ВВЕДЕНИЕ

 

 

Плунжер — вытеснитель цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра.

В отличие от поршня уплотнитель располагается на цилиндре и при совершении плунжером возвратно-поступательного движения движется по поверхности плунжера. Плунжеры используются главным образом в гидравлических аксиально-плунжерных, радиально-плунжерных гидромашинах, а также в плунжерных насосах. Также в системах подачи топлива дизельных двигателей (топливные насосы высокого давления) получили распространение плунжерные пары.

Плунжерные насосы способны работать при больших давлениях, чем поршневые насосы. Причиной этого является то, что в плунжерах высокая чистота обработки должна быть у внешней цилиндрической поверхности, а у поршневых насосов наиболее важным является обработка внутренней цилиндрической поверхности, что технологически осуществить сложнее.


Точность обработки деталей современных плунжерных и роторно-плунжерных гидромашин столь высока, что зазор между внутренней и внешней цилиндрической поверхностью в плунжерных парах достигает 2-3 мкм.

Давления, которые способны выдерживать плунжерные пары, очень высоки. Так, например, в момент впрыска топлива в дизельных двигателях развиваемое давление в плунжерной паре может достигать 200 МПа.

Целью курсового проекта является расчет и получение оптимальных конструктивных параметров плунжерного насоса.

 

НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

ПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА

Описание и назначение плунжерного насоса

 

Плунжерные насоса отличаются от поршневых насосов рабочим органом. Плунжер или скалка не имеют уплотнительных колец и отличаются от поршня значительно большим отношением длины к диаметру. Плунжерные насосы не требуют такой тщательной обработки внутренней поверхности цилиндра как поршневые, поэтому находят применение для перекачивания загрязненных и вязких жидкостей. Они более распространены, чем поршневые насосы.

Плунжерный насос по категории точности делится на:

— 1,0;

— 2,5;

— без категории (при давлении при выходе 250 и более кгс/см2 или при подаче менее 2,5 л/ч).


Такие насосы могут отличаться по количеству используемых плунжеров:

— одноплунжерные (одностороннего или двустороннего действия);

— двухплунжерные (с учетом регулирования суммарной подачи);

— синхродозировочные (двухплунжерные, но уже регулирующие подачу от каждого цилиндра).

По типу используемого двигательного устройства плунжерный насос бывает:

— с общепромышленным двигателем;

— со взрывозащищенным двигателем.

Регулирование работы плунжерного насоса может осуществляться автоматически или в ручную.

Принцип работы плунжерного насоса

 

 

Особенности строения и функционирования плунжерного насоса делает возможной работу с особо сложными составами: агрессивными жидкостями, эмульсиями, вязкими жидкостями (с уровнем вязкости от 8,5х10-7 до 8х10-4 м2/с), горячими веществами (с температурой до 2000С), высококонцентрированными составами или составами, имеющими твердые включения.

Пульсация — один из недостатков плунжерного насоса, возникающий обычно в ходе процесса дозирования жидкости. Именно пульсация может стать причиной многочисленных сбоев в работе насоса, а так производственного брака, что характеризует их работу как некачественную. Чтобы избежать таких последствий используют различные средства. Первый вариант борьбы с пульсацией — использование плунжерных насосов разнонаправленного действия. Второй вариант — использование многоплунжерных насосов, в котором функционирует одновременно от двух до шести плунжеров, действующих одновременно, но с некоторыми отличиями по фазе или по углу движения.


Плунжерный насос характеризуется определенными показателями по особенностям своей работы, что может позволить выделить определенные их достоинства и недостатки. К достоинствам плунжерных насосов можно отнести следующие характеристики:

— высокое качество осуществляемого дозирования (точность работы);

— возможность осуществления дозирования жидкостей даже при высоком давлении;

— богатый спектр вариантов рабочей жидкости (от нейтральных до токсичных и радиоактивных);

— простота в установке, эксплуатации и ремонте;

— долговечность и износостойкость;

— бесшумность осуществления работы.

