Плунжерный насос это: Принцип работы плунжерного насоса | Компания ETATRON RUSSIA

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.

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.

Что такое поршневые и плунжерные насосы?

Поршневой насос представляет собой насос прямого вытеснения, в котором движение жидкости создается поршнем. Существует 3 типа таких конструкций: поршневые, плунжерные и роторно-поршневые.

Существует 3 типа поршневых насосов:

Роторно-поршневые

Роторно-поршневые насосы работают за счет того, что поршень скользит вперед и назад вдоль канавки ротора, всасывая жидкость во входное отверстие. Два поршня с непосредственным приводом движутся возвратно-поступательно в цилиндрах, при этом поршень оттягивается к центру насоса, когда он находится на входе насоса, вызывая всасывание жидкости во вход. По мере того, как ротор движется к выпускному отверстию насоса, поршень движется вдоль ротора, вытесняя жидкость через выпускное отверстие.

Поршневые насосы

Поршневой насос работает за счет того, что поршень толкает уплотнение вперед-назад внутри камеры, что создает вакуум и давление. Уплотнение имеет форму диска, и жидкость проходит через полый цилиндр, известный как поршень, изготовленный из керамики.

Поршневые насосы могут иметь от одного до нескольких поршней, синхронизированных для работы с разными интервалами для создания равномерного уровня потока. Поршневые насосы часто называют насосами с 3, 5 или 7 рамами, что означает количество поршней в головке насоса.

Плунжерные насосы

Плунжерные насосы представляют собой насосы, в которых плунжер скользит вперед и назад внутри сальниковой коробки, увеличивая и уменьшая рабочий объем. Такие конструкции лучше подходят для высоких давлений, поскольку уплотнения неподвижны внутри насоса, в отличие от поршневых конструкций, в которых уплотнение скользит внутри полой камеры.

---

Различия между поршневыми и плунжерными насосами

Ниже в таблице представлены различия между поршневыми и плунжерными насосами:

Поршневые насосы	Плунжерные насосы
Уплотнение высокого давления совершает возвратно-поступательное движение вместе с поршнем в цилиндре.	Стационарное уплотнение высокого давления. Плунжер скользит через уплотнение, что позволяет использовать насос при более высоком давлении.
Расчетное давление на входе от 8,5 до 40 фунтов на кв. дюйм (от 0,58 до 2,8 бар).	Расчетное давление на входе 60–70 фунтов на кв. дюйм (4–5 бар).
Лучше всего подходит для коротких рабочих циклов, если насос большего размера не работает медленно.	Подходит для непрерывной работы при низкой скорости.
Впускные значения приводятся в действие механически.	Требуется затопленная линия всасывания или более высокое давление на входе, обеспечиваемое бустерным насосом.
Давление на выходе 100–1200 фунтов на кв. дюйм (от 6,9 до 83 бар).	Выходное давление от 100 до 10 000 фунтов на кв. дюйм (от 6,9 до 700 бар).
Просмотреть анимацию работы поршневого насоса	Просмотреть анимацию работы плунжерного насоса

---

Насколько эффективны поршневые насосы?

Поршневые насосы имеют один из самых высоких показателей эффективности, который составляет 85-90%. Они могут приводиться в движение напрямую от двигателей или через клиновые ремни, защищенные защитными кожухами, что устраняет необходимость в редукторе, который часто может увеличивать потери в трансмиссии.

Для чего используются поршневые насосы?

Типичными областями применения поршневых и плунжерных насосов являются случаи, когда требуется низкая скорость потока жидкости при высоком давлении в рамках приложения, например, морской воды через фильтр для обратного осмоса или впрыска химикатов, когда трубопровод находится под давлением и находится под высоким давлением. насос необходим для преодоления существующего давления в трубопроводе.

Поскольку конструкции поршневых насосов являются поршневыми, объем выдачи пропорционален скорости, это означает, что они предсказуемы для перекачки жидкостей при дозировании и дозировании.

