Поршневые насосы. Наиболее распространенным типом объемных насосов являются поршневые

Наиболее распространенным типом объемных насосов являются поршневые. Насос состоит из цилиндра 1 (Рис. 1), в котором с помощью кривошипно-шатунного механизма движется возвратно-поступательно поршень 2; при движении поршня слева направо (из крайнего левого положения а) в цилиндре возникает разрежение, вследствие чего всасывающий клапан 4 под­нимается и жидкость из резервуара по всасывающему трубопроводу 6 поступает в цилиндр и движется за поршнем. Нагнетательный клапан 5 при этом закрыт, так как на него действует сила давления жидкости, находящейся в нагнетательном трубопроводе 7. При ходе, поршня справа налево (из крайнего правого положения б) в цилинд­ре создается избыточное давление, под действием которого закры­вается (опускается) всасывающий клапан, а нагнетательный клапан 5 открывается, и жидкость поступает в нагнетательный трубопро­вод. Таким образом, в рассмотренном насосе за один оборот вала кривошипно-шатунного механизма (при этом поршень делает два хода ­ слева направо и справа налево) происходит одно всасывание и одно нагнетание, т. е. процесс перекачивания жидкости таким; насосом, который называют насосом простого действия, осуществ­ляется неравномерно.

Рис. 1. Горизонтальный поршневой насос простого действия:

1-цилиндр; 2-поршень (5-ход поршня); 3-кривошипно-шатунный механизм; 4 и 5 -соответственно всасывающий и нагнетатель­ный клапаны; 6, 7 - соответственно всасы­вающий и нагнетательный трубопроводы; а и б поясняются в тексте

В зависимости от числа всасываний и нагнетаний за один оборот 1 вала кривошипно-шатунного механизма или за два хода 5 поршня (см. рис. 1) поршневые насосы подразделяют на насосы простого и многократного действия. У последних достигается более равно­мерная подача и более высокая производительность, чем у насосов простого действия.

На рис. 2 показаны некоторые типы конструкций клапанов поршневых насосов.

Рис. 2. Клапаны поршневых насосов:

а - тарельчатый (1-пружина; 2-стержень; 3-тарелка; 4-седло); б - откидной (1-крышка; 2-сопло; 3 - ограничитель подъема); в - шаровой (1-клапан; 2-корпус; 3-крышка)

По расположению поршня различают горизонтальные и верти­кальные поршневые насосы. В горизонтальных насосах вследствие неравномерного давления поршня на цилиндр (нижняя часть ци­линдра испытывает повышенное давление под действием силы тяжести поршня во время его движения) происходит неравномер­ный износ цилиндра и поршня и, следовательно, более быстрый, чем в вертикальных насосах, их выход из строя.

При работе в условиях высокого давления поршневые насосы требуют сложных уплотняющих устройств (поршневые кольца, эластичные манжеты), высокоточной обработки поверхностей поршня и цилиндра. Поэтому для создания высоких давлений поршень заменяют полым или сплошным плунжером (скалкой). В этой связи отметим еще одну классификацию поршневых насосов: в зависимости от конструкции поршня их подразделяют на собственно поршневые и плунжерные (скальчатые).

Рис. 3. Плунжерный вертикальный насос простого действия: 1-цилиндр; 2-плунжер; 3-сальник; 4 и 5-соответственно всасывающий и

нагнетательный клапаны

На Рис. 3 представлен плунжерный вертикальный насос простого действия, в котором всасывание и нагнетание жидкости происходят вследствие возвратно-поступательного движения плунжера 2 в цилиндре 1. Уплотнение плунжера осуществляется с помощью сальника 3. В химической промышленности плунжерные насосы распространены более широко, чем поршневые, поскольку требуют менее тщательной обработки внутренней поверхности цилиндра и проще уплотняются (подтягиванием или заменой набивки 3).

Более равномерной подачей, чем насосы простого действия, обладают плунжерные насосы двойного действия. Горизонтальный плунжерный насос двойного действия

(рис. 4) можно рассматривать как совокупность двух насосов простого действия. Он имеет четыре клапана – два всасывающих и два нагнетательных.

Рис. 4. Схема горизонтального плунжерного двойного действия: 1- плунжер; 2- цилиндры; 3,4- всасывающие клапаны; 5,6- нагнетательные клапаны  

При ходе плунжера 1 вправо жидкость всасывается в левую часть цилиндра 2 через всасывающий клапан 3 и одновременно через нагнетательный клапан 6 поступает из правой части цилиндра в напорный трубопровод; при обратном ходе поршня всасывание происходит в правой части цилиндра через всасывающий клапан 4, а нагнетание – в левой части цилиндра через клапан 5.

Таким образом, в насосах двойного действия всасывание и нагнетание происходят при каждом ходе поршня, вследствие чего производительность насосов этого типа больше и подача равномернее, чем у насосов простого действия.

Для уменьшения неравномерности подачи и смягчения гидравлических ударов (например, при быстром закрытии вентиля на напорном трубопроводе) поршневые насосы снабжаются воздушными колпаками (рис. 5), которые устанавливают на входе жидкости в насос (на всасывающей линии) и при выходе ее из насоса (на нагнетательной линии). Воздушный колпак представляет собой буферный промежуточный сосуд, около 50% емкости которого занимает воздух.

При ускорении движения поршня, т.е. когда в воздушный колпак поступает наибольшее количество жидкости, воздух, находящийся в последнем, сжимается. Избыток жидкости поступает в колпак и удаляется из него, когда подача становится ниже средней. При этом давление воздуха, находящегося в колпаке, изменяется незначительно (поскольку его объем гораздо больше объема поступающей жидкости) и движение жидкости в нагнетательном (или всасывающем) трубопроводе становится близким к равномерному.

Дата добавления: 2015-07-02