Поршневой насос

Поршневой насос — это тип насоса объемного вытеснения , в котором уплотнение высокого давления совершает возвратно-поступательное движение с поршнем . ^[1] Поршневые насосы могут использоваться для перемещения жидкостей или сжатия газов . Они могут работать в широком диапазоне давлений. Работа под высоким давлением может быть достигнута без отрицательного влияния на скорость потока. Поршневые насосы также могут работать с вязкими средами и средами, содержащими твердые частицы. ^[2] Этот тип насоса функционирует через поршневую чашку, механизм колебания, где ход вниз вызывает перепады давления, заполнение насосных камер, где ход вверх вытесняет насосную жидкость для использования. Поршневые насосы часто используются в сценариях, требующих высокого, постоянного давления, а также в системах орошения или подачи воды. ^[3]

Типы

Два основных типа поршневых насосов — это подъемный насос и нагнетательный насос . ^[4] Оба типа могут приводиться в действие как вручную, так и с помощью двигателя.

Подъемный насос

В подъемном насосе подъемный ход поршня втягивает воду через клапан в нижнюю часть цилиндра. При ходе вниз вода проходит через клапаны, установленные в поршне, в верхнюю часть цилиндра. При следующем ходе вверх вода выбрасывается из верхней части цилиндра через носик. Этот тип насоса ограничен высотой воды, которая может поддерживаться давлением воздуха против вакуума.

Силовой насос

В силовом насосе при ходе поршня вверх вода через впускной клапан поступает в цилиндр. При ходе вниз вода выбрасывается через выпускной клапан в выпускную трубу.

Поршневые насосы можно классифицировать как односторонние и одноэффектные (жидкость перекачивается одной поверхностью поршня, и активный ход происходит только в одном направлении) или двухсторонние и двухэффектные (жидкость перекачивается обеими поверхностями поршня, и активными являются ходы в обоих направлениях).

Анимация поршневого силового насоса одностороннего действия.
Анимация поршневого насоса двойного действия с аккумуляторами на входе и выходе.

Расчет скорости доставки

Расчет теоретической производительности поршневого насоса относительно прост.

Насосы одностороннего действия

В насосе одинарного действия только одна сторона поршня контактирует с жидкостью. В результате этого только один ход является ходом подачи. Теоретическую скорость подачи можно рассчитать с помощью следующего уравнения: ^[5]

$Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times n$

Где Q — скорость подачи, d — диаметр поршня, h — ход, n — частота вращения. Если насос имеет несколько цилиндров, Q умножается на количество цилиндров.

Насосы двойного действия

В насосе двойного действия обе стороны поршня контактируют с жидкостью. В результате этого оба хода являются ходами подачи. Приблизительная скорость подачи определяется следующим уравнением: ^[5]

$Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times 2n$

Однако это уравнение не учитывает объем, занимаемый штоком поршня. Истинная скорость подачи может быть рассчитана соответственно:

$Q=nh\times \left(2{\frac {d^{2}\times \pi }{4}}-{\frac {d_{1}^{2}\times \pi }{4}}\right)=nh\times {\frac {\pi }{4}}\left(2d^{2}-d_{1}^{2}\right)$

d ₁ равен диаметру штока поршня.

Колебание скорости доставки

Поршень в плунжерном и поршневом насосе не движется с постоянной скоростью, и в результате этого давление и подача колеблются в течение хода. Следующая диаграмма показывает связь между углом коленчатого вала и скоростью подачи насоса одностороннего и двустороннего действия. Линия показывает среднюю скорость подачи насоса. Эти колебания давления и подачи могут вызывать нежелательные эффекты, такие как гидравлический удар, и, таким образом, обычно смягчаются установкой заполненного воздухом аккумулятора. Подачу можно дополнительно сгладить путем использования нескольких цилиндров, которые смещены друг относительно друга.

В результате фактическая скорость доставки часто меньше и может быть найдена с помощью следующего уравнения:

$Q_{s}=Q\times \lambda$

Q _s — фактическая скорость подачи, Q — теоретическая скорость, λ — коэффициент потерь.

Другие

Смотрите также

Ссылки

^ Поршневые и плунжерные насосы
^ «Руководство по выбору поршневых и плунжерных насосов: типы, характеристики, применение | Engineering360».
^ "Типы, стоимость и характеристики насосов для опрыскивателей". Расходные материалы для опрыскивателей . 2018-10-13 . Получено 2018-11-21 .
^ «Теория насоса».
^ ab "[Технология] Механизм возвратно-поступательного движения | Наш бизнес | Специализированный производитель поршневых компрессоров и вакуумных насосов, MIKUNI". www.mikuni-group.co.jp . Получено 2023-11-19 .