Поршневой насос для воды: устройство и использование. Насосы поршневые
Принцип работы поршневого насоса и особенности его использования
Оборудование, которое превращает механическую энергию поршня в аналогичную энергию жидкости известно нам давно.Устройство и принцип работы поршневых насосов остается неизменным на протяжении долгих лет, несмотря на то, что его постоянно изменяли и совершенствовали. На сегодняшний день, такие механизмы имеют улучшенную конструкцию, по сравнению со своими более старыми аналогами. Крепкий корпус, а также хорошее внутреннее строение позволяют использовать их в различных сферах жизнедеятельности. Подобные устройства мы можем увидеть в быту или на предприятии.
Внутренняя система приспособлений
Итак, конструкцию можно условно разделить на две части:
- Механическая
- Гидравлическая.
Первая нужна для того, чтоб превращать энергию поршня в энергию жидкости. Вторая, в свою очередь, обеспечивает преобразование движения приводного звена в движение поршня. Самые простые поршневые насосы состоят из таких частей:
- Цилиндр;
- Поршень;
- Клапан всасывающий, нагнетальный
Как работает?
Принцип работы поршневого насоса предусматривает наличие в принимающем трубопроводе клапана, который закрывается. Поэтому, жидкость не будет снова поступать в цилиндр. Схема довольно-таки проста, но есть ряд особенностей. Всё потому, что возвратно-поступательные действия не могут обеспечить равномерность и плавность подачи носителя. Из-за скачкообразного темпа, устройство может доставлять некие неудобства в использовании. Но производители работают над тем, чтоб убрать это момент.
Устройство и принцип действия предполагает, что есть соединение всасывающего трубопровода и камеры цилиндра с резервуаром. Когда происходит всасывание, в месте соединения трубопровода и цилиндра можно наблюдать разрежение. Когда происходит возвратно-поступательное движение, жидкость из трубопровода перетекает в цилиндр, а уже оттуда в нагнетательную трубу. После того, как эти процессы пройдены, она поступает к потребителю. Потребителем мы называем различные резервуары, котлы на пару или остальные емкости.
Поршневые насосы бывают нескольких разновидностей: с одним, двумя, тремя или большим количеством цилиндров. Также существуют поршневые насосы двухстороннего действия. Данная разновидность появилась благодаря тому, что производители решили устранить пульсацию, она появляется из-за скачкообразного ритма при выталкивании жидкости поршнем.
Принцип работы поршневого насоса предполагают клапанные системы для штоковой и поршневой полости. Еще одним типом агрегата, у которой была устранена проблема скачков, можно назвать механизм, дополненный гидроаккамулятором. В тот момент, когда давление жидкости максимально повышено, происходит сбор энергии, а когда оно понижается, то наоборот отдача. Такие приспособления имеют свои преимущества, но уступают в надежности и времени эксплуатации односторонним аналогам.
Плунжерные насосы
Делятся приспособления насосного типа на два вида:
- Объемные;
- Необъемные.
Плунжерный насос первого типа может своей работой напомнить поршневой. Различие между ними состоит в том, что здесь есть специальный поршень, так называемый плунжер. Обычно этот элемент должен быть изготовлен из прочного материала, быть герметичным и износостойким.
Где используются подобные приспособления
Агрегаты обоих типов, как с поршнем, так и с плунжером, можно часто увидеть в любой сфере. Принцип их работы не подразумевает, что устройство будет иметь дело с очень объемными носителями. Несмотря на это, его полезные качества, например, прием жидкости в сухом цилиндре в ходе вытеснения вещества, пригодятся в химической промышленности.
Можно выделить возможность работы поршневых конструкций в агрессивных условиях, со смесями с повышенной взрывоопасностью и даже с топливом.
Но это далеко не все возможные варианты, ведь агрегат можно эксплуатировать и в быту для водоснабжения.
Преимущества и недостатки работы
Среди основных преимуществ можно отметить то, что конструкция достаточно выносливая благодаря тому, что все детали, которые являются ее компонентами, сделаны из прочных материалов. Также, подобный агрегат есть возможность использовать с носителями, которые ставят высокую планку условия спуска. Специалисты говорят еще о плюсе «сухого всасывания», их можно увидеть не у каждого насоса. Если говорить о недостатках, связаны они лишь с небольшой производительностью. Конечно, дальше производители постараются расширить функциональные возможности и параметры агрегатов, но не все так просто. Такие манипуляции могут привести к тому, что условия эксплуатации тоже повысятся. Но даже несмотря на маленькие недостатки, насосы все равно способны продуктивно работать при небольших затратах.
