4. Назначение, классификация и принцип действия поршневых насосов

Поршневым называют возвратно-поступательный насос, рабочие органы которого выполнены в виде поршней или плунжеров, а разряжение и избыточное давление достигаются соответственно увеличением и уменьшением объема рабочей камеры.

Принцип действия поршневого возвратно-поступательного насоса простого действия

Рис.2

1. поршень;

2. всасывающий клапан;

3. нагнетательный клапан;

4. полость;

5. шток;

6. кривошип.

Насосом простого действия называют насос, у которого за два хода поршня или за один оборот вала происходит один раз всасывание и один раз нагнетание.

Насос двойного действия выполняется одноцилиндровым или составленным из двух насосов простого действия (за два хода поршня - два всасывания и два нагнетания).

Рис.3

Насосы дифференциального действия обеспечивают более равномерную подачу по сравнению с насосом простого действия.

Отличительная особенность насоса - две группы нагнетательных клапанов и поршневой шток с площадью сечения равной 0,7 площади сечения поршня.

При движении поршня вниз, половина поступающей в цилиндр жидкости выталкивается в нагнетательный трубопровод через оба нагнетательных клапана. Другая половина жидкости поступает в полость цилиндра над поршнем.

При движении поршня вверх происходит всасывание в нижней полости цилиндра и нагнетание жидкости из штокового Рис.4 пространства при закрытом нижнем нагнетательном клапане. Таким образом подача жидкости происходит на каждом ходу поршня, т.е. более равномерно чем у насоса простого действия.

Сдвоенные дифференциальные насосы компактны, надежны в действии и могут обеспечивать не только непрерывность нагнетания, но и всасывания.

Для уменьшения неравномерности подачи насоса на трубопроводах устанавливают воздушные колпаки

Рис.5

В колпаках находится вода и воздух, занимающий 2/3 его объема. Воздух играет роль буфера, гасит инерционные ускорения движения жидкости и выравнивает скорость ее движения.

Не подвергаются влиянию колпака участки трубопровода между насосом и колпаком, поэтому его нужно устанавливать возможно ближе к насосу.

Принцип действия нагнетательного воздушного клапана 2. Выталкиваемая из цилиндра насоса жидкость идет частично в трубопровод, частично - в колпак, занимая часть его объема и сжимая воздух. Давление воздуха становится выше давления в нагнетательном трубопроводе, т.е. в начале всасывающего хода расширяющийся воздух выталкивает жидкость из колпака в трубопровод, выравнивая давление жидкости.

Аналогичным путем работает воздушный колпак 1 во всасывающем трубопроводе.

Так как воздух постепенно уносится жидкостью надо его все время пополнять через всасывающий клапан насоса.

Достоинства поршневых насосов:

1. способность сухого всасывания (самовсасывания);

2. возможность достижения высоких давлений;

3. способность перекачивания разнообразных жидкостей при разных температурах, в том числе многокомпонентных сред различной вязкости;

4. высокий КПД (от 0,3 до 0,8);

5. простота конструкции и надежная работа прямодействующих насосов, которые при наличии парового котла не требуют специальных двигателей;

6. саморегулирование числа ходов при изменении давления в трубопроводе у прямодействующих насосов.

Недостатки:

1. неравномерность подачи и колебание давления;

2. большой расход пара у прямодействующих насосов (20-60 кг/ч на 736 Вт);

3. необходимость применения воздушных клапанов и контроля работы;

4. резкое снижение подачи при работе на жидкостях, отличающихся высоким давлением насыщенных паров.

Область применения:

1. ручные поршневые насосы используют на судах как резервные в осушительной и санитарной системах, а также в качестве пожарных;

2. на пароходах применяются прямодействующие насосы;

3. на танкерах грузоподъемностью 3300 и 5000 т – в качестве зачистных используют электроприводные поршневые двухцилиндровые насосы ЭПН 4/1, ЭПН 7/3;

4. для перекачивания нефтепродуктов применяют электроприводной трех цилиндровый поршневой насос НТ-45.

Обслуживание поршневых насосов.

1. перед пуском насоса следует:

   1. осмотреть его и убедиться, что пуску ничего не мешает и смазка имеется в достаточном количестве;

   2. открыть задвижки на всасывающем и напорном трубопроводах (пуск насоса при закрытой задвижке на напорном трубопроводе запрещается);

   3. при пуске следует убедиться в том, что смазка поступает в редуктор и другие места смазывания.

2. во время работы:

   1. наблюдают за показаниями КИП, действием масляной системы, за работой сальников и плотностью соединений;

   2. периодически проверяют подрыв предохранительного клапана (повышать давление подрыва выше указанного в инструкции или выше рабочего давления более чем на 10% не разрешается. В случае неподрыва клапан следует отремонтировать);

   3. в воздушном колпаке поддерживают требуемый запас воздуха (примерно 2/3 его объема).

3. для остановки насоса необходимо:

   1. выключить электродвигатель;

   2. закрыть задвижки на напорном и всасывающем трубопроводах и краны, идущие к КИП.

4. при появлении резких стуков насос следует немедленно остановить для выяснения и устранения причин неисправности.