Главная \ Статьи \ Возвратно-поступательные насосы

Возвратно-поступательные насосы

« Назад

Возвратно-поступательные насосы – агрегаты объемного типа. Разница давлений в напорном и всасывающем патрубке возникает за счет увеличения и уменьшения объема камеры гидравлической машины при возвратно-поступательном движении подвижного рабочего органа, поршня, диафрагмы или плунжера. Насосные агрегаты поршневого типа – первые насосы, изобретенные человеком. Упоминания и описание принципа действия этих устройств встречаются еще в документах, датированных 1 веком до нашей эры.

Возвратно-поступательный насос

Назначение

Гидромашины такой конструкции широко применяют в химической, нефтяной, горнодобывающей, пищевой промышленности, системах водоподачи, двигателях внутреннего сгорания для автомобильной, сельскохозяйственной и авиационной техники, а также в других областях. Насосные агрегаты такого типа широко используются для перекачки вязких сред, а также в составе дозаторов.

Устройство насосов

Возвратно-поступательный насос состоит их цилиндра, поршня, клапанов, кривошипно-шатунного или штокового прямого привода. По конструкции различают:

  • Поршневые насосы. Подвижным рабочим органом этой гидравлической машины является поршень дисковый формы, который совершает возвратно-поступательные движения в цилиндре.
  • Поршневой насос

  • Плунжерные насосы. Имеют схожую конструкцию, главным отличием является тип рабочего органа, который имеет цилиндрическую форму.
  • Плунжерный насос

  • Агрегаты с проходным поршнем. Нагнетательный клапан, через который происходит всасывание, расположен прямо в поршне.
  • Насос с проходным поршнем

  • Диафрагмовые гидравлические машины. Усилие от привода передается на диафрагму, за счет колебания которой происходит всасывание и нагнетание. Существуют агрегаты с пассивной диафрагмой, которая предохраняет поршень от агрессивного воздействия перекачиваемой среды.
  • Диафрагмовый насос

По расположению цилиндров различают вертикальные и горизонтальные насосные агрегаты.

По количеству цилиндров возвратно-поступательные насосы бывают:

  • Одноцилиндровые. Эти гидравлические машины состоят из одной рабочей камеры.
  • Многоцилиндровые. Имеют два или более цилиндра. Синхронизация работы таких агрегатов достигается настройкой приводных механизмов и клапанов.

По приводному механизму различают гидромашины прямого подключения и вальные насосы. Поршень или плунжер в первом случае напрямую соединен со штоком, совершающим возвратно-поступательные движения. Вторые подключают через кривошипно-шатунное устройство.

По принципу действия выделяют:

  • Односторонние насосы.
  • Двусторонние гидравлические машины.
  • Дифференциальные агрегаты.

По быстроходности различают тихоходные, средние и быстроходные гидромашины.

Принцип действия

Простейший возвратно-поступательный насос действуют следующим образом: штоковый или кривошипно-шатунный привод передает усилие на подвижной рабочий орган. В зависимости от конструкции агрегата это может быть диафрагма, плунжер или поршень, который всасывает рабочую среду, при этом клапан со стороны нагнетания закрывается. Далее поршень вытесняет перекачиваемую среду в напорный трубопровод. Клапан со стороны всасывания при этом закрывается. Таким образом, за полный поворот приводного вала происходит один цикл всасывания и один цикл нагнетания.

Возвратно-поступательный насос двустороннего действия осуществляют за один полный ход плунжера в прямом и обратном направлении два цикла всасывания и нагнетания. В сравнении с гидравлическими машинами одностороннего действия, эти агрегаты обеспечивают подачу в два раза больше за один ход рабочего органа, кроме того, пульсация давления, характерная для односторонних насосов, практически отсутствует у двусторонних агрегатов.

Гидравлические машины дифференциального типа также имеют две рабочие полости камеры. За полный оборот коленчатого вала происходит два цикла нагнетания и один цикл всасывания.

Многоцилиндровые насосы представляют собой 2 и более агрегата одностороннего действия с общим приводом. Кривошипы присоединены к валу таким образом, что всасывание и нагнетание происходит попеременно во всех цилиндрах. Этим обеспечивается равномерная подача перекачиваемой среды.

Преимущества возвратно-поступательных насосов:

  • Независимость подачи перекачиваемой жидкости от напора. Такие агрегаты часто применяют в химической, пищевой промышленности в составе дозирующих устройств. Они могут подавать небольшие объемы жидкости под высоким давлением.
  • Возможность запуска таких гидравлических машин “насухо”. Возвратно-поступательные насосы можно запускать без предварительной заливки напорного патрубка и рабочей камеры.
  • Возможность использования для перекачки жидкостей высокой вязкости, таких как растворы строительных смесей, скважной воды и так далее.
  • Высокий, в сравнении с насосами других принципов действия, к.п.д.
  • Возможность обеспечить давление в напорном трубопроводе до 200 МПа.
  • Возможность высокоточного регулирования подачи путем изменения длины хода плунжера или поршня. Это преимущество используют в дозаторных насосах.
  • Возможность полной автоматизации работы устройств для перекачки жидкостей этого типа.

Недостатки возвратно-поступательных насосов:

  • Значительная масса и габариты. Такие гидромашины требуют значительной площади для размещения.
  • Тихоходность. Насосы возвратно-поступательного типа могут совершать до 500 полных рабочих циклов за минуту.
  • Наличие клапанов, которые требуют периодической профилактики и ремонта. По этой же причине невозможно применять гидравлические машины такой конструкции для перекачки жидкостей с большим количеством твердых включений.
  • Движение подвижных рабочих органов этих гидравлических машин создает вибрации. Для размещения таких агрегатов требуется капитальный фундамент.
  • Пульсация давления на выходе и неравномерная подача одностороннего действия. Гидромашины двустороннего и дифференциального действия, а также многоцилиндровые агрегаты лишены этого недостатка.
  • Высокая стоимость, обусловленная большим количеством материалов, применяемых в производстве этих гидравлических машин.