Поршневые насосы

Министерство образования  и науки РФ

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

Липецкий государственный  педагогический университет

 

 

 

Реферат на тему

«Поршневые насосы»

 

 

 

 

 

Сделал: Лесных Р.В.                

Проверил: Штрасер В.В.

 

 

 

 

 

 

 

Липецк 2012

Общие сведения

 

Насосами называются машины, служащие для перекачки и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкостей с твердыми и  коллоидными веществами и газов. Следует заметить, что машины для  перекачки и создания напора газов (газообразных жидкостей) выделены в  отдельные группы и получили название вентиляторов и компрессоров и служат предметом специального изучения, поэтому  в данном разделе не рассматриваются.

Насосы в настоящее  время являются самым распространенным видом машин.

По принципу действия насосы подразделяются на:

а) центробежные, у которых  перекачка и создание напора происходят вследствие центробежных сил, возникающих  при вращении рабочего колеса;

б) осевые (пропеллерные) насосы, рабочим органом у которых  служит лопастное колесо пропеллерного  типа. Жидкость в этих насосах перемещается вдоль оси вращения колеса;

в) поршневые и скальчатые насосы, в которых жидкость перемещается при возвратно-поступательном движении поршня или скалки. К этой группе можно отнести простейший вид  поршневых насосов - диафрагмовые насосы, у которых рабочим органом  служит резиновая или кожаная  диафрагма, совершающая возвратно-поступательные движения;

г) тараны, работающие за счет энергии гидравлического удара;

д) струйные насосы, в которых  перемещение жидкости осуществляется за счет энергии потока вспомогательной  жидкости, пара или газа;

е) эрлифты (воздушные водоподъемники), в которых рабочим телом является сжатый воздух.

В зависимости от назначения и принципа действия конструктивное исполнение насосов самое различное. Ниже рассматривается устройство, принцип  работы, характеристика и применение основных групп насосов.

Устройство и принцип  действия поршневых насосов

Поршневой насос представляет собой машину объемного действия, в которой вытеснение жидкости из замкнутого пространства насоса происходит в результате прямолинейного возвратно-поступательного  движения вытеснителей. К поршневым  насосам относят также и плунжерные насосы. Они различаются конструкцией вытеснителя и характером уплотнения.

Классификация и основные конструкции поршневых насосов

Поршневые насосы классифицируются по нескольким основным признакам:

1. По характеру движения  ведущего звена: прямодействующие, в которых ведущее звено совершает  возвратно-поступательное движение (паровые прямодействующие); вальные,  в которых ведущее звено совершает  вращательное движение (кривошипные,  кулачковые) .

2. По числу циклов нагнетания  и всасывания за один двойной  ход: одностороннего и двухстороннего  действия.

3. По количеству поршней  или плунжеров: однопоршневые, двухпоршневые, трехпоршневые и многопоршневые.

4. По виду вытеснителей: поршневые, плунжерные и диафрагменные.

5. По способу приведения  в действие: с механическим приводом  и ручные.

Рассмотрим наиболее характерные  конструкции насосов:

Рис. 1. Схема дифференциального  насоса.

Дифференциальные насосы. Насосы двухстороннего действия (рис. 1) имеют одну рабочую камеру 4 со всасывающим 3 и напорным клапанами и вторую рабочую камеру 2 без клапанов. Благодаря тому что за один оборот вала насос два раза нагнетает жидкость, подача его выравнивается

Рис. 2. Схема насоса двойного действия.

 

Насосы двойного действия. Этот насос (рис. 2) имеет более равномерную  подачу по сравнению с насосами простого действия и дифференциальными благодаря  тому, что по обе стороны от цилиндра имеются две рабочие камеры, в  каждой из которых находятся нагнетательные 3 и всасывающие 4 клапаны. Поэтому  за один оборот коленчатого вала поршень 5 два раза нагнетает жидкость. Воздушный  колпак /, соединенный с патрубком 2, при нагнетании существенно снижает  пульсацию жидкости.

Кулачковые насосы. В одноцилиндровых  насосах (рис. 3, а) поршень 3 приводится в движение кулачком 4, а возвращается в исходное положение с помощью  пружины. Ось вращения кулачка смещена  относительно его геометрической оси  на величину эксцентриситета.. При вращении кулачка поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение на пути s=2e; при этом через клапан происходит всасывание, а через клапан 2 — нагнетание жидкости.

Рис. 3. Схема насосов с  кулачковым приводом: а—одноцилиндровый; б—трехцилиндровый однорядный; в — трехцилиндровый радиальный.

 

Подача в насосах данного  типа такая же неравномерная, как  в поршневых насосах простого действия с шатунно-кривошипным  механизмом. Для выравнивания подачи применяются многопоршневые насосы с числом цилиндров r==3—11 в одном  ряду и со смещением фаз их рабочих  циклов на угол φ=360°/r. Схема трехцилиндрового насоса представлена на рисунке 3, б. Кулачки 4 расположены в один ряд на приводном  валу, а поршни прижимаются к кулачкам с помощью пружин (на схеме не показаны).

Для достижения компактности конструкции кулачковых насосов  часто цилиндры располагают радиально  с пересечением осей в общем центре (рис. 4, в). Центр вращения кулачка 4 и  в данной схеме смещен относительно его геометрической оси на величину е. Контактное давление между поршнем  и кулачком 4 уменьшается с помощью  башмаков 3. Поршни прижаты к башмакам пружиной 2.

Кулачковые поршневые  насосы способны создавать высокие  давления. Они применяются в различных  гидроприводах, для нагнетания жидкости в гидропрессах, а также в качестве топливных насосов в дизельных  двигателях, о которых вы подробно узнаете при изучении автомобилей  и тракторов.

Насосы с проходным  поршнем. Насосы такой конструкции  отличаются компактностью: в них  отсутствует рабочая камера, всасывающий  клапан находится в рабочем цилиндре, а напорный — в поршне. Насосы с проходным поршнем применяются  для подъема жидкостей из скважин, поэтому их называют погружными (рис. 4). В обсадную трубу пробуренной скважины опускается труба 6 с присоединенным к ней цилиндром 2, внутри которого находится поршень 3. Поршень дугой 4 соединен со штангой 5, которая приводится в возвратно-поступательное движение специальным механизмом. В нижней части труба 6 заканчивается всасывающим патрубком /, а в верхней — нагнетательным 7.

При подъеме поршня всасывающий  клапан открывается и жидкость поступает в гидроцилиндр. При опускании поршня всасывающий клапан закрывается, давление в цилиндре повышается, вследствие чего открывается напорный клапан и жидкость через сквозное отверстие в поршне устремляется в пространство над ним. При очередном подъеме поршня одновременно с всасыванием происходит подача жидкости в нагнетательный патрубок.

Рис. 4

Насосы такого типа бывают и с ручным (рычажным) приводом —  они используются для подъема  воды из скважин (колодцев) на приусадебных участках.