Принцип работы плунжерного насоса, что такое плунжерный насос

Что такое плунжерный насос? Это насос объемного действия. То есть давление жидкости создается за счет изменения объема камеры. Когда объем камеры растет, в ней создается разряжение, жидкость всасывается. Когда объем уменьшается, жидкость сжимается, давление растет.

• Устройство плунжерного насоса
• Виды плунжерных насосов
• Аксиальный плунжерный насос
• Плунжерный насос высокого давления
• Применение:

На рисунке мы видим наличие клапанов. Плунжер идет вправо – всасывание – подымается впускной клапан, закрывается выпускной. Вода заполняет камеру. Плунжер идет влево – нагнетание – запирается впускной клапан, поднимается выпускной. Вода устремляется по назначению.

Этот же принцип используется в поршневых насосах. Отличие насосов друг от друга заключается в нагнетающем элементе. В поршневых насосах работает поршень. В плунжерных – плунжер. В поршневых насосах самая ценная деталь – цилиндр в котором ходит поршень. К изготовлению этого элемента предъявляют большие требования. А именно, внутренний диаметр должен быть в жестком допуске по всей длине.

В плунжерном – жесткий допуск на изготовления наружной поверхности цилиндра. Чего достигнуть намного легче с технической точки зрения, чем расточка и доводка внутреннего диаметра.

Устройство плунжерного насоса

Разберем устройство насосов плунжерного типа на примере дозировочного насоса.

Электродвигатель – 1 вращает червяк — 2, который крепится к валу двигателя муфтой. В зацеплении с червяком находится червячное колесо — 3. К этому колесу присоединен эксцентрик – 4, который может находится ближе или дальше от центра червячного колеса.

Положение эксцентрика легко регулируется механически. На эксцентрик одет шатун -5, который толкает плунжер – 6.

Всасывающий клапан-шар — 7 открывается, когда плунжер идет влево. Вода заливает цилиндр — 9. В следующей фазе движения плунжера, объем камеры сокращается, всасывающий клапан опускается, нагнетающий – 8 подымается. Вода идет к потребителю.

Ход плунжера изменяется в зависимости от положения эксцентрика. Если эксцентрик установлен в центре червячного колеса, то ход вытеснителя (плунжера) равен нулю. При максимальном удалении от центра, ход вытеснителя максимальный. То есть производительность насоса можно менять от нуля до максимума. Поэтому он называется дозировочным.

Виды плунжерных насосов

Главное преимущество плунжерных насосов перед поршневыми – точность изготовления наружного диаметра цилиндра намного выше точности изготовления внутреннего диаметра. Допуски на плунжер достигают 2 – 3 мкм. Благодаря таким минимальным зазорам достигается большое давление и высокое КПД, намного больше, чем у поршневых насосов.

В зависимости от компоновки главных деталей плунжерные насосы бывают:

• одноцилиндровые;
• многоцилиндровые;
• вертикальные;
• горизонтальные;
• с постоянной производительностью;
• с переменной производительностью;
• ручные;
• автоматические.

Плунжерные насосы – агрегаты высокого давления. Поэтому они не нашли применения в быту. Простота изготовления делает их надежными механизмами, которые широко применяются в различных сферах народного хозяйства:

1. В нефтяной промышленности (станки качалки, буровые насосы и другие).
2. В химической промышленности, для перекачки химрастворов.
3. В энергетике – приводы парогенераторов, насосы в АЭС.
4. В машиностроении – для обеспечения давления в гидроприводах.
5. В автомойках – для создания сильного напора воды.
6. В коммунальном хозяйстве – в гидравлических сетях.
7. В пищевой промышленности – для систем обратного осмоса.

Аксиальный плунжерный насос

Надо отметить, что аксиальный плунжерный насос часто называют аксиально-поршневым. Два этих термина описывают один и тот же механизм. Аксиальный указывает на то, что цилиндры расположены вдоль оси бока цилиндров.

