Что такое плунжерный насос

Рабочий орган насоса – плунжер представляет собой полый цилиндр, который вытесняет жидкость из камеры. Плунжерный насос иногда называют скальчатым.

Принцип работы плунжерного насоса

Устройство плунжерного насоса показано на рисунке.

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

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

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

После достижения поршнем крайнего положения цикл повторится.

В чем отличие плунжерных насосов от поршневых

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

Достоинства плунжерных насосов

По сравнению с поршневым насосом плунжерный обладает следующими преимуществами:

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

Расчет подачи плунжерного насоса

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

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

Для расчета реальной подачи необхоимо учесть объемный КПД насоса:

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

Индикаторная диаграмма плунжерного насоса

На рисунке показа индикаторная диаграмма плунжерного насоса с учетом времени t 1 запаздывания открытия и закрытия клапанов.

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

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

Площадь индикаторной диаграммы отражает работу, которую поршень сообщает жидкости за один оборот.

Плунжерный насос может быть использован для перекачки как воды, так и масла. Схема работы устройства достаточно простая. При этом различают термоплунжер, двухплунжерный и трехплунжерный насос и другие устройства гидравлического давления.

Описание плунжера и его особенности

При работе с высокими показателями давления часто приобретают погружные приборы плунжерного типа. Оборудование создает необходимое давление в системе водопровода.

Читайте также:  Что делать если не откручивается гайка

Плунжер способен работать не только с водой, но и с любыми другими жидкостями. Главное, чтобы они отличались низкой вязкостью и не имели возможности взаимодействовать с металлическими деталями устройства. Работа прибора основана на дозировке. Плунжерный агрегат может быть ручным или автоматическим. Дозировочный перекачивает жидкость благодаря высокому давлению.

Плунжер может работать как с водой, так и с другими жидкостями

Если заранее изучить конструкцию и суть работы, то ремонт не вызовет сложностей. Автоматический плунжер относится к нефтепромышленному и буровому оборудованию. Но ручной агрегат можно использовать для перекачки воды или другой жидкости.

Особенности плунжерного прибора:

  1. В нагнетателе поддерживается максимально высокие показатели давления;
  2. Вакуумный плунжер может выполнить перекачку вязких жидкостей и материал с абразивными частицами;
  3. Можно смело использовать в полевых условиях.

Аксильно-плунжерные насосы обладают поршневым принципом работы. Но конструкция рабочего инструмента имеет отличительные черты. Гидравлический насос вместо поршня имеет плунжер в форме пустотелого цилиндра. Он двигается в уплотняющем сальнике, но не соприкасается с рабочей камерой. Но гидравлические характеристики у насоса и аксильно-плунжерных изделий похожи. Легче использовать и ремонтировать плунжерное оборудование, так как оно имеет меньше быстро изнашиваемых деталей.

Благодаря хорошим эксплуатационным свойствам такие насосы широко используются на обогатительных и химических фабриках, а также в ряде узкоспециализированных сфер.

Сейчас автоматические плунжерные приборы все реже можно встретить в водопроводной и канализационной сети. Но ручной агрегат используют в небольших скважинах для поднятия воды. Аксильно-плунжерный агрегат для вязких жидкостей может применяться в качестве дозатора в быту.

Нюансы конструкции

Любой описываемый насос является достаточно объемным аппаратом. Неважно, импортная модель или отечественная. Рабочие детали двигаются возвратно-поступательным путем.

Алгоритм работы деталей движения:

  1. Во внутреннем строении камеры находятся всасывающий и напорный клапаны. Также располагается цилиндр, который задействует плунжер.
  2. Перемещение последнего при работе происходит аксильно.
  3. Внутренняя камера подсоединяется к заборному и выходному трубопроводу.
  4. Рабочий процесс заключается в полном повороте кривошипа. Этого периода хватает для захвата плунжером порции воды из всасывающего трубопровода и направления жидкости в напорную трубу.

Количество жидкости, которую может прокачать насос, зависит от размера плунжера и его хода. Есть приборы высокого давления, которые используют принцип двустороннего действия. При работе они задействуют сразу две части цилиндра. Полуоборота коленвала хватает для забора и опрыскивания жидкости одновременно с движением плунжера в одну сторону. А при полном обороте коленвала происходит сразу два процесса, но в разных направлениях.

Двусторонняя конструкция подразумевает двукратное увеличение подачи воды, что отличает эту модель от односторонней. Кроме того, работа двустороннего агрегата обеспечивает равномерный поток.

Прибор с высокой шкалой давления обойдется достаточно дорого. Высокая стоимость обусловлена точностью изготовления деталей. При подгонке деталей зазоры составляют несколько микрон. На поверхности штока должна быть обеспечена минимальная шероховатость. Для твердости покрытия шток закаляется в печах ТВЧ. Центральная часть более мягкая и обеспечивает изделию пластичность.

Принцип работы насоса

Главной деталью, которая обеспечивает работу агрегата, является плунжер. Он имеет форму стержня (штока). Задача элемента заключается в осевом перемещении вокруг цилиндра. Движение начинается за счет электропривода, который раскручивает коленвал, а его рабочий орган упирается в торец плунжера. Чем точнее сходятся стержень и отверстие, тем лучше герметичность узла.

Читайте также:  Магнитный пускатель для трехфазного двигателя

Принцип работы плунжерного прибора:

  1. Сначала стержень двигается в обратном направлении от камеры. В итоге образуется разрежение и открывается впускной клапан. Но выпускной в таком случае закрытый.
  2. Необходимое количество жидкости поступает из заборной трубы. Шток уже достигает крайней точки и начинает обратное движение.
  3. Давление в рабочей камере нарастает и блокирует впускной клапан, открывая выпускной. Жидкость выходит из камеры. Процесс повторяется.

При работе агрегата высокого давления возникают вибрации и пульсации. А это отражается на долговечности и качестве эксплуатации насоса. Но побочные эффекты можно снизить, если задействовать сразу несколько плунжеров.

Конструкция плунжерного насоса

На кривошип могут установить 3 устройства, которые находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Также позитивная реакция наблюдается, если использовать 2 штока в двусторонних агрегатах.

Производительность промышленных установок намного больше. Так, приборы отличаются мощностью 800 кВт, при этом давление составляет 3500 Бар. Бытовые насосы имеют давление 3-20 Бар.

Регулировка и ремонт

Любой агрегат подвергается поломкам. Причины их могут быть разными. Многие проблемы можно решить ремонтом.

Возможные причины поломок:

  1. Износ агрегата. Двигатель при этом работает громко и неравномерно.
  2. Использование дизеля низкого качества. Горючее доя насоса выполняет роль смазки. Но если дизельное топливо имеет в своем составе какие-то примеси, то смазывающая функция затрудняется, а это приводит к поломкам.
  3. Нарушенная работа электронных устройств.

Для ремонта насоса высокого давления необходимо выполнить замену износившихся деталей. Для этого придется разобрать устройство. Сделать ремонт можно своими руками. Но потребуются необходимые инструменты и знания о строении конструкции. Впрочем, лучше всего обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.

Плунжерный насос может быть масляный и водяной. При этом поршневой прибор предлагается и двойного действия, и даже тройного. Выбор устройств достаточно широкий, а механизм действия простой. При выборе насоса рекомендуется обратить внимание на продукцию Hawk.

Ответ на вопрос «что такое плунжерный насос» может быть простым или сложным. Простой вариант: плунжерный насос это почти то же самое, что и поршневой, только круче. Сложный вариант подразумевает разъяснение некоторого количества технических нюансов.

Устройство плунжерного насоса

Плунжерный насос, действительно, по принципу действия и часто даже по внешнему вижу очень напоминает поршневой. Устройство плунжерного насоса, на первый взгляд, такое же – внутри цилиндрической рабочей камеры взад-вперёд перемещается некий массивный элемент (поршень или плунжер), в результате чего в камеру насоса засасывается жидкость и затем выбрасывается наружу. Чтобы жидкость двигалась в правильном направлении – из ёмкости в насос и далее из насоса в другую ёмкость или в систему подачи – конструкция плунжерного насоса, точно так же, как и у поршневого, предусматривает наличие двух клапанов, впускного и выпускного (они же – клапаны забора и сброса).

Читайте также:  Что такое циклон для пылесоса

Первый клапан плунжерного насоса открывает жидкости дорогу в насос при «всасывающем» такте; выпускной клапан при этом плотно закрыт. При «выталкивающем» такте ситуация диаметрально противоположная – путь для жидкости открыт исключительно сквозь выпускной клапан.

В несколько упрощённом варианте принцип работы плунжерного насоса (и поршневого, соответственно) отлично поймёт любой человек, хоть раз накачивавший колесо велосипеда или автомобиля ручным или ножным насосом.

Отличительные черты

Однако, есть несколько отличий, благодаря которым эксплуатация плунжерных насосов более выгодна, нежели использование поршневых.

1. Во-первых, поверхность плунжера абсолютно гладкая, без кольцевых канавок для установки уплотнений, которые имеются на поршне. При производстве плунжерных насосов плунжер подгоняется под размер цилиндра, а не наоборот; а внешнюю поверхность плунжера технологически проще обрабатывать, чем внутреннюю поверхность цилиндра. Таким образом, можно до возможного минимума сократить зазор между плунжером и цилиндром, что положительно сказывается на показателях достигаемого давления в цилиндре.

2. Во-вторых, плунжер в сравнении с поршнем имеет значительно более удлинённую форму, что также улучшает работу с давлением и даёт возможность установки серии уплотнений.

3. Уплотнения в плунжерном насосе находятся на внутренней поверхности цилиндра, что даёт возможность увеличить их ширину и количество. Данный факт, опять же, влияет на рабочее давление.

В результате, давление на выходе плунжерного насоса может быть на 200 – 250 процентов выше, чем у поршневого насоса с тем же объёмом и диаметром рабочей камеры цилиндра. Плунжерные насосы высокого давления востребованы для организации подачи в системы с собственным высоким давлением, а также в иных производственных ситуациях, требующих высоких показателей давления и напора. И даже в быту – широко применяются плунжерные насосы для автомоек.

Дополнительные возможности

В поршневых насосах поршневой шатун, как правило, жёстко закреплён на эксцентрике привода, и регулирование объёма подачи жидкости возможно единственным методом – уменьшением или увеличением количества возвратно-поступательных движений поршня, то есть – управлением частотой вращения ведущего вала. Такая регулировка в большинстве случаев затруднительна и особой точностью не отличается.

В некоторых моделях плунжерных насосов толкатель плунжера к эксцентрику не привязан; его обратный ход обеспечивается воздействием мощной пружины. Таким образом, появляется возможность оперативной регулировки длины хода плунжера – то есть, фактически, ограничения размера рабочей камеры. В результате, объём подачи контролируется с процентной точностью, что позволяет использовать такие модели в качестве промышленных плунжерных насосов-дозаторов.

Напоследок следует упомянуть, что существуют модели с несколькими одновременно работающими парами цилиндр-плунжер, так сказать, «многоствольные» варианты. На данном сайте представлены исключительно одноцилиндровые насосы, но с предусмотренной регулировкой подачи и в крайне широком ассортименте – с несколькими вариантами исполнения головки и/или плунжера по материалу, с различными показателями частот редуктора, мощности привода и, соответственно, с различным противодавлением и производительностью.

С подробными техническими характеристиками, особенностями и параметрами конкретных моделей и прочими данными можно ознакомиться в специализированных разделах сайта.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector