Плунжерные насосы: устройство и применение

В тех случаях, когда промышленное применение требует высокого давления, часто используются насосы плунжерного типа. Плунжерный насос сконструирован таким образом, что справится с перекачкой жидкости любого типа, от обычной воды до плотных и вязких суспензий с включением твёрдых частиц. Такие насосы идеально подходят для многих сфер применения из-за способности работать с абразивными веществами, высокой температурой и давлением.

Принцип действия

Плунжерные насосы — это устройства прямого вытеснения, состоящие из камеры в форме цилиндра, в которой находится плунжер, есть впускной и выпускной клапаны, которые регулируют поток, и удлинительные рычаги-штоками, которые позволяют плунжерам перемещаться внутри камеры.

Плунжерные насосы изготавливаются из самых разных материалов в зависимости от сферы применения. Материал, из которого производят плунжер, также зависит от того, с какой субстанцией будет работать плунжер. Для перекачивания абразивного шлама и суспензий используют керамику, а если речь идёт об очень высоких давлениях, используют металл: легированную сталь или даже титан.

Как работает плунжерный насос

В большинстве насосов такого типа используется коленчатый вал для поступательного перемещения плунжера во время откачки жидкости. Во время работы плунжерный поршень не достигает стенки цилиндра. Наружные уплотнения отсутствуют, поскольку задействуется принцип вытеснения. Плунжерная набивка обеспечивает статическое уплотнение вокруг плунжера и удлинительного штока, и удерживается сальником.

Плунжер используется со стороны жидкостного блока для создания всасывающего эффекта. Всасывающий клапан открывается и позволяет жидкости втягиваться в жидкостный блок насоса, после чего плунжер смещается и перемещает жидкость, увеличивая давление в системе.

Выпускной клапан открывается после закрытия всасывающего клапана, открывая путь в рабочую зону. В некоторых насосах используется несколько плунжеров, благодаря чему можно контролировать равномерность поступления жидкости и избегать пиков давления в системе. Это достигается с помощью регулирования углового положения коленчатого вала, который приводит в движение плунжеры.

Коленчатый вал, в свою очередь, приводится в движение приводом. Привод может быть:

  • Электрическим
  • Гидравлическим
  • Пневматическим
  • Паровым

И т.п.

В любом случае, для создания возвратно-поступательных движений поршня вдоль оси используется кривошипно-шатунный механизм.

Давление в цилиндре плунжера вызывает срабатывание в клапана в точках нагнетания и всасывания.

Применение

Если система подразумевает высокое давление, то обеспечить его можно с помощью насоса плунжерного типа. Задача может быть самой простой, например, отмыть стену от граффити, или речь идёт о перекачке очень вязкой жидкости, с которой обычный насос не справится.

В любом случае — необходимо рассчитать производительность насоса, чтобы выбрать подходящий тип и марку. Чтобы рассчитать объём нагнетаемой жидкости, нужно умножить площадь плунжера на длину его хода в цилиндре. Для подсчёта производительности насоса отталкиваются от площади плунжера, длине его хода, скорости движения привода, а также числа используемых в насосе плунжеров.

В соответствии с этим рассчитывается и мощность используемого привода: она пропорциональна расчетной производительности насоса и заданному давлению.

Используемые материалы

Сальниковые уплотнения обеспечивают отсутствие контакта перекачиваемой жидкости от рабочей среды плунжерного насоса. Именно поэтому конструктивным решениям уплотнений в плунжерных насосах уделяется много внимания. Сальниковая камера разрабатывается таким образом, чтобы создать максимальную герметичность соединения плунжерного блока и сосуда, в котором будет перемещаться перекачиваемая жидкость.

В большинстве случаев сальник плунжерного насоса представляет собой уплотнительные кольца, втулки или даже привычную сальниковую набивку. Однако необходимость работы насоса в экстремальных условиях заставляет конструкторов и производителей выбирать особо прочные материалы. Сальник насоса плунжерного типа должен выдерживать механический износ, высокие температуры, контакт с агрессивными химическими средами и абразивными материалами.

Чаще всего для уплотнений применяются:

  • Сталь
  • Бронза
  • Нержавеющая сталь
  • Латунь
  • Никелевые сплавы

Точно такие же причины определяют и выбор материала для производства самого плунжера. Стальные плунжеры применяют для насосов, перекачивающих масла. Для насосов, работающих в непрерывном режиме, используют керамику. Сам плунжер и клапаны (всасывающий и нагнетающий) контактируют с перекачиваемой средой, а она может быть агрессивной. Характер этой среды и определяет используемый материал.

Например, та же керамика не используется для насосов, работающих с кислыми средами.

Как выбрать плунжерный насос

Каждая производственная задача должна решаться соответствующим оборудованием. Неправильно выбранный насос может плохо справляться с поставленными задачами и выйти из срока раньшге времени. Если вам нужны плунжерные насосы высокого давления — обратитесь в компанию «Комета». «Комета» поставляет продукцию известнейших производителей промышленного оборудования — Comet, Ramex, HPP, Jurop. Специалисты компании помогут выбрать плунжерные насосы и другое оборудование в соответствии с поставленными вами целями и задачами.