Поршневые насосы

Поршневой насос—это объемный насос, в котором вытеснение жидкости производится из неподвижных рабочих камер в резуль­тате лишь прямолинейного возвратно-поступательного движения вытеснителей относительно этих камер.

Таким образом, для поршневого насоса характерным является неподвижность рабочих камер и прямолинейное возвратно-посту­пательное абсолютное движение вытеснителей.

К классу поршневых насосов, помимо собственно поршневых насосов, относятся также насосы плунжерные, диафрагменные и некоторые другие насосы с тем же характером процесса вытес­нения, но отличающиеся лишь конструкцией или формой вытеснителя.

Возвратно-поступательное движение вытеснителей (поршней, плунжеров и т. д.) чаще всего осуществляется посредством кривошипно-шатунного механизма, но применяются и другие механизмы (кулачковые, эксцентриковые и т. п.).

Для обычных поршневых насосов характерно наличие всасы­вающих и напорных клапанов, регулирующих движение жидкости через рабочую камеру. При заполнении рабочей камеры жидко­стью всасывающий клапан открыт, а напорный — закрыт. При вы­теснении жидкости (нагнетании), когда вытеснитель движется в обратную сторону, наоборот, всасывающий клапан закрыт, а на­порный — открыт. Эти клапаны обычно являются самодействую­щими, т. е. такими, которые открываются лишь воздействием пе­репада давления, а закрываются под действием собственного веса или пружины.

По числу рабочих камер в насосе различают поршневые насо­сы одинарного (простого) действия (z=1), двойного действия (z=2), тройного действия (z=3) и т. д.

На рис. 178 показана принципиальная схема поршневого насо­са простого действия, а на рис. 179—двойного действия.

На рис. 180 показаны графики изменения подачи насосов Q по углу поворота: а—для насоса простого действия и б—для на­соса двойного действия. В насосе простого действия подача проис­ходит лишь на протяжении полуоборота кривошипа; в течение дру­гой половины оборота происходит всасывание, а подача равна нулю, т. е. имеет место огромная неравномерность подачи.

Для насоса двойного действия подача за один оборот изобра­жается двумя синусоидами с различными амплитудами (вторая меньше первой за счет площади штока), дважды подача обращает­ся в нуль и дважды достигает максимального значения. Неравно­мерность подачи меньше, чем в предыдущем случае, но все же очень велика.

Отрицательное влияние неравномерности подачи на работу на­соса заключается прежде всего в том, что вследствие неустановив­шегося течения в трубопроводах давление жидкости у поршня сильно меняется по ходу. При этом во время ускоренного движения поршня и жидкости во всасывающем трубопроводе происходит

дополнительное падение давления у пор­шня, обусловленное инерционным напо­ром, и возможно возникновение кавитации и даже полный отрыв жидко­сти от поршня.

Кроме того, вследствие большой неравномерности подачи при­ходится затрачивать дополнительную мощность на периодическое увеличение потерь напора на трение жидкости, заключенной во всасывающем и напорном трубопроводах.

Поршневые насосы при соответствующей технологии их изго­товления способны создавать весьма высокие давления, измеряе­мые десятками, сотнями, а в отдельных случаях и тысячами атмо­сфер. Из всех существующих насосов поршневые являются наи­более высоконапорными.

Но поршневые насосы можно использовать лишь при сравни­тельно небольших числах оборотов, не более 300—500 об/мин. При более высоких оборотах нарушается нормальная работа само­действующих всасывающих и напорных клапанов в насосе. В связи с этим свойством тихоходности размеры поршневого насоса ока­зываются значительно большими, чем центробежного, рассчитанного на те же параметры (подачу и давление). Поэтому из водоснаб­жения и ряда других отраслей техники поршневые насосы вытес­нены центробежными и роторными насосами.

Поршневые насосы в виде мощных агрегатов с механическим приводом применяются в настоящее время главным образом в нефтяной и химической промышленности для перекачки жидко­стей значительной вязкости, а также на тепловых электростанциях для питания паровых котлов высокого давления.

Кроме того, поршневые насосы находят применение во всех тех специальных областях, где требуется особенно высокое давление.

Класс поршневых насосов делится на два подкласса, различаю­щихся между собой по характеру движения ведущего звена: на прямодействующие и вальные. Вальные поршневые насосы делятся на кри­вошипные и кулачковые.

Кулачковые поршневые насосы с бесклапанным распределени­ем жидкости имеют большое сходство с роторно-поршневыми на­сосами.

Дата добавления: 2015-08-20