конструкция, применение и принцип работы

Насосы плунжерного типа широко распространены в промышленной сфере, где они используются в ходе выполнения различных химических процессов. Отличаются такие насосы между собой уровнем подачи и ступенями давления. Их можно использовать для перекачки масел, воды, а также сжиженного газа.

Если сравнивать плунжерный насос с обычным поршневым аналогом, то можно обнаружить, что у первого поршень не будет доходить до стенок цилиндра.

Конструктивные особенности плунжерных насосов

Такое оборудование состоит из двух главных частей. К приводной части относится:

• шатун;
• ползуны;
• коленвал.

Плунжеры насоса соединяются с ползунами и посредством сальников вводятся в гидравлическую часть. Привод насоса может работать на топливе (если это ДВС) или от электричества (в случае с электромоторами).

Главными конструктивными элементами гидравлической части плунжерного насоса можно считать клапанную коробку и сальники. Давление среды повышается именно в коробке. Детали гидравлической части насоса изготавливаются из нержавеющей высоколегированной стали или даже титана, так как работают в жестких условиях. Помимо этого в гидравлическую часть насоса может входить система впрыска, промывки или блокировки.

Сферы применения

Высоконапорные насосы используются везде, где возникает потребность в перекачке жидкости под высоким давлением. Есть модели невысокой мощности, которые весят всего лишь несколько килограмм.

Но также существуют огромные промышленные насосы, весящие до 40 тонн и имеющие мощность, измеряемую в мегаваттах. Плунжерный высоконапорный насос может работать с давлением, доходящим до 3000 бар.

Преимущества плунжерных насосов:

1. Могут работать круглосуточно без перерывов, так как являются очень надежными и долговечными.
2. С их помощью можно организовывать перекачку любых жидкостей. Но помимо жидкости они могут работать с горячим маслом или сжиженным газом, таким как аммиак или диоксид углерода. Также их используют для перекачки абразивных сред.
3. У них очень широкая сфера применения. Плунжерные насосы используются в ходе гидравлических испытаний, для ожижения угля, в химической, нефтехимической и нефтедобывающей сфере. Также они применяются в фармацевтической промышленности и других отраслях.

Принцип работы

Когда плунжер выполняет обратный ход, то образуется эффект всасывания в гидравлической части насоса. Происходит открытие клапана, после чего среда перемещается. При движении вперед плунжер вытесняет собой объем, тем самым увеличивая уровень давления перекачиваемой среды. При закрытии всасывающего клапана открывается напорный, благодаря чему жидкость может попасть в технологическую зону.

При повторении возвратно-поступательных ходов плунжера клапаны постоянно открываются и закрываются. Повторение таких циклов может быть до нескольких сотен в минуту. Уменьшение пульсации жидкости обеспечивается благодаря специальным поглотителям колебаний, которые установлены с боку напора. Иногда устанавливается несколько плунжеров, что позволяет обеспечить равномерное перемещение потока. Число плунжеров в насосе зависит от его сферы применения и конструктивных особенностей.

Плунжерный насос двойного действия – схема работы плунжерного насоса двойного действия. В чем заключаются главные преимущества плунжерного насоса двойного действия?! | Промышленное оборудование

Производство продукции – это процесс, который уже поставленный на поток и где главный упор делается именно на скорость рабочего процесса. Большинство крупных предприятий, готово платить огромные суммы денег за то, чтобы увеличить свои показатели производительности. Зачастую, делается это путем покупки нового оборудования, которое бы могло заменить старые образцы и повысить показатели эффективности своего предприятия. Лучше всего, в подобных задачах проявляет себя вакуумное оборудование. Вакуумная основа, позволяет производить все операции гораздо быстрее, причем качество финального результата становится только лучше.

Плунжерный насос двойного действия

Поршневые насосы – это одна из распространенных вариаций вакуумного оборудования, которая активно задействуется во многих отраслях. Но если выделять наиболее эффективную вариацию подобной установки, то, несомненно – это поршневой насос двойного действия. Принцип работы такого насоса, основывается на принципе вытеснения. Двумя главными элементами в таких системах считаются: поршень и цилиндр. За счет быстрого перемещения поршня в цилиндре, в двух направлениях, удается достигать высоких объемов перекачиваемой жидкости. Что касается работы насосов на основе плунжера, то они мало чем отличаются от поршневых насосов. Процесс вытеснения в таких насосах происходит за счет перемещения активного плунжера по оси цилиндра. За счет этого, удается достигать высоких показателей давления, соответственно и производительность таких насосов гораздо выше.

