КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Плунжерные насосы
Поршневые насосы и их классификация КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОБЪЕМНЫХ НАСОСОВ У объемных насосов движение рабочего органа может быть возвратно-поступательным или вращательным, поэтому их разделяют на две группы: к первой группе относятся поршневые, плунжерные и диафрагменные насосы; ко второй — шестеренные, винтовые и др. Поршневые насосы отличаются большим разнообразием конструкций и широтой применения. 1. По роду действия – насосы: а) одностороннего действия; б) двустороннего действия; в) строенные; г) сдвоенные двустороннего действия; д) дифференциальные. 2. По расположению цилиндров – насосы: а) горизонтальные; б) вертикальные. 3. По конструкции рабочего органа – насосы: а) поршневые, в которых дисковый поршень, снабженный уплотняющими устройствами (манжетами, поршневыми кольцами), перемещается в расточенном цилиндре; б) плунжерные, у которых вместо поршня применяют плунжер (скалку) в виде полого стакана, который движется в уплотняющем сальнике, не касаясь внутренних стенок; плунжерные насосы проще и надежнее в эксплуатации, так как у них нет сменных уплотняющих деталей (колец, манжет); в) с проходным поршнем - вертикальные насосы, вода в которых при нагнетании проходит внутри поршня через нагнетательный клапан, расположенный в верхней его части. 4. По способу приведения насоса в действие - насосы: а) приводные - от двигателя, соединенного с насосом шатунным механизмом и соответствующими передачами; б) прямо действующие - паровые, у которых поршень насосного цилиндра расположен на общем штоке с поршнем паровой машины (паровая машина составляет с насосом общий агрегат). 5. По назначению – насосы для подачи: раствора, бетона, кислоты, масла и т.п.
К достоинствам поршневых насосов относятся: · постоянство подачи жидкости независимо от сопротивления напорного трубопровода, что позволяет использовать их как дозаторы; · возможность подачи незначительных расходов под большим давлением при высоком КПД; · техническая целесообразность создания малогабаритных насосов, способных поднимать жидкость из скважин малого диаметра; · возможность пуска насоса в действие без предварительного заполнения его жидкостью. К недостаткам поршневых насосов можно отнести: · большие габаритные размеры, массу и площадь, занимаемую насосным агрегатом; · необходимость устройства тяжелого фундамента; · наличие легко изнашивающих деталей (клапанов, манжет и т.п.); · сложность эксплуатации и меньшую надежность в работе; · неравномерность подачи жидкости. Действие поршневых насосов состоит из чередующихся процессов всасывания и нагнетания, которые осуществляются в цилиндре насоса при соответствующем направлении движения рабочего органа — поршня или плунжера. Эти процессы происходят в одном и том же объеме, но в различные моменты времени. По способу сообщения рабочему органу поступательно-возвратного движения насосы разделяют на приводные (обычно с коленчатым валом и шатунным механизмом) и прямодействующие. Чтобы периодически соединять рабочий объем то со стороной всасывания, то со стороной нагнетания, в насос предусмотрены всасывающий и нагнетательные клапаны. Во время работы насоса жидкость получает главным образом потенциальную энергию, пропорциональную давлению ее нагнетания. Неравномерность подачи, связанная с изменением во времени скорости движения поршня или плунжера, уменьшается с увеличением кратности действия насоса и может быть почти полностью устранена применением воздушно-гидравлического компенсатора. Поршневые насосы классифицируют на горизонтальные и вертикальные, одинарного и многократного действия, одно- и многоцилиндровые, а также по быстроходности, роду подаваемой жидкости и др. признакам (рис. 25, 26).
По сравнению с центробежными насосами поршневые имеют более сложную конструкцию, отличаются тихоходностью, а следовательно, и большими габаритами, а также массой на единицу совершаемой работы. Но они обладают сравнительно высоким КПД и независимостью (в принципе) подачи от напора, что позволяет использовать их в качестве дозировочных. Поршневые насосы могут создавать при нагнетании жидкости давления порядка 100 МН/м2 (1000 кгс/см2) и более. Поршневой насос одностороннего действия (рис.25) состоит из корпуса, внутри которого расположены рабочая камера с всасывающим и напорным клапанами и цилиндр с поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. К корпусу присоединены всасывающий и напорный трубопроводы.
