Поршневой насос это: Принцип действия поршневых насосов – статья на сайте Albin-pump
alexxlab | 07.07.2023 | 0 | Разное
Поршневой насос | это… Что такое Поршневой насос?
Поршневой насос (плунжерный насос) — один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней (плунжеров), совершающих возвратно-поступательное движение.
Рис. 1. Конструктивная схема простейшего поршневого насоса одностороннего действия
Рис. 2. Дифференциальная схема включения поршневого насоса. Во время движения поршня влево часть жидкости отводится в штоковую полость, объём которой меньше объёма вытесняемой жидкости за счёт того, что часть объёма штоковой полости занимает шток
В отличие от многих других объёмных насосов, поршневые насосы не являются обратимыми, то есть, они не могут работать в качестве гидродвигателей из-за наличия клапанной системы распределения.
Поршневые насосы не следует путать с роторно-поршневыми, к которым относятся, например, аксиально-поршневые и радиально-поршневые насосы.
Содержание
|
Принцип работы
Принцип работы поршневого насоса (рис. 1) 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.
Рис. 3.Принцип работы поршня
Одной из разновидностей поршневого насоса является диафрагменный насос.
Борьба с пульсацией
Одним из недостатков поршневых насосов, как и других объёмных насосов, являются пульсации подачи и давления. Пульсации можно уменьшить, расположив несколько поршней в ряд и соединив их с одним валом таким образом, чтобы циклы их работы были сдвинуты друг относительно друга по фазе на равные углы.
Другим способом борьбы с пульсацией является использование дифференциальной схемы включения насоса (рис. 2), при которой нагнетание жидкости осуществляется не только во время прямого хода поршня, но и во время обратного хода.
Также широко применяют насосы двустороннего действия, у которых как поршневая, так и штоковая полость имеют (в отличие от дифференциальной схемы включения) свою клапанную систему распределения. У таких насосов коэффициент пульсаций ниже, а КПД выше, чем у насосов одностороннего действия (рис. 1).
Для борьбы с пульсацией также применяют гидроаккумуляторы, которые в момент наибольшего давления запасают энергию, а в момент спада давления отдают её.
Применение
Поршневые насосы используются с глубокой древности. Известно их применение для целей водоснабжения со II века до нашей эры. В настоящее время поршневые насосы используются в системах водоснабжения, в пищевой и химической промышленности, в быту. Диафрагменные насосы используются, например, в системах подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания.
См. также
- Гидравлические машины
- Насос
- Поршень
- Индикаторная диаграмма
- Крыльчатый насос
Литература
- Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.
- Гейер В. Г., Дулин В. С., Заря А. Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1991.
Поршневой насос | это… Что такое Поршневой насос?
Поршневой насос (плунжерный насос) — один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней (плунжеров), совершающих возвратно-поступательное движение.
Рис. 1. Конструктивная схема простейшего поршневого насоса одностороннего действия
Рис. 2. Дифференциальная схема включения поршневого насоса. Во время движения поршня влево часть жидкости отводится в штоковую полость, объём которой меньше объёма вытесняемой жидкости за счёт того, что часть объёма штоковой полости занимает шток
В отличие от многих других объёмных насосов, поршневые насосы не являются обратимыми, то есть, они не могут работать в качестве гидродвигателей из-за наличия клапанной системы распределения.
Поршневые насосы не следует путать с роторно-поршневыми, к которым относятся, например, аксиально-поршневые и радиально-поршневые насосы.
Содержание
|
Принцип работы
Принцип работы поршневого насоса (рис. 1) 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.
Рис. 3.Принцип работы поршня
Одной из разновидностей поршневого насоса является диафрагменный насос.
Борьба с пульсацией
Одним из недостатков поршневых насосов, как и других объёмных насосов, являются пульсации подачи и давления.
Пульсации можно уменьшить, расположив несколько поршней в ряд и соединив их с одним валом таким образом, чтобы циклы их работы были сдвинуты друг относительно друга по фазе на равные углы. Другим способом борьбы с пульсацией является использование дифференциальной схемы включения насоса (рис. 2), при которой нагнетание жидкости осуществляется не только во время прямого хода поршня, но и во время обратного хода.
Также широко применяют насосы двустороннего действия, у которых как поршневая, так и штоковая полость имеют (в отличие от дифференциальной схемы включения) свою клапанную систему распределения. У таких насосов коэффициент пульсаций ниже, а КПД выше, чем у насосов одностороннего действия (рис. 1).
Для борьбы с пульсацией также применяют гидроаккумуляторы, которые в момент наибольшего давления запасают энергию, а в момент спада давления отдают её.
Применение
Поршневые насосы используются с глубокой древности. Известно их применение для целей водоснабжения со II века до нашей эры.