Сейчас мы рассмотрим несколько категорий, на которые могут делиться плунжерные насосы:

• Ручные
• Многоцилиндровые
• Вакуумные
• С горизонтально расположенными цилиндрами
• С вертикально расположенными цилиндрами
• На автоматической основе
• С цилиндрами высокого уровня герметичности

Исходя из вышеперечисленных вариаций, можно определить для себя ту версию поршневого насоса двойного действия, которая подойдет для решения ваших задач. Единственным спорным моментом в этом направлении, может оказаться цена. Позволить себе подобное оборудование может далеко не каждый. Но если у вас и есть деньги на поршневой насос, то придется обращать внимание на все рабочие аспекты, для приобретения хорошего и эффективного насоса на плунжерной основе.

Плунжерный насос двойного действия. Схема

Одним из важнейших процессов в системе принято считать всасывание жидкости во внутреннюю часть цилиндра. Проделывается этот процесс после того, как плунжер передвигается в верхнюю часть. За счет этого, поднимается и всасывающей клапан, позволяющий жидкости наполнить рабочий объем насоса и задействовать ее при дальнейшем передвижении плунжера внутри системы.

Плунжерный насос двойного действия. Схема

Сейчас мы рассмотрим несколько важных моментов в схеме плунжерного насоса двойного действия:

• Рабочий плунжер соприкасается исключительно с элементами сальника в системе. Происходит это с определенной частотой, в зависимости от проделываемого процесса.
  
• Уровень уплотнения повышается за счет активного воздействия сальникового стакана, значительно уменьшает процесс трения и быстрый занос элементов, часто соприкасающихся друг с другом.
  
• Плунжер делает лишь несколько поступательных движений по оси цилиндра. Изначально, он перемещается в одну сторону, а после захвата жидкости направляется в другую.
• Система охлаждения в таких насосах, может быть, как воздушной, так и водной. Это зависит от специфики рабочего процесса и степени нагрузки, с которой насосу приходится порой сталкиваться.

К числу явных преимуществ, плунжерного насоса, можно отнести тот момент, что работать они могут с любой жидкостью, начиная с воды и заканчивая какими-то вязкими смесями. Что касается отличий от поршневого насоса, то их практически нет. Единственным моментом, который очень легко увидеть – это отсутствие внутреннего уплотнения поршневой системы. Таким образом, удалось избежать определенных ограничений в плане достигаемого уровня давления.

Исходя из рабочей схемы поршневого насоса двойного типа, можно сделать вывод, что в плане эффективности, она действительно очень хороша. Найти применение таким насосам гораздо проще, так как функционала у них в разы шире. Приобрести себе сдвоенный насос двойного действия, на самом деле не так сложно, как может показаться изначально. Главное – это заранее подумать, какая именно модель поршневого насоса, подойдет в вашем случае и стоит ли она тех денег, которых за нее требует производитель.

Сейчас мы рассмотрим несколько критериев, на которые важно обращать внимание при покупке плунжерного насоса двойного действия:

• Совместимость
• Производитель
• Система охлаждения и герметичность
• Соотношение характеристик и стоимости
• Качество используемого плунжера

Всего лишь несколько простых критериев, над которыми стоит заранее поразмыслить. Сделав это, вы как минимум, сможете избежать покупки некачественного поршневого насоса. Если же приложите усилий побольше, то сможете выбрать отличное устройство для продолжительной и эффективной эксплуатации.

Горизонтальный плунжерный насос двойного действия

Учитывая специфику работы горизонтального поршневого и плунжерного насоса, можно смело говорить о том, что он является одним из наиболее эффективных. Особенно это заметно в случае с серийным производством, где без использования подобного оборудования и вовсе никак не обойтись. Исходя из большой популярности и широкой сферы применения подобных насосов, можно сделать вывод, что у них есть большое количество преимуществ, в сравнении с другими моделями насосов.

Горизонтальный плунжерный насос двойного действия

Сейчас мы рассмотрим главные преимущества в работе горизонтального плунжерного и поршневого насоса двойного действия:

• Объемы перекачиваемой жидкости – в связи с огромной рабочей камерой, удалось так же значительно расширить объемы жидкости, которую можно перекачивать за один цикл.
• Типы жидкостей, которые поддаются перекачиванию – кроме обычной воды, поршневой насос двойного действия способен перекачивать и более вязкие смеси, которые не всегда поддаются обработке в других видах вакуумных насосов.
• Скорость работы насоса – за счет быстрого двухэтапного перемещения плунжера. Удается порой достигать огромной скорости работы насоса.
• Сфера применения – учитывая специфику и функционал насоса, его можно эффективно использовать практически в любой отрасли, лишь заранее просчитав предварительную нагрузку.
• Совместимость с другими установками – поршневые насосы так же можно легко совмещать с работой других вакуумных установок. Взаимодействия с другим оборудованием, насос становится только более эффективным.
  