Упорный диск — 1 вращается на оси — 2, которая находится под углом к оси блока цилиндров. Сферическая головка шатуна — 3 соединена с упорным диском. Когда диск вращается, шатуны — 4, следуя за головкой — 3, выдвигают и задвигают поршня (плунжеры) — 6, что приводит к всасыванию и нагнетанию воды через отверстия золотника распределителя — 7. Количество поршней бывает от 5 до 9.

У некоторых насосов угол γ можно менять произвольно. Соответственно меняется производительность насоса. Чем он больше, тем больше производительность. Угол оси упорного круга к оси блока не может быть больше 45 градусов.

На схеме показан насос у которого ведущий вал вращает упорный диск. Блок цилиндров неподвижен. Также применяют аксиально-плунжерные насосы, у которых крутиться блок цилиндров, а упорных диск неподвижен.

Плунжерный насос высокого давления

Простота конструкции плунжерных насосов делает их незаменимыми во многих отраслях промышленности. Компактные, недорогие, долговечные. Простое обслуживание. Давление от 100 до 3000 атм. Производительность от 200 до 3000 литров в минуту.

Изготавливают как стационарные, так и передвижные установки на шасси автомобиля. Применяют специальные антивибрационные опоры, которые гасят колебания насоса.

Привод насоса – электрический или ДВС.

Трансмиссия – упругая муфта, клиноременная передача – для электрического мотора.

Карданный вал или муфта сцепления – для ДВС.

Предохранительные устройства для недопущения превышения выше допустимых давления и температуры – стабилизаторы всасывания.

Самоочищающиеся фильтры – важный компонент насосной установки.

Применение:

• Чистка любых поверхностей от краски;
• Прочистка труб в различных системах;
• Вычищение внутренних поверхностей емкостей;
• Чистка топок, котлов, теплообменников;
• Резка бетона, кирпича, цемента;
• Снятие шпаклевки, резины, коррозии с любых поверхностей;
• Удаление разметки на асфальте
• Счистка граффити
• Предание шероховатости поверхностям для их последующего склеивания;
• Чистка железнодорожных вагонов изнутри;
• Опреснение соленой воды;
• Очистка воды обратным осмосом;
• Дробление камней, грунта;
• Разрезание кожи, дерева, пластмассы;
• Удаление тугоплавких смол с поверхностей;
• Удаление нечистот со дна автомобилей, поставленных на ремонт.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 13 чел.

Средний рейтинг: 4.7 из 5.

Плунжерный насос – надежный высоконапорный насос для промышленного использования

Плунжерные насосы являются надежными высоконапорными насосами и часто применяются в промышленности, например для очистки, а также для реализации процессов химической промышленности. Вытеснительные насосы могут работать как с малой, так и с большой подачей, а также с разными ступенями давления. Они перекачивают все жидкие среды: воду, масла, сжиженные газы – в широком температурном диапазоне. Возвратно-поступательные плунжерные насосы без проблем перекачивают и абразивные среды (например, суспензии моющих средств и угольную пульпу) на разных ступенях давления.

Плунжерный насос – это поршневой насос в особом исполнении. Понятие «плунжер» заимствовано из английского языка и обозначает поршневой шток или вытеснитель. 

В отличие от поршневого насоса, в плунжерном насосе поршень не доходит до стенки цилиндра. Поршневой шток служит поршнем. Он ходит в цилиндре без всяких уплотнений.

Насос работает по принципу вытеснения.

В отличие от поршневого насоса, уплотнение плунжерного насоса не перемещается вместе с поршнем, а жестко смонтировано в сальнике. При перемещении назад плунжер создает всасывающий эффект в гидравлической части и открывает всасывающий клапан. Среда поступает в гидравлическую часть. Затем плунжер перемещается вперед. Своим собственным объемом плунжер вытесняет имеющийся объем и повышает давление перекачиваемой жидкости. Всасывающий клапан закрывается, и напорный клапан открывает жидкости, находящейся под давлением, путь в технологическую зону.