Устройство плунжерного насоса

Рисунок 1 Общий вид плунжерного насоса: 1 — цилиндр; 2-всасывающий патрубок; 3 — всасывающий клапан; 4 -напорный клапан; 5 — напорный патрубок; 6 — плунжер; 7 — шток; 8 — шатун; 9 — кривошип; 10 — уплотнение; 11 — байпас

 

Плунжерные насосы имеют несколько значимых недостатков, среди названных — появление пульсации и вытекающие из нее последствия. Еще одним из недостатков использования плунжерных насосов является непосредственный контакт рабочей жидкости с деталями насоса, что в случае использования агрессивных сред может означать максимально неблагоприятное воздействие на работу насоса (повышает его износоустойчивость, может привести к поломке).
я того, чтобы максимально избежать возможных трудностей и проблем при работе с плунжерным насосом, необходимо соблюдать некоторые требования к их эксплуатации и техническому обслуживанию. Поскольку работа насоса чаще всего ведется со сложными по своим свойствам составами и при высоком давлении, то необходимо осуществлять периодические проверки всех деталей насоса, так как предотвратить разрушение оборудования будет логичнее, чем его ремонтировать. Кроме того, поскольку насосы чаще всего работают с определенным объемом жидкости, то рекомендуется вести специальный журнал с фиксацией основных параметров состава (количество, давление, температура и прочие).

Исключительным преимуществом плунжерных насосов является высокое давление на выходе при относительно небольших величинах подачи перекачиваемой среды.

Принцип работы такого класса насосов заключается в следующем. При движении поршня вправо в рабочей камере насоса создаётся разрежение, нижний клапан открыт, а верхний клапан закрыт, — происходит всасывание жидкости. При движении в обратном направлении в рабочей камере создаётся избыточное давление, и уже открыт верхний клапан, а нижний закрыт, — происходит нагнетание жидкости.

 

megalektsii.ru

Функциональные особенности плунжерного насоса


Плунжерные насосы относятся к категории гидравлических приборов дозирующего типа. Подобная конструкция позволяет дозировать и смешивать различные составляющие компоненты растворов в необходимом соотношении. В соответствии с конструктивными особенностями данная категория насосов делится на две группы: объемные и необъемные.

Плунжерные насосы объемного типа по своему функционалу и принципам работы напоминают поршневые. Основное различие кроется в устройстве специального поршня — плунжера. Данный агрегат представлен в виде металлического стержня, имеющего возвратно-поступательное движение. Какого-либо контакта со стенками рабочей камеры насоса при этом не происходит. Как главный рабочий элемент насоса, плунжер должен соответствовать определенным требованиям, а именно, быть прочным, герметичным и устойчивым к износу.

Специфика работы плунжерного насоса заключается в направлении движения плунжера. Когда агрегат движется вправо, происходит понижение давления внутри рабочего отсека при сохранении стабильно высоких показателей во всасывающем трубопроводе. При таком перепаде давления включается в работу всасывающий клапан, посредством которого раствор переходит в рабочую камеру. При движении агрегата влево происходит обратный процесс, и раствор вытесняется из рабочей камеры.

При перемене уровней давления в плунжерном насосе возможно возникновение пульсации. Это может негативно отразиться на работоспособности прибора, поэтому рекомендуется устранять данную проблему. Можно прибегнуть к применению нескольких плунжеров, соединенных посредством вала и движущихся в цикличном режиме. Также возможна дифференциальная работа устройства, когда жидкость перекачивается в любом направлении.


Типы плунжерных насосов

Водяные плунжерные насосы функционируют по тому же принципу, как и большинство других насосов. Перекачиваемые объемы целиком зависят от внутреннего давления — чем выше его уровень, тем большими возможностями обладает устройство.

В зависимости от особенностей конструкции выделяют различные типы насосов:

— вертикальные и горизонтальные;
— одно- и многоплунжерные;
— с управлением в ручном или в автоматическом режиме;
— с рубашкой обогрева и без нее;
— одно- и многоцилиндровые;
— с герметизацией цилиндров.