Учитывая все эти сильные стороны, можно смело определить для себя, какой тип насоса подойдет именно вам. Если вы заинтересованы в том, чтобы использовать насос в домашних условиях, то хватит и какой-то бюджетной установки. Но если речь идет о применении на серийном производстве, то в таком случае придется, как следует потратиться.

Основные сведения о плунжерных насосах с набивкой

Требуется ли техническое обслуживание набивки?

Да, техническое обслуживание необходимо проводить через регулярные промежутки времени, чтобы обеспечить правильную работу насоса на уплотнениях плунжера или набивке и снизить вероятность утечки. Набивка требует гораздо большего обслуживания, так как требует регулярной регулировки и большой осторожности, чтобы не перетянуть набивку, что приведет к избыточному трению и большему износу самой набивки. Уплотнения следует заменять, когда они изнашиваются или начинают появляться утечки

Есть ли преимущества при выборе плунжерного насоса по сравнению с другими технологиями для определенных применений?

Насосы Williams были разработаны с использованием компонентов высочайшего качества, чтобы выдерживать самые суровые условия и обеспечивать наилучший впрыск химикатов с точностью и повторяемостью. Наши насосы спроектированы таким образом, чтобы обеспечить превосходное уплотнение и при этом быть саморегулируемыми, поэтому они не требуют периодической регулировки, как это делают уплотнения набивного типа.

Существуют различные типы приводов, используемых для работы плунжерного насоса с набивкой, наиболее распространенными являются электрические и пневматические приводы. Для этого случая мы обсудим комплектный плунжерный насос с пневматическим приводом. Регулируемое пневматическое устройство таймера идеально подходит для случаев, когда питание недоступно, и является хорошим решением для использования во взрывоопасных зонах. Дальнейшая регулировка громкости обеспечивается регулировкой длины хода. Это в сочетании с регулировкой частоты хода позволяет значительно варьировать производительность насоса, чтобы приспособиться к желаемым требованиям к расходу для конкретного применения.

Плунжерный насос с набивкой — пример поршневого насоса Williams серии «V».

В каких случаях обычно используются плунжерные насосы и почему они предпочтительнее в определенных ситуациях?

С пневматическим плунжерным насосом с набивкой, приводимым в действие поршнем большего размера с приводом от воздуха, прикрепленного к поршню с набивкой ( плунжер используется для вытеснения химиката) фактически увеличивает давление нагнетания во много раз по сравнению с давлением подачи используется для привода поршневого плунжера при преодолении давления, позволяющего впрыскивать химическое вещество. Этот принцип конструкции позволяет пневматическому плунжерному насосу впрыскивать в нагнетательный патрубок высокого давления при относительно низком давлении подачи.

Идеально подходят чистые химикаты или концентрированные химикаты, поскольку этот тип насоса может вводить очень небольшие объемы с различной скоростью впрыска, что делает его идеально подходящим для впрыскивания таких малых объемов. Это избавляет от необходимости прибегать к разбавлению химиката водой и другими совместимыми средами только для того, чтобы иметь возможность эксплуатировать насос с минимальными расходами без остановки насоса.

На что следует обратить внимание при выборе плунжерного насоса?

Небольшие объемы (возможны 1-2 литра в день), высокое давление (до 13 100 фунтов на кв. дюйм) и большой динамический диапазон (со 100 литров в час до 1-2 литров в час) — вот некоторые факторы, которые следует учитывать при Выбор этого типа насоса. Благодаря своей уникальной конструкции плунжерный насос может перекачивать самые разные объемы и выполнять всего несколько ходов в минуту. Благодаря этому он идеально подходит для перекачки чистых (концентрированных) химикатов, сохраняя при этом точность и воспроизводимость в широком диапазоне сред и применений. Мы рекомендуем подсоединять эти типы насосов к резервуарам, расположенным выше уровня всасывания насоса, даже если резервуар находится на самом низком уровне. Это называется «условием положительного всасывания» и гарантирует, что химическое вещество всегда доступно для перекачивания. Другой тип условий всасывания называется «подъем всасывания», при котором насос должен всасывать химикат из резервуара, который находится ниже уровня всасывания насоса, что требует от насоса подъема (вытягивания) химиката из резервуара для того, чтобы возможность закачать в приложение. Это значительно снижает производительность и во многих случаях не может качать, если требуется «высота всасывания».