В настоящее время поршневые насосы используются в системах водоснабжения, в пищевой и химической промышленности, в быту. Диафрагменные насосы используются, например, в системах подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания.
См. также
- Гидравлические машины
- Насос
- Поршень
- Индикаторная диаграмма
- Крыльчатый насос
Литература
- Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.
- Гейер В. Г., Дулин В. С., Заря А. Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1991.
Что такое поршневые и плунжерные насосы?
Поршневой насос представляет собой насос прямого вытеснения, в котором движение жидкости создается поршнем. Существует 3 типа таких конструкций: поршневые, плунжерные и роторно-поршневые.
Существует 3 типа поршневых насосов:
Роторно-поршневые
Роторно-поршневые насосы работают за счет того, что поршень скользит вперед и назад вдоль канавки ротора, всасывая жидкость во входное отверстие.
Два поршня с непосредственным приводом движутся возвратно-поступательно в цилиндрах, при этом поршень оттягивается к центру насоса, когда он находится на входе насоса, вызывая всасывание жидкости во вход. По мере того, как ротор движется к выпускному отверстию насоса, поршень движется вдоль ротора, вытесняя жидкость через выпускное отверстие.
Поршневые насосы
Поршневой насос работает за счет того, что поршень толкает уплотнение вперед-назад внутри камеры, что создает вакуум и давление. Уплотнение имеет форму диска, и жидкость проходит через полый цилиндр, известный как поршень, изготовленный из керамики.
Поршневые насосы могут иметь от одного до нескольких поршней, синхронизированных для работы с разными интервалами для создания равномерного уровня потока. Поршневые насосы часто называют насосами с 3, 5 или 7 рамами, что означает количество поршней в головке насоса.
Плунжерные насосы
Плунжерные насосы представляют собой насосы, в которых плунжер скользит вперед и назад внутри сальниковой коробки, увеличивая и уменьшая рабочий объем.
Такие конструкции лучше подходят для высоких давлений, поскольку уплотнения неподвижны внутри насоса, в отличие от поршневых конструкций, в которых уплотнение скользит внутри полой камеры.
Различия между поршневыми и плунжерными насосами
Ниже в таблице представлены различия между поршневыми и плунжерными насосами:
| Поршневые насосы | Плунжерные насосы |
| Уплотнение высокого давления совершает возвратно-поступательное движение вместе с поршнем в цилиндре. | Стационарное уплотнение высокого давления. Плунжер скользит через уплотнение, что позволяет использовать насос при более высоком давлении. |
| Расчетное давление на входе от 8,5 до 40 фунтов на кв. дюйм (от 0,58 до 2,8 бар). | Расчетное давление на входе 60–70 фунтов на кв. дюйм (4–5 бар). |
| Лучше всего подходит для коротких рабочих циклов, если насос большего размера не работает медленно. | Подходит для непрерывной работы при низкой скорости. |
| Впускные значения приводятся в действие механически. | Требуется затопленная линия всасывания или более высокое давление на входе, обеспечиваемое бустерным насосом. |
| Давление на выходе 100–1200 фунтов на кв. дюйм (от 6,9 до 83 бар). | Выходное давление от 100 до 10 000 фунтов на кв. дюйм (от 6,9 до 700 бар). |
| Просмотреть анимацию работы поршневого насоса | Просмотреть анимацию работы плунжерного насоса |
Насколько эффективны поршневые насосы?
Поршневые насосы имеют один из самых высоких показателей эффективности, который составляет 85-90%. Они могут приводиться в движение напрямую от двигателей или через клиновые ремни, защищенные защитными кожухами, что устраняет необходимость в редукторе, который часто может увеличивать потери в трансмиссии.
Типичными областями применения поршневых и плунжерных насосов являются случаи, когда требуется низкая скорость потока жидкости при высоком давлении в рамках приложения, например, морской воды через фильтр для обратного осмоса или впрыска химикатов, когда трубопровод находится под давлением и находится под высоким давлением. насос необходим для преодоления существующего давления в трубопроводе.
Поскольку конструкции поршневых насосов являются поршневыми, объем выдачи пропорционален скорости, это означает, что они предсказуемы для перекачки жидкостей при дозировании и дозировании.
Такие конструкции предназначены только для работы с чистыми жидкостями, не содержащими твердых или абразивных частиц, которые в противном случае могли бы привести к выходу из строя внутренних уплотнений, засорению внутренних деталей, а не к уплотнению или износу, что сокращает срок службы устройств.
Жидкости, такие как топливо, химикаты и морская вода, могут перекачиваться с помощью таких конструкций, однако для насосов обычно требуется затопленный всасывающий патрубок, а в установках с высоким расходом — бустерный насос, и они не всегда подходят для приложений, где требуется самовсасывающий насос.
Некоторые наиболее распространенные области применения:
Впрыск химикатов
Удаление накипи с теплообменников или котельных труб.
Впрыск бурового раствора
Перекачка топлива
Осушка газа моноэтиленгликолем (МЭГ) или триэтиленгликолем (ТЭГ)
Гидровзрыв 11
Гидростатические и опрессовочные испытания оборудования
Впрыскивание, очистка и промывка заводского оборудования, такого как конвейеры, бутылки, кеги, поддоны и другое технологическое оборудование, такое как мойки высокого давления
Распыление жидкостей через форсунки, туманообразование для пожаротушения и подавление запаха тумана
Обратный осмос для получения пресной воды из морской воды
Промывка уплотнений питательного насоса для защиты уплотнений другого насоса от абразивных частиц и чистоты
Подача распылительного стержня для покрытия изделий жирами, полимерами или другими покрытиями
Обработка поверхности: очистка корпуса, удаление бетона с труб или арматуры, а также этикеток, граффити, краски и удаление ржавчины.
Обратная закачка пластовой воды
Преимущества и недостатки поршневых насосов
Их непревзойденная способность создавать давление
9 90 по другим конструкциям.Благодаря их высокой эффективности можно добиться значительной экономии по сравнению с другими конструкциями насосов высокого давления, такими как насосы с трубкой Пито.
Так как конструкции объемные, с потоком жидкости, пропорциональным скорости, они предсказуемы по своей природе для перекачивания и впрыскивания.
Доступны модели, которые являются самовсасывающими с высокой способностью всасывания, а также те, которые могут работать с вязкими жидкостями.
Конструкции меньшего размера, которые приводятся в действие напрямую двигателями, не имеют себе равных по способности создавать давление
Недостатки
Они не подходят для некоторых применений, так как создают пульсирующий поток, который можно частично устранить с помощью демпфера пульсаций.
Поршневые насосы требуют больших капиталовложений и могут быть дорогостоящим способом перекачивания жидкостей. Поскольку они ограничены чистыми жидкостями, есть много других конструкций насосов, которые следует исключить в первую очередь, которые гораздо более экономичны, а также просты в обслуживании.
Детали могут быть дорогими из-за их высокой точности и компактности. Обслуживание устройств требует много времени, поскольку некоторые конструкции имеют большое количество внутренних деталей, что затрудняет поиск и устранение неисправностей, отнимает много времени и может привести к замене многих внутренних деталей до того, как будет известна основная причина проблемы. Техническое обслуживание часто требуется опытным персоналом.
Для получения максимальной отдачи от насоса могут потребоваться дополнительные аксессуары, такие как клапан регулировки давления, предохранительный клапан и демпфер пульсаций, что еще больше усложняет требования к настройке насоса.
Установленные агрегаты могут занимать много места, особенно при приводе с помощью клиновидных ремней, так как агрегаты в этом случае имеют громоздкий характер с двигателями, расположенными рядом с головкой насоса, а не встроенными, как это принято в других конструкциях.
В конструкциях с высоким расходом может потребоваться отдельный бустерный насос для питания установки и предотвращения кавитации.
Поршневой насос P&ID обозначение
Дополнительные указания
Если в вашем технологическом процессе требуется высокое давление и низкий расход, возможно, стоит рассмотреть возможность использования поршневого насоса.
Чтобы обсудить вашу заявку с техническим инженером по продажам, свяжитесь с нами, чтобы узнать, чем мы можем помочь.
Плунжерный насос и поршневой насос: есть ли разница?
Многие люди используют термины «поршневой» и «плунжерный насос» как синонимы. Конечно, это объемные насосы объемного типа, и у них есть сходства, но их тонкие различия имеют большое значение, когда речь идет о желаемой оператором производительности, цене и долговечности насоса.
Итак, в чем разница между плунжерными и поршневыми насосами и почему это важно? Начнем с кратких определений.
Что такое плунжерный насос?
Плунжерные насосы имеют возвратно-поступательный плунжер (тип штока). Когда он движется вперед и назад, он всасывает жидкость через впускной клапан и вытесняет ее через выпускной клапан. Плунжерные насосы имеют стационарное уплотнение высокого давления, прикрепленное к корпусу цилиндра насоса.
Плунжерный насос
Что такое поршневой насос?
Поршневые насосы также имеют возвратно-поступательный шток, называемый поршнем, который перемещается вперед и назад, чтобы протолкнуть жидкость через набор клапанов. Однако, в отличие от плунжерного насоса, уплотнение поршневого насоса соединено с поршнем, то есть оно движется вместе с поршнем внутри корпуса цилиндра.
Плунжерный (слева) и поршневой (справа)
В чем разница между поршневым и плунжерным насосами?
С инженерной точки зрения легко понять, что основное различие между поршневыми и плунжерными насосами заключается в размещении уплотнений или уплотнительных колец.
Опять же, уплотнение плунжерного насоса неподвижно, а уплотнение поршневого насоса движется вместе с поршнем.
