Поршневые насосыПоршневые насосы - насосы, в которых перемещение жидкости осуществляется путем ее вытеснения из неподвижных рабочих камер вытеснителя. Рабочей камерой объемного насоса называют ограниченное пространство, который попеременно сочетается с всасывающим и нагнетательным патрубком. Вытеснитель - рабочий орган насоса, который осуществляет вытеснение жидкости из рабочих камер. Как правило, в современных устройствах для передачи движения вытеснителя применяют кривошипно-шатунный механизм, который преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное. Эти насосы широко распространены в нефтегазовой промышленности при необходимости обеспечения больших напоров жидкости, которая транспортируется. Поршневые насосы классифицируют по следующим признакам: 1. Тип вытеснителей - собственно поршневые, плунжерные, диафрагменные. 2. Характер движения ведущего звена - возвратно-поступательное, вращательное. 3. Количество поршней - однопоршневые, многопоршневые. 4. Количество циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход - одностороннего, двустороннего действия. 5. Кратность действия - простая, многократная. 6. Способ привода - приводные, прямого действия. 7. Тип привода - электрический, паровой. 8. Быстроходность - тихоходные, нормальные, быстроходные, особенно быстроходные. 9. Расположение цилиндров - горизонтальные, вертикальные. 10. Давление нагнетания - низкое, среднее, высокое. 11. Подача - малая, средняя, большая.
В поршневом насосе простого действия (рисунок 23) поршень 2 связан с кривошипно-шатунным механизмом через шток 3, в результате чего он совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре 1. Поршень при ходьбе справа создает разрежение в рабочей камере, вследствие чего всасывающий клапан 6 поднимается и жидкость из расходного резервуара 4 по всасывающем трубопроводе 5 поступает в рабочую камеру 7. При обратном ходе поршня (слева) всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный клапан 8 открывается, и жидкость нагнетается в напорный трубопровод 9. При этом жидкость будет поступать в напорный коллектор прерывисто, в зависимости от частоты движения поршня.
Рисунок 23 - Насос поршневой простого действия 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 - затратный резервуар; 5 - всасывающий трубопровод; 6 - всасывающий клапан; 7 - рабочая камера; 8 - нагнетательный клапан; 9 - напорный трубопровод. На снижение подачи поршневого насоса также влияет запаздывание посадки напорного и всасывающего клапанов, а также утечки через клапаны и уплотнения. Эти потери эти заметно увеличиваются с повышением давления. Более равномерная и увеличена подача жидкости, по сравнению с насосом простого действия, может быть достигнута насосом двойного действия (рисунок 24), в котором каждому хода поршня удовлетворяют процессы всасывания и нагнетания. Насосы двустороннего действия должны иметь разделённый пополам цилиндр, каждая часть которого имеет свой напорный и всасывающий патрубки, оснащенные клапанами. При движении поршня, в разных частях цилиндра создается или избыточное, или всасывающее давление, под действием которого открывается та или иная пара клапанов. Эти насосы выполняются горизонтальными и вертикальными, причем последние наиболее компактные. В дифференциальном насосе (рисунок 25) всасывание происходит за один ход поршня, а нагнетание за оба хода. Насосы двустороннего действия имеют одну рабочую камеру с всасывающим и напорным клапанами и вторую рабочую камеру без клапанов. Благодаря тому, что за один оборот вала насос два раза нагнетает жидкость, подача его выравнивается.
Рисунок 24 - Насос поршневой двойного действия
Рисунок 25 - Дифференциальный поршневой насос
Насосы двойного действия имеют более равномерную подачу по сравнению с насосами простого действия и дифференциальными благодаря тому, что по обе стороны от цилиндра имеются две рабочие камеры, в каждой из которых находятся нагнетательные и всасывающие клапаны. Поэтому за один оборот коленчатого вала поршень два раза нагнетает жидкость.
Рисунок 27 - Двухпоршневой насос
Другим эффективным способом снижения неравномерности подачи, является использование многопоршневых насосов с параллельным подключением цилиндров, поршни которых приводятся в движение от общего коленчатого вала (рисунок 27). Кривошипы коленчатого вала расположены по отношению друг к другу под определенным углом. Конструкция плунжерного насоса (рисунок 28) похожа на конструкцию поршневого насоса. Отличие заключается в конструкции поршня. Поршень представляет собой длинный стержень перемещается свободно в корпусе камеры не касаясь стенок. Уплотнение размещены неподвижно в корпусе камеры.
Рисунок 28 - Плунжерный насос
Рисунок 29 - Диафрагменный насос
В диафрагменном насосе (рисунок 29) роль поршня выполняет гибкая пластина-диафрагма, закрепленная по краям изгибается под действием рычажного механизма или переменного давления среды. При изгибе диафрагмы в одну сторону происходит всасывание жидкости, при изгибе в другую - нагнетание.
Основные преимущества поршневых насосов: 1. Возможность генерирования больших напорных значений. 2. Небольшие габаритные размеры. 3. Взаимозаменяемость деталей. 4. Возможность регулировки давления в напорном трубопроводе путем изменения частоты движения или хода поршней. Недостатки поршневых насосов: 1. Сложность изготовления и высокая стоимость. 2. Необходимость в установке дополнительных элементов для уплотнения между стенками рабочей камеры и поршня, которые в результате воздействия сил трения подвержены износу. 3. Пульсация подачи и давления. 4. Невозможность перекачки жидкостей, содержащих абразивные частицы.
|