Категория насосов высокого давления производит работу с жидкостями различных свойств, поэтому их изготавливают из тех материалов, которые соответствуют данной среде.

www.kakprosto.ru

Особенности и область использования

Плунжерные агрегаты высокого давления способны работать с водной средой и любыми жидкостями, наподобие воды, которые отличаются низкой вязкостью и не могут вступать в реакцию с металлическими деталями оборудования. Прибор работает, как дозатор воды или другой жидкости. Он может быть ручной или автоматический. При этом дозировочный насос осуществляет перекачку жидкости за счёт высокого давления.


Если вы разбираетесь в устройстве и принципе работы такого насоса, то его ремонт выполнить несложно. Как правило, дозировочный гидравлический агрегат плунжерного типа относится к разряду нефтепромышленного и бурового оборудования. Однако ручной НД (насос дозировочный), например, марки  Hawk, может с успехом использоваться для перекачки воды и других жидкостей в разных отраслях и быту.

Плунжерный насос благодаря конструктивным особенностям и простой схеме устройства имеет ряд отличительных особенностей:

  • В нагнетателе агрегата создаётся предельно высокое давление.
  • Вакуумный прибор высокого давления может перекачивать вязкие жидкости и среды с абразивными частицами.
  • Агрегаты можно эксплуатировать в полевых условиях.

Аксиально-плунжерные агрегаты очень напоминают поршневые насосы. Главное отличие между ними состоит в конструкции рабочего органа. Гидравлический дозировочный прибор плунжерного типа вместо рабочего поршня использует плунжер, который выполнен в виде пустотелого цилиндра. Плунжер перемещается в уплотняющем сальнике и при  этом не касается поверхности рабочей камеры. Поршневой агрегат и аксиально-плунжерное изделие очень схожи по гидравлическим характеристикам, однако эксплуатация и ремонт прибора плунжерного типа проходят легче, поскольку он имеет меньшее количество изнашиваемых деталей.


Высокие эксплуатационные характеристики аксиально-плунжерных насосов высокого давления воды способствуют тому, что они используются не только в перечисленных отраслях, но и для решения различных производственных задач на обогатительных фабриках, в химическом производстве и некоторых узкоспециализированных сферах промышленности.

НД в последнее время очень редко используется в канализационных и водопроводных системах. Зато гидравлический НД (ручной дозатор) нашёл своё применение в скважинах небольшого диаметра, где он применяется для подъёма воды. Также аксиально-плунжерный агрегат подходит для перекачки вязких жидкостей (осадка из отстойника) и может использоваться как ручной дозатор в быту, например, модели марки Hawk.

Классификация

Все агрегаты плунжерного типа, будь то насос марки Hawk или другого производителя, делятся на несколько видов:

  • с горизонтальным расположением цилиндров;
  • с вертикальным расположением цилиндров;
  • вакуумный;
  • многоплунжерный;
  • ручной;
  • автоматический;
  • с герметичными цилиндрами;
  • многоцилиндровый.

Устройство

Как правило, дозировочный агрегат плунжерного типа относится к приборам объёмной группы. Рабочие механизмы насоса двигаются возвратно-поступательно (аксиально). Схема устройства агрегата одностороннего действия выглядит следующим образом:


  • В рабочей камере НД находится напорный и всасывающий клапан, а также цилиндр с рабочим поршнем – плунжер.
  • Этот поршень совершает возвратно-поступательные движения, то есть двигается аксиально.
  • К рабочей камере высокого давления присоединён напорный трубопровод и всасывающий шланг.
  • За один цикл, равный повороту вала с кривошипом, в полость цилиндра всасывается, а потом под давлением выталкивается определённый объём жидкости, который зависит от площади поршня и его хода.

Схема работы агрегаты высокого давления двухстороннего действия выглядит так:

  1. В таком НД обе полости в цилиндре являются рабочими.
  2. Благодаря этому за один ход поршневого элемента в прямом направлении осуществляется всасывание и выталкивание жидкости.
  3. Такие процессы происходят и при обратном движении поршня в плунжере.