Наилучшим сценарием для этих типов насосов является «затопленное всасывание», когда химикат всегда доступен для насоса, когда это необходимо.

В каких конкретных случаях используются плунжерные насосы с набивкой?

Некоторые области применения плунжерных насосов с набивкой: метанол, ингибиторы коррозии, ингибиторы образования накипи, смазочные материалы, экстракты, понизители масляного сопротивления, поглотители H3S, меркаптаны и многие другие химические вещества, дозируемые в самых разных процессах во многих отраслях промышленности.

Уплотнительные плунжерные насосы обеспечивают возможность впрыскивания при самых разных давлениях нагнетания благодаря усилению давления подачи для преодоления давлений нагнетания в точке нагнетания в процессе.

Williams Pump Solutions

Насосы-дозаторы для химикатов Williams обеспечивают точность за счет возможности управления вводимым объемом путем регулировки частоты хода и длины хода (объем на ход), что входит в стандартную комплектацию всей линейки насосов. . Это позволяет операторам точно регулировать количество впрыскиваемого химиката для достижения желаемого эффекта в процессе. Поскольку во многих приложениях требуется широкий диапазон скоростей от минимальной, нормальной до максимальной, все это может быть достигнуто за счет динамического диапазона 100:1, который обеспечивает наша конструкция.

Насосы Williams используются в самых суровых условиях, где впрыск химикатов имеет решающее значение для обеспечения непрерывности технологического процесса и сведения к минимуму времени простоя для ремонта насоса. С этой целью насосы Williams спроектированы так, чтобы обеспечивать непрерывную работу в течение длительного периода времени благодаря нашей конструкции. Мы также производим наши насосы из нержавеющей стали 316/316L и предлагаем керамические поршни, а также двойные запатентованные уплотнения из ПТФЭ для достижения наилучших возможных результатов для наших пользователей.

Серия «V» и «W»

Мы производим различные модели серии «V» с расходом от 0,7 галлона в час (0,27 литра в час) до 8,81 галлона в час (33,35 литров в час) и давление до 9200 фунтов на кв. дюйм (634 бар изб.) на некоторых моделях. В насосах используются двойные уплотнения и семь различных материалов. В дополнение к вариантам уплотнения у нас есть как керамические плунжеры, так и варианты из нержавеющей стали. Керамические плунжеры и уплотнения из ПТФЭ являются нашими самыми популярными и совместимыми с самым широким спектром перекачиваемых химикатов. Насосы серии «W» охватывают диапазон расходов от 22,9 галлонов в час (86,40 литров в час) до 90 галлонов в час (336 литров в час) и давление до 3200 фунтов на кв. дюйм (221 бар изб) на некоторых моделях .

Плунжерный насос и поршневой насос: есть ли разница?

Многие люди используют термины «поршневой» и «плунжерный насос» как синонимы. Конечно, это объемные насосы объемного типа, и у них есть сходства, но их тонкие различия имеют большое значение, когда речь идет о желаемой оператором производительности, цене и долговечности насоса.

Итак, в чем разница между плунжерными и поршневыми насосами и почему это важно? Начнем с кратких определений.

Что такое плунжерный насос?

Плунжерные насосы имеют возвратно-поступательный плунжер (тип штока). Когда он движется вперед и назад, он всасывает жидкость через впускной клапан и вытесняет ее через выпускной клапан. Плунжерные насосы имеют стационарное уплотнение высокого давления, прикрепленное к корпусу цилиндра насоса.

Плунжерный насос

Что такое поршневой насос?

Поршневые насосы также имеют возвратно-поступательный шток, называемый поршнем, который перемещается вперед и назад, чтобы протолкнуть жидкость через набор клапанов. Однако, в отличие от плунжерного насоса, уплотнение поршневого насоса соединено с поршнем, то есть оно движется вместе с поршнем внутри корпуса цилиндра.

Плунжерный (слева) и поршневой (справа)

В чем разница между поршневым и плунжерным насосами?

С инженерной точки зрения легко понять, что основное различие между поршневыми и плунжерными насосами заключается в размещении уплотнений или уплотнительных колец. Опять же, уплотнение плунжерного насоса неподвижно, а уплотнение поршневого насоса движется вместе с поршнем.

Но как эти различия влияют на производительность насоса? Оказывается, это может иметь значительное влияние в следующих областях.