Современные модификации, как плунжерных, так и поршневых насосов, позволяют выполнить большое количество задач. Насосы другого типа тоже могут с ними справиться, но есть ситуации, когда не обойтись без специального гидравлического принципа перемещения жидкости. Именно здесь работа поршневого устройства будет, как нельзя кстати. Кроме того, востребованность подобных приспособлений объясняется тем, что они не требуют особого обслуживания. Подкупает и простая конструкция, и это все при том, что техника имеет высокий уровень эксплуатации. Поршневые типы, несмотря на появление новых, более современных, не перестают пользоваться популярностью на рынке.
www.portalteplic.ru
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.
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.
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
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.
dic.academic.ru
Поршневые насосы.
Поршневые насосы
Как и следует из названия этого типа гидравлических машин, принцип работы поршневых насосов заключается в циклическом засасывании и вытеснении объемов жидкости посредством рабочих органов – поршней. Очевидно, что поршневые насосы относятся к классу объемных насосов.
Эти насосы имеют общий для объемных насосов недостаток – неравномерность подачи, но выгодно отличаются от насосов динамического типа высоким КПД и напором. В конструкциях поршневых насосов может быть предусмотрено два типа приводов – ручной и механический (включая электромеханический привод посредством электродвигателя).
Поршневые насосы с ручным приводом
Для перекачивания малых объемов жидкости и выполнения других вспомогательных функций применяют насосы с ручным приводом. Схемы таких насосов представлены на рис. 1.
При начальных движениях рукоятки 4 поршень 2 совершает возвратно-поступательные движения в цилиндре 7 (рис. 1,а). В насосе имеются две рабочие камеры, расположенные по обе стороны насоса. При движении поршня в любом направлении объем одной из камер будет увеличиваться, и тогда в нее поступает (засасывается) жидкость, а другой камеры – уменьшаться, и жидкость из нее вытесняется в нагнетательную магистраль. Для регулирования направления движения жидкости в обеих камерах имеются нагнетательные 1 и 3 и всасывающие 5 и 6 клапаны. Так как часть объем правой рабочей камеры занимает объем штока, то объем жидкости, поступающий в левую камеру (см. рис. 1,а), будет несколько больше, чем в правую.
Расчетная подача за один ход поршня (при отсутствии потерь из-за перетока из одной камеры в другую) равна объему, определяемому как произведение площади днища поршня на его рабочий ход. Так, при движении поршня вправо этот объем составит:
qпр = π(D2 – d2)L/4,
при движении поршня влево:
qпр = πD2L/4,
где: D и d – диаметры соответственно поршня и штока;L – рабочий ход поршня.
Подача за одно двойное качание рукоятки (полный цикл насоса) будет равна:
qпр = π(2D2 – d2)L/4.
На рис. 1,б показана схема двухцилиндрового ручного поршневого насоса, обеспечивающего равные подачи жидкости при движении рукоятки в любую сторону.
***
Поршневые насосы с механическим приводом
При необходимости использовать поршневой насос в работе продолжительное время для его функционирования применяют механический привод, в качестве которого широкое распространение получил кривошипно-шатунный механизм (рис. 2). Возвратно-поступательное движение поршня 4 в цилиндре осуществляется при вращении привода 1 вокруг оси О2, отстоящей на величину радиуса r от оси вращения. За один оборот привода поршень совершает два хода, из которых один служит для всасывания, а другой – для вытеснения (нагнетания) жидкости. Для обеспечения этих процессов имеются два самодействующих клапана – всасывающий 5 и нагнетательный 6.
Подача Q такого поршневого насоса простого действия определяется объемом жидкости Vп, вытесняемым при одном ходе поршня, т. е. произведением площади днища поршня Fп на его ход L, и умноженном на количество рабочих ходов за единицу времени, т. е. – на частоту вращения привода n:
Q = Vпn = FпLn = πD2Ln/4, (м3/с или м3/мин и т. п.).
Очевидно, что подача поршневого насоса неравномерная – недостаток, присущий всем типам и конструкциям объемных насосов. Если представить движение вытесняемой из цилиндра жидкости как поток, перемещающийся по участку трубы, то подачу насоса за цикл вытеснения можно выразить через скорость перемещения поршня (потока):
Q = vпFп,
где: vп - скорость поршня.