Возвратно-поступательное движение плунжера непрерывно повторяется, открывая и закрывая клапаны. В зависимости от применения циклы повторяются до нескольких сотен раз в минуту. Чтобы поток жидкости не перемещался толчками, со стороны всасывания и со стороны напора установлены поглотители колебаний, обеспечивающие равномерный поток и уменьшающие пульсацию. Для увеличения подачи и обеспечения более равномерного перемещения потока в один насос можно установить несколько плунжеров.

В этом случае плунжеры через одну напорную трубу питают всю технологическую зону насоса. Количество плунжеров в насосе варьирует в зависимости от его конструкции и назначения.

Плунжеры имеют гидравлический привод либо приводятся от коленвала с шатуном и ползунами. При наличии нескольких плунжеров угловые положения на коленвале можно распределить так, чтобы пики давления в насосе возникали с некоторым временным интервалом.
 

Плунжерный насос состоит из двух основных частей: гидравлической и приводной.

Приводная часть преобразует вращательное движение приводного двигателя в колебательное возвратно-поступательное движение плунжера. Эту функцию выполняют коленчатый вал, шатун и ползуны. С ползунами соединены плунжеры, которые через сальники введены в гидравлическую часть насоса. Приводные двигатели могут быть электрическими либо двигателями внутреннего сгорания. Также могут использоваться гидравлические приводы. Чтобы выдержать непрерывную эксплуатацию в экстремальных условиях, приводная часть должна быть изготовлена из прочного литого материала.

URACA plunger pump power end

Гидравлическая часть состоит из сальников и клапанной коробки, в которой происходит повышение давления среды. Различные компоненты гидравлической части контактируют с перекачиваемыми жидкостями и поэтому должны выполняться согласно соответствующим требованиям. Корпус сальников, клапанный блок и клапаны изготовлены из материалов, соответствующих условиям и цели применения, а также перекачиваемой жидкости. Примеры материалов:  простые литые материалы, высоколегированные нержавеющие стали (например, супердуплексная сталь) и даже титан.

Уплотнения, жестко смонтированные в гидравлической части, в зависимости от обслуживаемого процесса могут оснащаться вспомогательными системами, например блокировочными системами, системами впрыска и промывки.

URACA plunger pump liquid end URACA plunger pump plungerURACA plunger pump stuffing boxURACA plunger pump valve block

Возможности применения плунжерных насосов очень многообразны. Эти изделия станут подходящим решением во всех случаях, когда необходимо перекачивать жидкие среды под высоким давлением. Плунжерные насосы могут использоваться и как маломощные насосы для очистных работ массой несколько килограммов, и как насосы для обрабатывающей промышленности мощностью несколько мегаватт и массой 40 тонн. Высоконапорные насосы могут работать с давлением до 3 000 бар.

Благодаря продуманной конструкции, оптимизированному подходу к выбору материалов, регулировке числа оборотов и соблюдению высочайшей точности при производстве плунжерных насосов они могут работать круглосуточно и при этом около 8 000 часов в год – непрерывно. Эти насосы могут перекачивать любые среды в жидком агрегатном состоянии. Такими средами могут быть не только вода или масло нормальной температуры, но и горячие масла и сжиженные газы, например диоксид углерода и аммиак. Принцип работы плунжерных насосов делает их пригодными к перекачиванию сред, содержащих абразивные вещества, например суспензий моющих средств и угольной пульпы.

• очистка
• ожижение угля
• технологическое оборудование для химической и фармацевтической промышленности

• гидравлические испытания
• производство мочевины
• обработка поверхности
• нефтегазодобывающая отрасль

Плунжерные насосы работают по вытеснительному принципу и отлично подходят для эксплуатации в непрерывном режиме. Эти насосы можно использовать для перекачивания разных жидких сред с созданием давления до 3 000 бар. Компания URACA обладает обширным ноу-хау в области разработки и изготовления плунжерных насосов.

У вас появились вопросы или вы уже ищете подходящий насос для решения ваших задач? Обратитесь к специалистам компании URACA!

Что такое плунжерный насос

Водяные или жидкостные насосы используют свойства вакуума для перемещения жидкостей по пути через впускные и выпускные отверстия. Инициирование вакуума может быть создано несколькими способами.

В центробежных насосах используется вращающееся рабочее колесо. Из-за характера действия крыльчатки эти насосы должны быть заполнены, чтобы жидкость начала течь через систему.

Мембранные насосы и плунжерные насосы создают вакуум за счет расширения пространства в герметичном резервуаре. Это объемные насосы. Однако делают они это по-разному. Мы расскажем о диафрагменном насосе в другой статье.

Плунжерный насос

Плунжерный насос также известен как поршневой насос. Как вы, наверное, догадались, плунжерно-поршневой насос получил свое название из-за того, как он создает вакуум в корпусе насоса. Поршень соединен с вращающимся колесом, которое втягивается назад через цилиндр, создавая вакуум. Этот вакуум создает силу всасывания, которая всасывает жидкость в насос.

При этом переключаются два обратных клапана. Впускной обратный клапан открывается, пропуская воду. Выпускной обратный клапан закрывается, предотвращая обратный поток жидкости (или воздуха, если начинается перекачка).

Как только поршень завершает свой путь к верхней части цилиндра, вращающийся вал толкает поршень обратно в цилиндр, сжимая воду и вытесняя ее через выпускное отверстие. Это происходит, когда впускной обратный клапан закрыт, а выпускной обратный клапан открыт.

Каковы преимущества плунжерного насоса?

Самым большим преимуществом плунжерного насоса является постоянство давления и объема жидкости, прокачиваемой через систему.

В отличие от диафрагменного насоса, в котором для создания вакуума используется гибкая мембрана, плунжерный насос имеет все твердые детали. Таким образом, нет никакой изменчивости и очень мало влияния износа на производительность. Сочетая тип конструкции насоса с использованием регуляторов давления, мы можем ожидать от плунжерных насосов очень стабильной работы.

Кроме того, поскольку насос состоит из жестких частей, он может создавать гораздо более высокое давление, чем другие типы насосов.

Кроме того, плунжерные насосы хорошо работают с электродвигателями, часто работающими от аккумуляторов. Используя двигатели в качестве приводного механизма для насоса, они могут работать очень тихо.

Каковы области применения плунжерного насоса?

Чаще всего приложения для жилых помещений и предприятий, ориентированных на потребителей, возглавляют список. Уборка, уход за газоном, борьба с вредителями в жилых помещениях.

Мистеры для охлаждения хорошо работают с плунжерными насосами. Чтобы предотвратить капание, насос для господина должен быть чрезвычайно стабильным, что соответствует ключевому преимуществу насосов для водопровода. В отличие от диафрагменных насосов, у которых может быть несколько непостоянный поток, из-за чего вода скапливается на сопле и капает из сопла, поршневые насосы постоянны. Кроме того, поскольку насосы могут работать с тихим двигателем, они идеально подходят для систем туманообразования в жилых или торговых помещениях.

Подумайте о других приложениях с аналогичными потребностями в системе туманообразования. Тихие насосы, стабильный поток и возможные требования к более высокому давлению являются идеальными ситуациями для плунжерного насоса.

Здесь вы можете ознакомиться с некоторыми моделями плунжерных/поршневых насосов Pumptech.

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, где 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.

Наибольшее влияние оказывает состав материала корпуса насоса и возвратно-поступательного движения плунжера или поршня. 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.

Во многих плунжерных насосах, таких как производимые компанией Pumptec, масло 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.