Важно: такая схема работы НД двухстороннего действия позволяет увеличить подачу в два раза в сравнении с агрегатами одностороннего действия. Помимо этого такой гидравлический прибор обеспечивает более равномерную подачу жидкости.

Принцип работы

Главная рабочая деталь плунжерного насоса – это металлический стержень, совершающий возвратно-поступательные движения. В качестве движущей силы плунжера выступает электропривод. Поскольку он является ведущий рабочей деталью, к его механической прочности предъявляются высокие требования.

Принцип работы любого агрегата плунжерного типа (например, насоса Hawk) основан на том, что все движущиеся механизмы не соприкасаются с внутренней плоскостью рабочей камеры. Неважно, ручной или автоматический дозатор используется, принцип работы выглядит следующим образом:


  1. Когда плунжер осуществляет движение вправо, происходит снижение давления в рабочей камере. При этом параметры всасываемости устройства остаются на прежнем высоком уровне.
  2. Во время такого движения механизма происходит перемещение рабочей среды в рабочую камеру.
  3. Во время движения плунжера в обратную сторону происходит обратный процесс, и жидкость вытесняется из камеры.

Поскольку дозировочный гидравлический насос сконструирован таким образом, что во время его интенсивной работы возникают пульсации и вибрации разного рода, это негативно сказывается на общей работе и долговечности прибора. Чтобы сгладить такое деструктивное воздействие, выполняется подключение нескольких рабочих плунжеров. По сути, такой плунжерный насос состоит из трёх агрегатов одностороннего действия, объединённых одним коленчатым валом. При этом кривошипы каждого объединённого насосного оборудования располагаются пол углом 120° друг к другу.

Также равномерную подачу жидкости обеспечивает дифференциальный плунжерный насос, в котором обе полости цилиндра являются рабочими. Однако такой дозатор имеет только два клапана: нагнетательный и всасывающий. Именно поэтому подобный ручной или автоматический дозатор за один оборот коленчатого вала обеспечивает один цикл всасывания жидкости и два цикла выталкивания. В этом случае подача воды будет такой же, как у агрегатов одностороннего действия, но равномерность подачи повысится.

Частые неисправности

Даже самое современное насосное оборудование, например, марки Hawk, иногда требует ремонта. К распространённым неисправностям можно отнести такие поломки:

  1. Из-за повышенной вибрации ослабевает крепление к кронштейну.
  2. Периодически нужно проверять соосность валов и подтягивать винты крепления.
  3. Иногда требуется выполнять замену манжеты и ремонт вала.

vodakanazer.ru

Принцип работы поршневого насоса

Работа поршневого жидкостного насоса основана на принципе вытеснения. Основными рабочими органами поршневого насоса являются: цилиндр и поршень. Поршень перемещается в цилиндре совершая возвратно-поступательное движение.

Поршневой воздушный насос Поршневой насос

Работа поршневого насоса в общем случае выглядит следующим образом

В цилиндре (позиция 8) перемещается поршень (позиция 7), жестко соединенный со штоком (позиция 9), являющимся исполнительной частью приводного кривошипно-шатунного механизма. При ходе поршня “вправо” полезный объем цилиндра, т.е. объем, заполняющийся жидкостью, увеличивается, вследствие чего давление в нем уменьшается. Всасывающий клапан(позиция 4) при этом поднимается, жидкость под действием внешнего давления на ее поверхности, чаще всего атмосферного, входит в цилиндр через сосун (позиция 1), открытый обратный клапан (позиция 2) и всасывающую трубу(позиция 3).

При ходе поршня “влево” жидкость, ранее вошедшая в цилиндр, выталкивается движущимся поршнем. Давление в цилиндре насоса при этом повышается. Всасывающий клапан (позиция 4) закрывается, а нагнетательный клапан(позиция 5) поднимается и жидкость из цилиндра поступает в нагнетательный трубопровод (позиция 6). Подача жидкости в нагнетательный трубопровод происходит вследствие вытеснения из цилиндра движущимся поршнем предварительно засосанной жидкости.

Плунжерные насосы

Поршневой насос

Плунжерные насосы являются разновидностью насосов вытеснения. Отличием плунжерного насоса является рабочий орган — плунжер. Его задачей является перемещение вдоль оси цилиндра. Перемещаются плунжеры за счет электропривода, раскручивающего коленвал.

Всасывание жидкости в цилиндр насоса происходит при движении плунжера вверх. При этом всасывающий клапан К1 поднимается и жидкость под действием внешнего давления входит в цилиндр насоса. При возвратном движении плунжера вниз клапан К1 прижимается к своему гнезду, закрывая его, а нагнетательный клапан К2 открывается, пропуская вытесняемую из цилиндражидкость в нагнетательный трубопровод.

Плунжер 1 насоса в работе соприкасается только с элементами сальника 2, уплотняющими плунжер в цилиндре. При этом тщательность уплотнения достигается сжимаемой сальниковым стаканом набивкой, уменьшающей трение и износ соприкасающихся поверхностей. Благодяря этому цилиндр плунжерного насоса не изнашивается, а служит только емкостью, заполняемой и опорожняемой в зависимости от направления движения плунжера.

Устройство поршневого насоса

В основу устройства поршневого насоса входит полый металлический цилиндр, в котором протекают все рабочие процессы.

Устройство поршневого насоса

Поршневой насос для воды в общем случае состоит из:
1. клапанов
2. поршня, перемещающегося в цилиндре
3. шатунного механизма
4. кривошипа

Назначение клапанов насоса состоит в том, чтобы впускать воду, при этом препятствуя её движению назад. В роли клапанов в зависимости от конструкции может выступать шарик или мембрана.

Гидравлические поршневые насосы в качестве уплотняющего элемента в обратном клапане используют шарик, изготовленный из стекла, пластика или металла.

В мембранно поршневой насос в качестве клапана устанавливается резиновая пластина (мембрана), закрепленная с одной стороны.

Перемещение поршня в цилиндре достигается благодаря вращению кривошипа, закрепленного на одном валу с электродвигателем.

Поршневой насос

В устройство поршневого насоса современного типа входит несколько клапанов, штоки которых закреплены на одном кривошипе. Вращаясь в подшипниках такие регулируемые насосы поршневого типа способны обеспечить стабильную подачу.

Поршневой насос

Плунжерные насосы способны работать с водной средой и любыми жидкостями, наподобие воды, которые отличаются низкой вязкостью и не могут вступать в реакцию с металлическими деталями оборудования. Прибор работает, как дозатор. Плунжерный насос может быть ручной или автоматический. При этом дозировочный насос осуществляет перекачку жидкости за счёт высокого давления.

В отличие от поршневого особенностью плунжерного насоса является отсутствие внутреннего уплотнения поршня. Это приводит к широкому использованию их в области высоких давлений.

При этом плунжерный насос высокого давления обладает рядом преимуществ:
плунжерный насос   насос довольно прост в монтаже
плунжерный насос  управлять плунжерным насосом высокого давления не составляет большого труда
плунжерный насос  предусмотрена система смазки, позволяющая легко к ней добраться
плунжерный насос  есть возможность отрегулировать плунжерный насос высокого давления на выход нужного рабочего давления

Отличие поршня от плунжера

По конструкции рабочего органа, вытесняющего жидкость из цилиндра, поршневые насосы бывают с дисковым поршнем и плунжерные.

Поршневой насос Поршневой насос

Поршень насоса (на рисунке слева) имеет вид диска, уплотнение которого в цилиндре осуществляется с помощью специальных пружинящих разрезных металлических(а чаще всего чугунных) колец. Тщательное уплотнение дискового поршняв цилиндре может быть осуществлено также с помощью резиновых или кожанных манжет.

В отличии от поршня, плунжер (на рисунке справа) представляет собой пустотелый цилиндр. Он перемещается в уплотняющем сальнике не соприкасаясь со стенками рабочего цилиндра. Плунжеры изготавливаются в виде стержня(штока).