Для определения скорости перемещения поршня используем схему на рис. 2. При повороте привода на угол φ поршень в цилиндре переместится на расстояние x, равное
x = (r + R) – r cos φ + R cos α.
Если учесть, что скорость поршня vп является производной пути x ко времени t, и принимая во внимание, что изменение угла φ поворота привода во времени равно его угловой скорости ω, после соответствующих преобразований получим:
vп = rω0 sin φ.
Отсюда следует, что
Q = vпFп = rω0 sin φ Fп.
Таким образом, подача поршневого насоса во времени изменяется по синусоидальной зависимости, при этом процесс нагнетания чередуется с процессом всасывания через каждые 180˚ поворота привода. На рис. 3 приведены графики подачи поршневых насосов: одноцилиндрового (а), двухцилиндрового (б) и трехцилиндрового (в). Из графика видно, что максимальной величины подача достигает при угле поворота φ = 90˚.
Среднюю скорость перемещения поршня можно вычислить по формуле:
vп.ср = (ω0r∫ sin φ dφ)/π = ω0r/2π.
За один оборот привода (φ = 360˚) средняя подача однопоршневого насоса будет равна
Qср = Fпvп.ср = Fпω0r/2π.
Неравномерность подачи а поршневого насоса характеризуется отношением его максимальной подачи Qmax к величине средней подачи Qср:
a = Qmax/Qср.
Если проанализировать формулы, приведенные выше, то становится очевидным, что для данного типа насосов неравномерность подачи составляет a = π. Этот недостаток поршневых насосов стараются уменьшить применением насосов двойного действия, а также применением многоцилиндровых насосов.
***
Индикаторные диаграммы и КПД поршневых насосов
Работу поршневых насосов исследуют путем снятия индикаторных диаграмм. На рис. 4 приведена индикаторная диаграмма насоса простого действия. В начале всасывания (точка а) и нагнетания (точка b) наблюдается некоторое изменение давления, обусловленное инерционностью жидкости и работой клапанов насоса. Полное давление, определяющее работу, совершаемую за один оборот вала (заштрихованная область), называется индикаторным давлением Рi и определяется выражением:
Рi = Рвак + Рнагн.
В соответствии с этим индикаторная мощность Ni будет равна:
Ni = PiFпLn/60.
Для насосов двойного и многократного действия индикаторная мощность равна сумме мощностей, определенных для насосов простого действия, входящих в конструкцию.
Механический КПД насоса выражается величиной потерь мощности Nв, подводимой к валу, на трение в процессе работы, и может быть определен по формуле:
ηм = Ni/Nв.
Для поршневых насосов величина КПД обычно составляет 0,90…0,95. Помимо механических потерь в таких насосах имеются гидравлические и объемные потери, которые учитываются индикаторным КПД ηi:
ηi = Nп/Ni,
где Nп – полезная мощность.
Мощность на валу при этом составляет
Nв = Nп / ηi ηм = РiQ / ηiηм.
Отношение полезной мощности к мощности на валу называется полным КПД насоса:
η = Nп/Nв = (Nп/Ni)×(Ni/Nв) = ηм ηi.
Для приводных насосов полный КПД находится в пределах 0,65…0,85.
***
Маркировка и рабочие характеристики поршневых насосов
На рис. 5,а приведен общий вид насосного агрегата ПН 1,6/16Б, состоящего из горизонтального двухпоршневого насоса двухстороннего действия 1, клиноременной передачи 2, электродвигателя 3, коробки клапанов 4 и всасывающего патрубка 5.
Маркировка насосного агрегата означает:
- ПН – питательный насосный агрегат;
- 1,6 – подача, м3/ч;
- 16 – давление на выходе из насоса;
- Б – модернизация.
Рабочие характеристики поршневых насосов обычно представляют в виде графических зависимостей между потребляемой мощностью и основными рабочими параметрами насоса. На рис. 5,б приведена характеристика насоса, т. е. зависимость подачи Q, полного КПД η и потребляемой мощности N от давления P.
***
Аксиально-поршневые насосы
k-a-t.ru
Поршневой насос для воды: ручной, ваккумный
СодержаниеРучной насос сможет пригодиться абсолютно каждому любителю дачного или другого загородного отдыха, тем более, если там нет водопровода. Сегодня многие используют более простые устройства, например «журавль», но в том случае, если глубина колодца или скважины большая, то все-таки стоит обратить внимание на поршневой насос.
