настроить агрегат для нагнетания необходимого рабочего сжатия.

Если рассматривать степень подачи плунжерных устройств с тройным действием, то ее уровень можно определить по следующей формуле: Q = 3 х f х (S х i/6О). Главной особенностью таких механизмов является максимальное снижение возникновения пульсации нагнетаемого потока, благодаря чему отпадает необходимость в подключении дополнительных специальных приспособлений, чтобы выровнять график подачи.

Воздушно-поршневые насосы

По своей сути эти механизмы называются вакуумными насосами, за счет того, что они после того, как втянут в себя газ либо воздух, генерируют необходимую степень давления и выталкивают из нагнетательного отверстия уже вакуумную среду. Такие приспособления пользуются большой популярностью в пищевой индустрии, так как с их помощью удается очищать всякого рода выпарные станции, варочные устройства и прочее вакуумное оборудование от не отведенных конденсатов пара либо частиц газа, во избежание загрязнения продуктов технологического процесса и вывода из строя какого-то узла вакуумной системы. Существуют генераторы низкого, среднего, высокого и сверхвысокого вакуума, но в вышеописанной ситуации наиболее приемлемым является вакуумный насос, создающий именно низкий уровень вакуума, который отличается от атмосферного давления как минимум на 90%.

Воздушный поршневой насос

Что касаемо принципа действия воздушных поршневых насосов, то они схожи с работой компрессора, который также всасывает воздух либо газ при условии пониженного давления, сжимая обрабатываемую среду и нагнетая ее в указанное место. Разница только в том, что в воздушно-поршневом устройстве уровень сжатия гораздо выше, чем способен его сгенерировать стандартный компрессор. Но, по сути, подобные агрегаты неспособные выработать КПД выше отметки в 35%, для того, чтобы повысить этот показатель к нему подключаются специальные дополнительные механизмы, выравнивающие давление на всасывание и при выбросе обрабатываемой среды в нагнетательный патрубок.

Основные положительные и отрицательные стороны плунжерных и поршневых насосов

В первую очередь стоит обозначить, что такие устройства являются достаточно надежными и имеют высокую ремонтопригодность, вне зависимости от типа своей конструкции. Это обеспечивается благодаря применению высокопрочных материалов в процессе создания деталей для таких насосов, а также точностью сборки корпуса и внутренних рабочих органов, соблюдая все стандарты современных ГОСТов. Вдобавок к этому, плунжерный агрегат может эксплуатироваться при обработке среды, которая требует особых условий запуска. Если сравнивать плунжерное устройство, например, с циркуляционным либо водокольцевым насосами, то без сомнения этот механизм гораздо привлекательнее, так как он может функционировать при условии сухого всасывания, чего нельзя сказать о других типах подобного оборудования.

Что касаемо недостатков, то в первую очередь необходимо отметить достаточно невысокую производительность. Конечно, сегодняшний рынок наполнен большим ассортиментом подобной техники и существуют модели, которые выдают хорошие показатели продуктивности, но основной критерий такой техники заключается в дороговизне, что во многих случаях нерационально для общей окупаемости затрат на приобретение оборудования под конкретный технологический процесс.

Варианты эксплуатации плунжерных устройств

В подобных агрегатах степень создаваемой струи в принципе никак не ограничена. Для того чтобы повысить саму подачу насоса, подойдет лишь действие с увеличением конструктивных габаритов рабочей камеры и скорости возвратно-поступательных движений плунжера, что напрямую зависит от мощности электродвигателя и качества исполнения сальника, в котором двигается плунжер.

Данную технику нельзя назвать стабильной, так как движение внутри цилиндра рабочего тела производится циклично, в следствие чему подача жидкости осуществляется неустановившийся, что в целом при увеличении числа оборотов вращения в большей степени приведет не к повышению объема подачи, а образованию повышенных инерционных пульсаций. Это обуславливает основные сферы использования плунжерных насосов, где технологический процесс обусловлен применением высокого давления при относительно небольшой подачи напора.

Для того чтобы более детально определить направленность такой техники, можно привести пример организации работы прессовочных установок в химической промышленности, где минимальным напором для осуществления деятельности насоса является 1000 атмосфер, а то и более. Также существуют специальные агрегаты, которые созданы для эксплуатации в условиях агрессивной среды, при перекачке взрывоопасной смеси либо некоторого вида топлива. Помимо промышленных отраслей, плунжерные насосы достаточно широко используется и в быту. Таким образом, с помощью подобного механизма осуществляется обеспечение чистой водой жилых зданий, сельскохозяйственных организаций и прочего.