Рабочие характеристики

Подача поршневого насоса

Подачей насоса называется объемное количество жидкости, подаваемое насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени. Это определение относится ко всем насосам независимо от типов их конструкций.

Поршневой насос

Подача поршневого насоса Q выражается произведением вытесненного за один ход объема V на число рабочих ходов за единицу времени.

Объем V=f*S, где f – площадь поршня, а S – его ход.

Подача

Q = f*(S*i/60), где i – число ходов в минуту.

S*i/60 = Vср – средняя скорость движения поршня с учетом перемещения только при рабочем ходе.

Таким образом Q = f*Vср

Поршневой насос

Если рассматривать характеристику насоса, то подача поршневого насоса циклически изменяется во времени, график подачи жидкости в напорный трубопровод для насоса одностороннего действия имеет прерывистый характер.

В целях выравнивания графика подачи применяют поршневые насосы двойного действия.

Подача плунжерного насоса

Поршневой насос

Подача плунжерного насоса тройного действия равна утроенной подаче насоса одинарного действия.

Q = 3*f*(S*i/60)

Трехплунжерный насос создает в сравнении с поршневыми насосами равномерную подачу жидкости в систему нагнетания и, как правило, не нуждается в установке специальных устройств для выравнивания графика подачи.

Это свойство является существенным достоинством данного типа насосов.

Аксиально поршневой насос – принцип работы

Аксиально поршневой насос работает по следующему принципу: вал насоса при вращении вокруг своей оси придает движение элементам блока цилиндров. Вращение вала и наклонного диска заставляет цилиндры не только двигаться по кругу, но и совершать перемещение вперед – назад. Тем самым увеличивая объем камеры на всасе, и уменьшая его на нагнетании.

Такое движение вала насоса называется аксиальным отсюда и название агрегата – аксиально поршневой насос.

Аксиально поршневой насос

Соединение рабочей камеры насоса с всасыванием и нагнетанием происходит последовательно и за один полный оборот поршень забирает рабочую среду на всасе и выталкивает её на нагнетании.

Соединение области всаса и области нагнетания происходит в распределяющем устройстве, за счет того, что цилиндрический блок плотно прижат к распределяющему устройству. Между секторами распределительного устройства располагаются уплотняющие перемычки.

Для того, чтобы избежать риска возникновения гидроудара в уплотняющие перемычках сделаны дроссельные канавки, которые стабилизируют давление в камере

Механизм работы такого оборудования устроен немного сложнее, чем обычного поршневого насоса, но вместе с тем есть и определенные преимущества.

Аксиально поршневой насос имеет компактные размеры и показывает при этом хорошие мощностные характеристики, а возможность управления скоростью вращения создает фактически регулируемый поршневой насос.

Радиально поршневой насос

Радиально поршневой насос работает по следующему принципу: ротор вращается вместе с поршнями при этом поршни скользят по корпусу, прижимаясь с нему за счет пружин.

Рабочая камера расположена между всасывающем и нагнетающем клапанами. Сам поршень прижимается пружиной к эксцентрично расположенному кулачку, поэтому при вращении вала каждый поршень совершает возвратно поступательное движение.

Когда поршень выдвигается из камеры в камере увеличивается объем и создается область разрежения при этом всасывающий клапан открывается, а нагнетающий закрывается и жидкость заполняет рабочую камеру.

Потом поршень движется обратно и объем камеры уменьшается, а давление в камере увеличивается. Поэтому всасывающий клапан закрывается, а нагнетающий открывается и жидкость под давлением вытесняется в нагнетающий патрубок.

За один оборот вала каждый поршень совершает процесс всасывания и нагнетания.

Поршневой воздушный насос

Поршневой воздушный насос

Поршневой воздушный насос, всасывающий газ или воздух при давлении ниже атмосферного и выталкивающие их в атмосферу, называются вакуум-насосом.