Стандартный ручной поршневой насос из металла
В случае залегания грунтовой воды до десяти метров, можно с уверенностью применять ручной поршневой водный насос. Интересно, что при большом желании, можно сделать его собственноручно.
Особенности применения
Не все частные секторы сегодня обеспечены индивидуальным подводом воды, по этой причине любителям садоводства приходится приспосабливаться и использовать природную грунтовую воду. Но не всем известно, каким образом лучше всего извлекать воду с наименьшими усилиями, а также какие виды оборудования в этом случае использовать.
Но будьте уверенными в том, что обустройство одновременно надежных, простых и доступных в финансовом плане колодцев может быть доступным абсолютно любому человеку. Носить ведрами воду не обязательно – нужно просто установить насос, который сможет обеспечить закачку требуемых объемов воды непосредственно в сам дом.
Существует несколько способов добыть воду на загородном участке. Имеется в виду использование насосов различного типа. По стандартной конструкции их делят на:
- Поверхностные;
- Погружные.
Поверхностные модели выкачивают воду, находясь при этом на земле. Они создают самовсасывающий эффект, тем самым нагнетая жидкость в подающем шланге. Погружные образцы необходимо разместить непосредственно внутри скважины, колодца или любого другого источника. Именно в таком положение он может работать должным образом.
Большой популярностью на современном рынке пользуются поршневые образцы насосного оборудования. Они, как правило, относятся к поверхностной разновидности.
Ручные поршневые насосы для дачи типа "Журавль
"Поршневой насос для воды в наше время используется достаточно широко, поэтому можно быть уверенными в надежности его эксплуатации, но лучше тщательно разобраться в некоторых нюансах.к меню ↑
Основные виды
Если необходимо осуществлять подъем воды из скважин лучше всего использовать или поршневые, или центробежные насосы. Стоит отметить, что использование последнего вида насосов потребует больше усилий, в сравнении с теми же поршневыми насосами.
Кроме того, центробежное устройство не всегда способно всасывать воду на такую высоту, как аналог на поршневом приводе. Именно по этим причинам на поршневые виды насосов в последнее время удалось значительно поднять спрос. Их используют в том случае, когда водный источник подходит максимально близко к поверхности земли.
Для поршневых насосов предел залегания воды — приблизительно 20-35 метров. В случае, когда глубина скважины выше поршневое устройство не сможет поднять воду из-за атмосферного давления.
Существует две разновидности поршневого насоса, у которых привод имеет ту или иную конструкцию. Подразумевают:
- Ручные образцы;
- Механические образцы.
Ручные модели — это простейшие поршневые механизмы, что рассчитаны на малую производительность. Однако они могут работать от мышечной силы человека. Конструкция у них довольно простая и не отличается возможными вариациями.
А вот насосы с механическим приводом бывают приводными (здесь поршень приводится в действие с помощью, так называемого шатунно-кривошипного механизма непосредственно от мотора) и с прямым действием (эксплуатация осуществляется с помощью штока, который обеспечивает возвратно-поступательные движения для поршня).
Схема действия аксиально-поршневого насоса
Кроме того, существуют поршневые вакуумные насосы, которые осуществляют откачку с помощью периодического изменения объема цилиндра. Такая разновидность насосов в основном применяется в промышленности для выкачивания сухих газов.
Отдельно стоит отметить погружной поршневой насос, который применяется для откачивания жидкости из труднодоступных мест или из глубины. Чаще всего подвод жидкости здесь осуществляется по трубопроводу.к меню ↑
Особенности устройства
За счет поршневого устройства, обеспечивает прокачка воды, а так как он является в этом случае главным рабочим органом, то такая разновидность насосов и получила название «поршневого». Сам насос имеет металлический корпус. В нем располагается поршень и шток, приводящийся в движение основным рабочим органом.
Сам поршень конструкторы расположили в трубе (присоединен ко дну устройства). Под воздействием усилия штока рабочий орган передвигается в цилиндре вверх-вниз. Специальный рычаг обеспечивает движение штока.
Когда поршень опускается вниз, через специальный клапан вода плавно перетекает в так называемое надпоршневое пространство (в это время из-за давления воды нижний клапан находится в закрытом положении). В дальнейшем, во время движения поршня вверх, вода вытесняется, что приводит к её выливанию в выходную трубу.
Далее в специальной зоне под поршнем создается небольшое разряжение, нижний клапан переходит в открытое положение, а вода в это время подсасывается вверх. В дальнейшем указанный процесс повторяется автоматически.
Что касается аксиально-поршневых гидронасосов, то их характерная черта заключается в том, что их рабочие камеры имеют вид расточек в блоке цилиндров, которые выполнены параллельно его оси.
Поршни во время перемещения в этих расточках, уменьшают и увеличивают объем камер, что обеспечивает при вращении блока цилиндров дальнейшее всасывание и вытеснение рабочей жидкости. Таков принцип действия аксиально-поршневого гидронасоса.к меню ↑
Сложности ремонта
Камера поршневого насоса механического типа
Статистика подтверждает тот факт, что главными причинами, из-за которых в дальнейшем проводится ремонт поршневых и центробежных насосов, является неудовлетворительная дефектоскопия отдельных деталей, а также некачественный ремонт отдельных узлов (например, сальниковых уплотнений).
Сюда также можно отнести перенос сроков ремонтных работ, попытки устранения неисправностей на «быструю руку», нарушения инструкций и правил во время подготовки насоса к ремонту. Конечно, скважины в этом случае работать не будут, но лучше заблаговременно запланировать провести ремонт, иначе эксплуатация водной скважины прекратится в принудительном порядке.
Ручной насос не так подвержен поломкам, ведь на него нагрузка значительно меньшая, но например, центробежные насосы будут ломаться меньше, если периодически проводить качественный ремонт.
Хорошо, что в наше время имеет место широкое использование в хозяйстве индивидуальных скважин, следовательно, спрос на центробежные и другие виды насосов высокий, поэтому их ремонт не будет проблемой, так как специалистов в этой сфере достаточно. Но и ручной ремонт, то есть своими силами, не стоит откидывать.
Читайте также: все, что нужно знать о плывунах в колодце.
к меню ↑
Основные правила эксплуатации и технология подключения
Если вы используете поршневые насосы в своем домашнем хозяйстве, то есть для личных нужд, стоить помнить основные прописные истины, которые в дальнейшем помогут проводить ремонт этого оборудования не очень часто.
В первую очередь, в летний период, то есть во время активного использования скважин, не стоит давать слишком сильную нагрузку насосу, ведь перегрев негативно влияет на работу всех механизмов, а это в дальнейшем может привести к значительной поломке, но ведь преждевременный ремонт никому не нужен.
На центробежные насосы перегрев влияет меньше. То есть во время жаркой летней погоды, когда эксплуатация скважин происходит чаще всего, нужно периодически выключать устройство для охлаждения.
Мощные механические насосы поршневого типа, с нагнетателями
Естественно, что ручной насос такой угрозе не подвергается по причине меньших нагрузок. А вот из-за высоких эксплуатационных показателей в последнее время повысился спрос на центробежные упорные поршневые насосы для скважин, которые с подобными проблемами сталкиваются постоянно.
В зимнюю пору времени поршневой насос применяется гораздо реже или же попросту вообще отлаживается «на следующий год». Но если вы утеплили место расположения своего насоса, то можно не переживать за бесперебойную работу своей артезианской скважины.
Перед началом использования скважины, стоит знать этапы запуска в работу поршневого насоса, даже если он ручной. Такая информация точно не будет лишней, так как многие системы подкачки жидкости монтируются практически по единым принципам.
В первую очередь стоит произвести тщательный внешний осмотр привода и насоса. После этого проверить маслосистему поршневого насоса и подключить воду для охлаждения цилиндров. Далее можно подключать электродвигатель и смотреть, как работают все механизмы. При нормальном функционировании можно приступать непосредственно к установке.
Погружные модели монтируют в источник с помощью троса, предварительно подключив все коммуникации. Поверхностные образцы устанавливают недалеко от скважины, желательно в теплом и защищенном от дождя помещении. В источник же опускают один только шланг с входящим патрубком.
Затем тестируется вся система на предмет работоспособности. Если вода из скважины качается стабильно и нету никаких замечаний, значит все нормально и работы по установке выполнены верно.
Широкое использование скважин значительно упрощает работы по установке своего насоса, поэтому даже центробежные механизмы не доставят много проблем.
Ручной насос перед установкой тоже полностью осматривается на предмет возможных протечек и повреждений. Процесс использования скважин, на которых установлен ручной насос, весьма прост из-за чего в этом случае ремонт требуется крайне редко.к меню ↑
Принцип действия простейшего ручного поршневого насоса (видео)
Главная страница » Насосыbyreniepro.ru
Поршневые насосы
Отличительным признаком поршневых насосов является принудительное выталкивание жидкости в сторону нагнетания. Выталкивание жидкости в поршневых насосах (рис. VI.2) осуществляется дисковым поршнем, плотно прилегающим к стенкам кожуха, или продолговатым цилиндром — плунжером (рис. VI.3).
Уплотнение в последнем случае требуется только в месте прохода плунжера, что осуществлять значительно проще, чем при дисковом поршне. Наблюдение за вынесенным наружу сальником также осуществлять гораздо легче, чем наблюдение за уплотнением поршневых колец.
Если насос выталкивает жидкость при ходе поршня только в одном направлении, то его называют насосом одинарного действия (см. рис. VI.2 и VI.3). Насос двойного действия (рис. VI.4) совершает работу и при обратном ходе. Скорость движения рабочего органа принимают от 0,2 до 2 м/с (большие значения для больших по размерам насосов).
VI.2. Поршневой насосVI.3. Плунжерный насос
VI.4. Насос двойного действия
VI.5. Дифференциальный насос
Дифференциальный насос (рис. VI.5) работает на всасывающей стороне по принципу одинарного действия, а на нагнетательной — по принципу двойного.
В дифференциальном насосе жидкость, выталкиваемая из рабочей камеры, поступает в дополнительную камеру, объем которой попеременно заполняется удлиненным плунжером или значительно меньшим по диаметру штоком. В этой камере при нахождении здесь штока часть нагнетаемой жидкости задерживается, а при возвращении плунжера выталкивается дальше. Это обеспечивает при отсутствии второй пары клапанов более равномерную подачу, хотя производительность при этом не увеличивается.
VI.6. Насос с проходным поршнемНасосы штангового типа с проходным поршнем (рис. VI.6) применяют для откачивания воды из скважин.
В этих насосах поршень 1 со сквозным отверстием 2, прикрываемым сверху клапаном 3, с помощью штанги 4 перемещается вниз и вверх по расположенному в скважине цилиндру, в котором ниже имеется второй (обратный) клапан 5.
При движении поршня клапан 5 открывается и жидкость засасывается в цилиндр. При движении поршня вниз клапан 5 закрывается и жидкость устремляется вверх через отверстие 2, открывая клапан 3. При следующем движении поршня вверх клапан 3 закрывается, так как давление под ним уменьшается, и жидкость выталкивается в нагнетательную трубу 6, а в цилиндр поступает новая порция снизу.
Насосы с проходным поршнем позволяют отсасывать жидкость с больших глубин, но не обеспечивают равномерной подачи, так как являются насосами одинарного действия.
В соответствии с направлением движения рабочего органа различают насосы горизонтальные (см. рис. VI.5) и вертикальные (см. рис. VI.4). Вертикальные насосы более компактны и, кроме того, у них равномернее износ поршней и цилиндров.
По способу приведения в действие насосы делят на прямодействующие и приводные. Прямодействующие насосы соединены непосредственно с поршневыми паровыми машинами, а приводные — с электродвигателями или паровыми турбинами с помощью кривошипного механизма.
Небольшие поршневые насосы, применяемые, например, для подпитки систем водяного отопления или опрессовки трубопроводов, могут иметь рычажный ручной привод. Одной из причин вытеснения поршневых насосов насосами вращательного типа является то, что последние значительно проще соединять с распространенными в настоящее время электрическими и турбинными двигателями.
www.stroitelstvo-new.ru
Поршневый насос, гидравлический, устройство, принцип работы, ремонт
В поршневых возвратно-поступательных насосах силовое взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в неподвижных рабочих камерах, которые попеременно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания за счет впускного и выпускного клапанов.
В качестве рабочего органа (вытеснителя) в возвратно-поступательных насосах используются поршень, плунжер или гибкая диафрагма. Поэтому такие насосы подразделяются на поршневые, плунжерные и диафрагменные. Возвратно-поступательные насосы также подразделяются по способу привода на прямодействующие и вальные. Привод прямодействующего насоса осуществляется за счет возвратно-поступательного воздействия непосредственно на вытеснитель. Примером такого насоса является простейший насос с ручным приводом. Вальный насос приводится за счет вращения ведущего вала, которое преобразуется в возвратно-поступательное движение при помощи кулачкового или кривошипно-шатунного механизма.