Но как эти различия влияют на производительность насоса? Оказывается, это может иметь значительное влияние в следующих областях.
Возможности давления
Когда шток совершает возвратно-поступательное движение в поршневом или плунжерном насосе, вы должны герметизировать его относительно стенки полости, чтобы он не потерял компрессию. Поскольку уплотнения плунжерного насоса не прикреплены к штоку, это обеспечивает меньшее трение и более высокое выходное давление. Когда уплотнение соединено с подвижной частью, как в поршневом насосе, происходит динамическое скольжение вдоль стенок корпуса, что приводит к меньшему давлению.
Вот почему. Когда поршневой насос толкает шток с прикрепленным уплотнением вперед, возникает трение, которое давит на уплотнение. Трение заставляет уплотнение реагировать в направлении, противоположном движению, заставляя насос работать больше, чтобы достичь большего давления.
Плунжерный насос имеет более плавное скольжение. Перевод: меньше трения. В плунжерном насосе, где возвратно-поступательный шток не имеет прикрепленного уплотнения, трение происходит в том же направлении, что и движение плунжера. Но давление в противоположном направлении, то есть они помогают до некоторой степени компенсировать друг друга. Уменьшенное трение означает, что двигателю не нужно прилагать столько усилий для достижения более высокого давления.
Материалы насоса и долговечность
Дизайн для технологичности (DfM) играет роль при определении долговечности конструкции насоса, особенно в отношении того, какие материалы и где можно использовать.
Наибольшее влияние оказывает состав материала корпуса насоса и возвратно-поступательного движения плунжера или поршня. В общем, вы хотите, чтобы компонент, который имеет наибольший потенциал для износа, был как можно более твердым, чтобы избежать царапин и поломки уплотнения.
Обычно используемые в насосной промышленности материалы включают анодированный алюминий, нержавеющую сталь и латунь.
Но самым твердым доступным материалом, используемым в некоторых конструкциях насосов, является керамика. Он не изнашивается со временем, как большинство металлов, а также обладает отличной химической совместимостью. Его можно отполировать до очень однородной и гладкой поверхности, что идеально подходит для создания плотного прилегания.
Единственная проблема заключается в том, что керамика имеет очень высокую прочность на сжатие и низкую прочность на растяжение. Сильное сжатие будет сопротивляться давлению, в то время как сильные свойства на растяжение сопротивляются растяжению или изгибу. Он похож на бетон, который чрезвычайно прочен, но попробуйте его согнуть, и он треснет.
Почему это важно? В плунжерном насосе именно поршень должен плотно прилегать к стенке полости, а это означает, что он должен быть из максимально твердого материала. В поршневом насосе стенки полости должны герметизировать шток с помощью уплотнительного кольца, а это означает, что стенка полости должна быть максимально прочной.
Однако проектирование и изготовление тонкой трубчатой стенки полости из керамики или другого материала и обеспечение ее идеально гладкой и однородной внутренней поверхности является гораздо более сложной задачей, чем изготовление внешней поверхности идеально гладкого плунжера из тех же материалов. . Даже если бы можно было сделать внутренние стенки корпуса из керамики, ее низкая прочность на растяжение быстро привела бы к растрескиванию и выходу насоса из строя.
Другими словами, гораздо проще сделать поршень из твердых материалов, чем корпус из тех же материалов. В результате плунжерные насосы могут быть спроектированы так, чтобы они были намного более долговечными, чем поршневые насосы.
СВЯЗАННЫЕ: Плюсы и минусы керамических и плунжерных насосов из нержавеющей стали
Техническое обслуживание
Многие поршневые насосы требуют масляной ванны. Некоторые версии также имеют второй масляный резервуар или масляный поддон с фитилем для смазки задней стороны уплотнения поршня.
Эти резервуары необходимо пополнять и обслуживать, если вы хотите, чтобы насос работал должным образом.
Во многих плунжерных насосах, таких как производимые компанией Pumptec, масло содержится в герметичной камере и не требует слива или повторного заполнения каких-либо масляных резервуаров.
СВЯЗАННЫЕ: Триплексная масляная ванна и насосы с герметичными подшипниками: в чем разница?
Чем больше у вас деталей, тем больше требуется обслуживания. Плунжерные насосы имеют относительно простую конструкцию, меньше деталей и требуют гораздо меньшего обслуживания, чем поршневые насосы. Проще говоря, с плунжерным насосом меньше проблем.
Затраты на насос
Что еще дает меньшее количество деталей и более простая конструкция? Более низкая стоимость. Плунжерные насосы, как правило, могут иметь значительно более низкие первоначальные затраты, чем поршневые насосы, при сравнении с аналогичными характеристиками. Их общая стоимость владения, как правило, также меньше, особенно если учитывать техническое обслуживание, ремонт или замену с течением времени.