В пищевой промышленности вакуум-насосы применяются главным образом, для отсасывания несконденсировавшихся паров и газов в выпарных станциях, варочных станциях заводов и фабрик, оборудованных вакуум-аппаратами, а также для создания вакуума в секциях вакуум-фильтров. Чаще применяются вакуум-насосы низкого вакуума, которые создают у своего всасывающего патрубка вакуум до 92-95% от атмосферного давления.

По принципу действия поршневой воздушный насос является компрессором, всасывающим газ при пониженном давлении, сжимающим его, а затем нагнетающим этот газ. Хотя практически давление давление нагнетания не намного превышает атмосферное, степень сжатия в поршневом воздушном насосе значительно больше, чем в обычном компрессоре.

При такой степени сжатия объемный КПД выходит небольшим – около 35%. Для повышения объемного КПД используют технические методы выравнивания давления на всасывании и нагнетании насоса, таким образом достигается высокий объемный КПД.

Преимущества и недостатки поршеного и плунжерного насоса

Огромным преимуществом насоса является его надежность и высокая ремонтопригодность. Эти два параметра вытекают не только из принципа работы, но и из конструкции насоса — насос изготавливается из высокопрочных материалов. Насос способен работать со средами у которых высокие требования к условиям пуска. Огромные преимуществом этого типа насосов, в отличии от циркуляционных насосов, является наличие возможности “сухого” всасывания, которым может похвастаться не каждый насос.

Из недостатков следует отметить низкую производительность. В настоящее время на рынке существуют модели, где этот показатель находится на приемлемом уровне, но у таких насосов отмечаются повышенные требования к параметрам эксплуатации, что выливается в высокую стоимость насоса.

Применение поршневого и/или плунжерного насоса

В насосах вытеснения величина напора принципиально не ограничена. Повышение же подачи может быть достигнуто лишь увеличением конструктивных размеров и числа рабочих ходов (числа оборотов).

В поршневых и плунжерных насосах, вследствие цикличности движения тела вытеснения поток жидкости является неустановившимся, и повышение скорости потока, а следовательно, и подачи за счет увеличения числа оборотов ограниченно явлениями инерции.

Отсюда областью применения поршневых и плунжерных насосов становятся высокие давления при относительно малых подачах.

В прессовых установках и химической промышленности строятся насосы с напором в 1000 атмосфер и более. Специализированные поршневые насосы допускается использовать при работе с агрессивными средами, взрывоопасными смесями и некоторыми видами топлива. Но область применения этого типа насосов не ограничивается только промышленной сферой. Эти насосы применяют так же для обеспечения чистой водой в бытовых нуждах.

Хотя поршневой жидкостный насос не рассчитан на большие объемы циркуляции, но отличается высокой надежностью и при своевременном техническом уходе способен проработать очень длительный срок.

Поршневой насос относится к типу насосов вытеснения. Для составления мнения об этом типе насосов прочитайте статью о винтовых насосах.

Поршневые насосы занимают отдельную нишу на рынке, они удовлетворяют требования как частных пользователей, так и потребности крупных производств. Потребность же насосов этого типа в бытовых нуждах обусловлена как простотой их конструкции и нетребовательностью содержания, так и высоким эксплуатационным ресурсом техники этого типа.

www.nektonnasos.ru

Характеристики аппарата

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

Плунжерные насосы отличаются высокой производительностью на фоне элементарной эксплуатации

Плунжерные насосы отличаются высокой производительностью на фоне элементарной эксплуатации

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

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

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

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

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

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

Внутреннее устройство

Плунжерные насосы высокого давления Pratissoli

Плунжерные насосы высокого давления Pratissoli

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

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

ВИДЕО: Производство плунжерных насосов Speck Triplex Plunger pump production manufacture

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

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

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

Насос трех плунжерный P52/72-200

Насос трех плунжерный P52/72-200

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

Принцип работы

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

Как работает аппарат

Как работает аппарат

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

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

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

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

Возможные неисправности

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

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

Это относится как к отечественным, так и зарубежным устройствам.

ВИДЕО: Плунжерный насос Speck Triplex Plunger pump animation

www.portalteplic.ru


Categories: Насос

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector