Поршневой насос
Поршневой насос представляет собой гидравлическую машину объемного действия, работающую на принципе вытеснения жидкости из рабочей камеры вытеснителями, совершающими прямолинейное возвратно - поступательное движение. К насосам с возвратно-поступательным движением рабочего органа относятся поршневые насосы.
Назначение и область применения. Поршневые насосы могут быть использованы для перекачки воды, бензина, керосина, нефти и масел при необходимости создания больших напоров.
Применяют поршневые насосы для подпитки водой паровых котлов, для подачи воды из открытых водоёмов, шахтных и буровых колодцев, для гидравлических испытаний сетей трубопроводов водоснабжения, тепло- и газоснабжения, при бурении скважин, а также используются для гидравлических испытаний сосудов, ёмкостей, баллонов, котлов, работающих под давлением.
По виду вытеснителей поршневые насосы делятся на поршневые, плунжерные. Плунжер представляет собой цилиндр, движущийся в уплотнении, не касаясь внутренних стенок рабочей камеры (цилиндра). Плунжер допускает большую быстроходность насоса, а соответственно и значительное снижение габаритных и весовых характеристик насосного агрегата.
По количеству цилиндров поршневые насосы могут быть одно-, двух-, трёх- и многоцилиндровые.
По числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход поршневые насосы могут быть одинарного, двойного и дифференциального действия.
Поршневым насосом одинарного действия называют насос, у которого за один цикл (двойной ход поршня) совершается только один такт всасывания и один такт нагнетания.
Поршневым насосом двойного действия называют насос, в котором за один цикл происходит два такта нагнетания и всасывания.
В дифференциальном насосе подача жидкости осуществляется в два приёма, как при такте всасывания, так и при такте нагнетания при наличии всего двух клапанов.
Рабочий процесс поршневого насоса имеет следующие особенности:
1. Подача поршневого насоса осуществляется циклически. За каждый цикл процесса подаётся порция жидкости, равная рабочему объёму насоса.
2. Область всасывания поршневого насоса жестко отделена от области нагнетания клапанами.
3. Подача поршневого насоса практически не зависит от развиваемого давления.
4. Давление, создаваемое насосом, не зависит от скорости движения рабочего органа.
Конструктивное исполнение поршневых насосов
1. Кривошипно-поршневой насос
Поршневые насосы с кривошипно-шатунным приводом начали использоваться в глубокой древности и в настоящее время находят широкое применение для перемещения различных жидкостей.
На рисунке 1 изображена схема кривошипно-поршневого насоса. В соответствии с рисунком насос состоит из кривошипного механизма 1, пальца кривошипа 2, шатуна 3, штока поршня 4, поршня 5, рабочей камеры 6, всасывающего 7 и нагнетательного 8 клапанов. Для перекачки жидкости имеется нагнетательный и всасывающий трубопроводы. Всасывающий трубопровод оборудуется сетчатым фильтром и обратным клапаном.
1-кривошипный механизм; 2-палец кривошипа: 3-шатун; 4-шток поршня; 5-поршень; 6-рабочая камера; 7-всасывающий клапан; 8-нагнетательный клапан.
Рисунок 1 Кривошипно-поршневой насос
За один оборот вала кривошипа (двойной ход поршня) насос совершает один такт всасывания и один такт нагнетания.
При движении поршня 5 вправо в рабочей камере 6 создаётся вакуум, вследствие чего жидкость под действием атмосферного давления будет подниматься по всасывающему трубопроводу и заполнять рабочую камеру. При этом всасывающий клапан 7 будет открыт, нагнетательный 8 –закрыт. Процесс всасывания будет проходить до тех пор, пока поршень не займёт крайнего правого положения. После начала движения поршня влево закроется всасывающий клапан, а нагнетательный откроется, давление в рабочей камере увеличится, при этом жидкость будет вытесняться из рабочей камеры в напорный трубопровод. Процесс продлится до тех пор, пока поршень не займёт крайнего левого положения, затем начинается новый цикл работы. Таким образом, подача насоса носит циклический, неравномерный характер. Для сглаживания неравномерности подачи используют воздушные колпаки и насосы двойного действия.