Такие конструкции предназначены только для работы с чистыми жидкостями, не содержащими твердых или абразивных частиц, которые в противном случае могли бы привести к выходу из строя внутренних уплотнений, засорению внутренних деталей, а не к уплотнению или износу, что сокращает срок службы устройств.

Жидкости, такие как топливо, химикаты и морская вода, могут перекачиваться с помощью таких конструкций, однако для насосов обычно требуется затопленный всасывающий патрубок, а в установках с высоким расходом — бустерный насос, и они не всегда подходят для приложений, где требуется самовсасывающий насос.

Некоторые наиболее распространенные области применения:

• Впрыск химикатов

• Удаление накипи с теплообменников или котельных труб.

• Инъекция резания буровой разреза

• Перенос топлива

• Газовый дегридратация с использованием моноэтиленгликоля (MEG) или Triethylene Glycol (TEG)

• Hydrost и Hydrost warding

• Hydrost и Hydroster (TEG).

• Впрыскивание, очистка и промывка заводского оборудования, такого как конвейеры, бутылки, кеги, поддоны и другое технологическое оборудование, такое как мойки высокого давления

• Распыление жидкостей через форсунки, туманообразование для пожаротушения и подавление запаха тумана

• Обратный осмос для получения пресной воды из морской воды

• Промывка уплотнений питательного насоса для защиты уплотнений другого насоса от абразивных частиц и чистоты

• Подача распылительного стержня для покрытия изделий жирами, полимерами или другими покрытиями

• Обработка поверхности: очистка корпуса, удаление бетона с труб или арматуры, а также этикеток, граффити, краски и удаление ржавчины.

• Обратная закачка пластовой воды
  

---

Преимущества и недостатки поршневых насосов

Преимущества других конструкций по созданию давления

9 90

Благодаря их высокой эффективности можно добиться значительной экономии по сравнению с другими конструкциями насосов высокого давления, такими как насосы с трубкой Пито.

Так как конструкции объемные, с потоком жидкости, пропорциональным скорости, они предсказуемы по своей природе для перекачивания и впрыскивания.

Доступны модели, которые являются самовсасывающими с высокой способностью всасывания, а также те, которые могут работать с вязкими жидкостями.

Конструкции меньшего размера, которые приводятся в действие напрямую двигателями, не имеют себе равных по способности создавать давление

Недостатки

Они не подходят для некоторых применений, так как создают пульсирующий поток, который можно частично устранить с помощью демпфера пульсации.

Поршневые насосы требуют больших капиталовложений и могут быть дорогостоящим способом перекачивания жидкостей. Поскольку они ограничены чистыми жидкостями, есть много других конструкций насосов, которые следует исключить в первую очередь, которые гораздо более экономичны, а также просты в обслуживании.

Детали могут быть дорогими из-за их высокой точности и компактности. Обслуживание устройств требует много времени, поскольку некоторые конструкции имеют большое количество внутренних деталей, что затрудняет поиск и устранение неисправностей, отнимает много времени и может привести к замене многих внутренних деталей до того, как будет известна основная причина проблемы. Техническое обслуживание часто требуется опытным персоналом.

Для получения максимальной отдачи от насоса могут потребоваться дополнительные аксессуары, такие как клапан регулировки давления, предохранительный клапан и демпфер пульсации, что еще больше усложняет требования к настройке насоса.

Установленные агрегаты могут занимать много места, особенно при приводе с помощью клиновидных ремней, так как агрегаты в этом случае имеют громоздкий характер с двигателями, расположенными рядом с головкой насоса, а не встроенными, как это принято в других конструкциях.

В конструкциях с высоким расходом может потребоваться отдельный бустерный насос для питания установки и предотвращения кавитации.

Поршневой насос P&ID обозначение

---

Дополнительные указания

Если в вашем технологическом процессе требуется высокое давление и низкий расход, возможно, стоит рассмотреть возможность использования поршневого насоса.

Чтобы обсудить вашу заявку с техническим инженером по продажам, свяжитесь с нами, чтобы узнать, чем мы можем помочь.

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 шток совершает возвратно-поступательное движение в поршневом или плунжерном насосе, 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.

Затраты на насос

Что еще 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.