Поршневой насос конструкция
Рассмотрим устройство и принцип работы поршневого насоса с вальным приводом
на рис. 1, а 
приведена конструктивная схема поршневого насоса с кривошипно-шатунным механизмом. Приводной вал 7 через кривошип 6 радиусом ( r ) и шатун 5 приводит в движение поршень 3 площадью ( Sп ) который движется возвратно-поступательно в корпусе (цилиндре) 4. Насос имеет два подпружиненных клапана: впускной 1 и выпускной 2. Рабочей камерой данного насоса является пространство слева от поршня, ограниченное корпусом 4 и крайними положениями поршня 3 оно на рисунке затемнено. При движении поршня 3 вправо жидкость через впускной клапан 1 заполняет рабочую камеру, т. е. обеспечивается всасывание. При движении поршня 3 влево жидкость нагнетается в напорный трубопровод через клапан 2.
Рассматриваемый насос имеет одну рабочую камеру ( z = 1 ), и за один оборот вала поршень 3 совершает один рабочий ход, т.е. это насос однократного действия (к = 1). Из анализа рис. 1, а следует, что рабочий ход ( L ) поршня 3 равен двум радиусам кривошипа 6. Тогда в соответствии с (рис. 1) рабочий объем насоса равен объему рабочей камеры и может быть вычислен по формуле
WQ = WK = Sп * 2r
Характеристики поршневого насоса
Насосы с поршнем в качестве вытеснителя являются самыми распространенными из возвратно-поступательных насосов. Они могут создавать значительные давления (до 30...40 МПа). Однако выпускаются также насосы, рассчитанные на значительно меньшие давления (до 1... 5 МПа). Скоростные параметры этих насосов (число рабочих циклов в единицу времени) во многом определяются конструкцией клапанов, так как они являются наиболее инерционными элементами. Насосы с подпружиненными клапанами допускают до 100...300 рабочих циклов в минуту. Насосы с клапанами специальной конструкции позволяют получить до 300...500 циклов в минуту.
В поршневых насосах существуют все три вида потерь: объемные, гидравлические и механические потери. Объемные КПД ( η0 ) большинства поршневых насосов составляют 0,85...0,98. Гидравлические КПД ( ηг ), определяемые потерями напора в клапанах, находятся в пределах 0,8...0,9, а механические КПД ( ηм ) – 0,94...0,96. Полный КПД ( ηн ) для большинства поршневых насосов составляет 0,75...0,92. Определяется по формуле
ηн = η м *ηг *η0
Значительно реже применяются насосы с плунжером в качестве вытеснителя. У этих насосов существенно больше поверхность контакта между корпусом и вытеснителем, что позволяет значительно лучше уплотнить рабочую камеру. Плунжерные насосы обычно изготовляются с высокой точностью, поэтому они являются весьма дорогими, но позволяют получать очень большие давления — до 150...200 МПа. Основной областью использования плунжерных насосов являются системы топливоподачи дизелей.
На рис. 1, б приведена конструктивная схема такого насоса с кулачковым приводом. Ведущий вал приводит во вращение кулачок 11, который воздействует на плунжер 9, совершающий возвратно-поступательные движения в корпусе (цилиндре) 4, причем движение плунжера влево обеспечивается кулачком 11, а обратный ход — пружиной 10. Данный насос имеет только один клапан — выпускной 2. Отсутствие впускного клапана является особенностью насосов, используемых на дизелях. Их топливные системы обычно имеют вспомогательные насосы, и заполнение рабочей камеры плунжерного насоса обеспечивается через проточку 8 вспомогательным насосом.
Диафрагменные насосы в отличие от насосов, рассмотренных выше, достаточно просты в изготовлении и поэтому являются дешевыми. На рис. 1, в приведена схема прямодействующего диафрагменного насоса. В корпусе 4 насоса закреплена гибкая диафрагма 12, прикрепленная также к штоку 13. Насос имеет два подпружиненных клапана: впускной 1 и выпускной 2. Рабочей камерой насоса является объем внутри корпуса 4, расположенный слева от диафрагмы 12. Рабочий процесс диафрагменного насоса не отличается от рабочего процесса поршневого насоса.
Диафрагменные насосы не могут создавать высокое давление, так как оно ограничивается прочностью диафрагмы. Его максимальные значения в большинстве случаев не превышают 0,1... 0,3 МПа. Диафрагменные насосы нашли применение в топливных системах карбюраторных двигателей.
Очень существенным недостатком возвратно-поступательных насосов с вытеснителем любой конструкции является крайняя неравномерность их подачи Q во времени t. Это вызвано чередованием тактов всасывания и нагнетания. График подачи Q, представленный на рис. 2, а, 
наглядно демонстрирует эту неравномерность. Для ее снижения используют два способа.
Первым из этих способов является применение многокамерных насосов. В этом случае нагнетание осуществляется несколькими вытеснителями по очереди или одновременно. На рис. 2, б представлен график подачи трехпоршневого насоса, на котором тонкими линиями показаны подачи отдельных рабочих камер, а толстой — суммарная подача насоса. Конструкции многокамерных насосов весьма разнообразны, но в большинстве случаев это насосы с несколькими рабочими камерами в одном корпусе. При увеличении числа рабочих камер с целью уменьшения неравномерности подачи предпочтение следует отдавать насосам с нечетным числом камер.
Вторым способом снижения неравномерности подачи жидкости является установка в гидролинию на выходе насосов гидравлических аккумуляторов. На рис. 2, в приведена схема насоса с гидравлическим аккумулятором, который представляет собой замкнутую емкость, разделенную гибкой диафрагмой на две полости. При ходе нагнетания часть подаваемой насосом жидкости заполняет нижнюю полость гидроаккумулятора, а газ (воздух) в верхней полости сжимается. При ходе всасывания давление в трубопроводе снижается и жидкость из гидроаккумулятора вытесняется сжатым газом. График подачи Q во времени t такого устройства приведен на рис. 2, а. Следует отметить, что вместо термина гидроаккумулятор в литературе используется также термин воздушный колпак.
remgidro.ru
Поршневой насос для воды: устройство и использование
В частном секторе не всегда есть возможность подключиться к централизованному водоснабжению, поэтому каждый хозяин старается возле дома обустроить колодец. Воду при этом совсем не обязательно таскать ведрами. Поршневой насос может обеспечить ее поставку прямо в дом.
Принцип действия устройства является достаточно простым. При помощи некоторого усилия, поршень в цилиндре движется вверх и вниз. Тяга при этом пропускается через фланец с уплотнителем из резины, который находится на верхней крышке. Ко дну устройства присоединяется труба, в ней имеется поршень. Когда он опускается, то вода через данное отверстие пропускается вверх, при этом клапан внизу устройства закрыт давлением воды. Если поршень начинает подниматься, то вода, которая находится над ним, начинает выливаться через выходную трубу. Одновременно с этим нижний клапан открывается, а жидкость снова набирается внутри прибора.
Поршневой насос сейчас все делает автоматически. Достаточно правильно установить его и подключить к электропитанию. При этом все комплектующие устройства должны быть прочными и надежными, особенно входная трубка, через которую вода подается внутрь насоса. В противном случае тяга может спровоцировать слипание ее стенок.
Также поршневой насос должен быть оснащен достаточно прочными обратными клапанами, чтобы они не дали воде вернуться обратно во входной шланг. Они могут быть мембранными или шариковыми. Если используется круглый клапан, желательно, чтобы он был изготовлен из стекла, эбонита или тяжелого пластика.
Однако следует также учитывать и тот факт, что устройства не рассчитаны на глубину более 8 метров. Если расстояние от поверхности до места залегания грунтовых вод достаточно большое, в таком случае придется устанавливать глубинный насос. Дело в том, что нормальной работе прибора может помешать атмосферное давление.
Нужно отметить, что не всегда устройство, работающее от электрической сети, может выполнять свою функцию без сбоев. Дело в том, что время от времени в сети могут быть сбои. В этом случае крайне полезным может быть насос ручной поршневой. Хотя на сегодняшний день такие приборы уже давно не используются и их достаточно тяжело купить. Полезным он будет и в том случае, если вы не планируете все время проводить на участке, не собираетесь каждый день пользоваться водой.
Поршневой насос можно соорудить и самому, тем более что схем конструкции устройства можно найти очень много. Однако лучше все-таки купить прибор у проворенного производителя.
И в домашних условиях, и в промышленных масштабах используются насосы аксиально-поршневые. Они имеют меньшую массу, небольшие габариты, могут работать при высоких оборотах, а также их просто монтировать и обслуживать. Устройство неприхотливое в использовании, его можно легко отремонтировать в случае поломки. Единственным недостатком может стать его стоимость, которая часто бывает достаточно высокой. Использоваться он может также в гидроприводе самолетов, станков, бульдозеров и других больших машин.
fb.ru