Возможности давления

Когда поршневой шток совершает возвратно-поступательные движения внутри поршневого или плунжерного насоса, вы должны герметизировать его относительно стенки полости, чтобы он не потерял компрессию. Поскольку уплотнения плунжерного насоса не прикреплены к штоку, это обеспечивает меньшее трение и более высокое выходное давление. Когда уплотнение соединено с подвижной частью, как в поршневом насосе, происходит динамическое скольжение вдоль стенок корпуса, что приводит к меньшему давлению.

Вот почему. Когда поршневой насос толкает шток с прикрепленным уплотнением вперед, возникает трение, которое давит на уплотнение. Трение заставляет уплотнение реагировать в направлении, противоположном движению, заставляя насос работать больше, чтобы достичь большего давления.

Плунжерный насос имеет более плавное скольжение. Перевод: меньше трения. В плунжерном насосе, в котором возвратно-поступательный шток не имеет прикрепленного уплотнения, трение происходит в том же направлении, что и движение плунжера. Но давление в противоположном направлении, то есть они помогают до некоторой степени компенсировать друг друга. Уменьшенное трение означает, что двигателю не нужно прилагать столько усилий для достижения более высокого давления.

Материалы насоса и долговечность

Дизайн для технологичности (DfM) играет роль при определении долговечности конструкции насоса, особенно в отношении того, какие материалы и где можно использовать.

Материал корпуса насоса и возвратно-поступательного движения плунжера или поршня будет иметь наибольшее значение. В общем, вы хотите, чтобы компонент, который имеет наибольший потенциал для износа, был как можно более твердым, чтобы избежать царапин и поломки уплотнения.

Обычно используемые в насосной промышленности материалы включают анодированный алюминий, нержавеющую сталь и латунь. Но самым твердым доступным материалом, используемым в некоторых конструкциях насосов, является керамика. Он не изнашивается со временем, как большинство металлов, а также обладает отличной химической совместимостью. Его можно отполировать до очень однородной и гладкой поверхности, что идеально подходит для создания плотного прилегания.

Единственная проблема заключается в том, что керамика имеет очень высокую прочность на сжатие и низкую прочность на растяжение. Сильное сжатие будет сопротивляться давлению, в то время как сильные свойства на растяжение сопротивляются растяжению или изгибу. Он похож на бетон, который чрезвычайно прочен, но попробуйте его согнуть, и он треснет.

Почему это важно? В плунжерном насосе именно поршень должен плотно прилегать к стенке полости, а это означает, что он должен быть из максимально твердого материала. В поршневом насосе стенки полости должны герметизировать шток с помощью уплотнительного кольца, а это означает, что стенка полости должна быть максимально прочной.

Однако проектирование и изготовление тонкой трубчатой ​​стенки полости из керамики или другого материала и обеспечение ее идеально гладкой и однородной внутренней поверхности является гораздо более сложной задачей, чем изготовление внешней поверхности идеально гладкого плунжера из тех же материалов. . Даже если бы можно было сделать внутренние стенки корпуса из керамики, ее низкая прочность на растяжение быстро привела бы к растрескиванию и выходу насоса из строя.

Другими словами, гораздо проще сделать поршень из твердых материалов, чем корпус из тех же материалов. В результате плунжерные насосы могут быть спроектированы так, чтобы они были намного более долговечными, чем поршневые насосы.

СВЯЗАННЫЕ: Плюсы и минусы керамических и плунжерных насосов из нержавеющей стали

Техническое обслуживание

Многие поршневые насосы требуют масляной ванны. Некоторые версии также имеют второй масляный резервуар или масляный поддон с фитилем для смазки задней стороны уплотнения поршня. Эти резервуары необходимо пополнять и обслуживать, если вы хотите, чтобы насос работал должным образом.

Многие плунжерные насосы, например, производимые компанией Pumptec, имеют масло, которое содержится в герметичной камере и не требует слива или повторного заполнения каких-либо масляных резервуаров.

СВЯЗАННЫЕ: Триплексная масляная ванна и насосы с герметичными подшипниками: в чем разница?

Чем больше у вас деталей, тем больше требуется обслуживания. Плунжерные насосы имеют относительно простую конструкцию, меньше деталей и требуют гораздо меньшего обслуживания, чем поршневые насосы. Проще говоря, с плунжерным насосом меньше проблем.

Стоимость насоса

Какие еще результаты дает меньшее количество деталей и более простая конструкция? Более низкая стоимость. Плунжерные насосы, как правило, могут иметь значительно более низкие первоначальные затраты, чем поршневые насосы, при сравнении с аналогичными характеристиками. Их общая стоимость владения, как правило, также меньше, особенно если учитывать техническое обслуживание, ремонт или замену с течением времени.