Рисунок 25 - Поршневой насос одностороннего действия 1 - всасывающий трубопровод; 2 - клапаны; 3 - корпус; 4 - напорный трубопровод; 5 - рабочая камера; 6 - поршень; 7 - шток; 8 - ползун; 9 - шатун; 10 – кривошип.
Вращательное движение вала приводного двигателя преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня с помощью кривошипно-шатунного механизма. При ходе поршня вправо в цилиндр засасывается объем жидкости V = FS где F - площадь поршня; S - ход поршня. При ходе поршня влево этот же объем вытесняется в напорный трубопровод. Таким образом, насос одностороннего действия за один оборот кривошипа совершает один цикл всасывания и один цикл нагнетания (рабочий). Теоретическая подача насоса в этом случае составляет: QT = FSn, где п — частота вращения кривошипа, мин-1. Действительная подача Q меньше теоретической вследствие запаздывания закрывания напорного и всасывающего клапанов, утечек через клапаны, сальниковые и поршневые уплотнения, а также за счет выделения воздуха или газов из перекачиваемой жидкости. Поэтому действительная подача: QT= FSn, где - объемный КПД насоса или коэффициент наполнения, зависящий от размеров насоса и составляющий 0,9 - 0,99. Рисунок 26 - Схема поршневого насоса двойного действия
Воздушные колпаки. Поршень насоса движется возвратно-поступательно. Поэтому его скорость не равномерна, а изменяется от нуля в мертвых положениях до максимума в средних. Всасывание и нагнетание жидкости, особенно в одноцилиндровых насосах простого действия, происходит также неравномерно. В период, когда поршень ускоряет свое движение, может произойти отрыв жидкости от поршня во всасывающем трубопроводе, а это сопровождается следующими вредными явлениями. Во-первых, когда поршень замедляет движение или изменяет направление своего движения на обратное, жидкость, продолжая по инерции подниматься, столкнется с поршнем, в результате чего произойдет гидравлический удар, который создает большую перегрузку механизмов насоса и может привести его к поломке. Во-вторых, при отрыве жидкости от поршня насос может потерять способность всасывания, заполнение его цилиндра прекратится и подача жидкости приостановится. Для выравнивания пульсаций скорости и давления жидкости, а также для получения более плавного и равномерного ее течения во всасывающем и нагнетательном трубопроводах насосы снабжают особыми устройствами, так называемыми воздушными колпаками. Вследствие большой упругости воздуха, находящегося в колпаке, во время цикла нагнетания происходит его сжатие и поглощение части объема жидкости, прерывающего среднюю за рабочий цикл подачу. Во время цикла всасывания воздух расширяется, и процесс вытеснения жидкости в напорный трубопровод продолжается.
Плунжерные насосы отличаются от поршневых конструкцией рабочего органа. Вместо поршня они имеют плунжер, представляющий собой полый цилиндр, движущийся в уплотняющем сальнике не касаясь внутренних стенок рабочей камеры. По гидравлическим параметрам поршневые и плунжерные насосы одинаковы. В эксплуатации плунжерные насосы несколько проще, так как у них меньше изнашиваемых деталей (отсутствуют поршневые кольца, манжеты и пр.). Рисунок 27 - Схема плунжерного насоса
Несомненными достоинствами поршневых и плунжерных насосов являются высокий КПД и возможность подачи незначительных объемов жидкости под сколь угодно большим давлением. В то же время неравномерность подачи, сложность соединения с приводным двигателем, наличие легко изнашивающихся клапанов, тихоходность, а следовательно, большие размеры и масса исключают возможность их применения на современных высокопроизводительных насосных станциях систем водоснабжения и канализации. Лишь чрезвычайно редко вертикальные поршневые насосы еще применяются для подъема воды из скважин малого диаметра (до 200 мм). Модифицированные поршневые насосы предназначены для подачи бетона и растворов при производстве строительных работ. Подача серийно выпускаемых поршневых насосов меняется от 1 до 150 м3/ч при напорах до 200 м.
Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 1925; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |