Плунжерный насос высокого давления – Все о канализации

Содержание

Плунжерный насос высокого давления – Все о канализации

Плунжерный насос высокого давления

Широкое распространение имеют гидравлические системы высокого давления. Они применяются как в бытовых приборах, так и условиях промышленного использования. Обязательным агрегатом для них является плунжерный насос высокого давления, в каждом из которых сочетается относительная простота изготовления, высокая степень надежности во время эксплуатации, а также эффективность.

Данный узел используется в качестве привода либо механизма у смежных узлов. Принцип работы гидравлического узла задействован во многих сферах деятельности человека.

Характеристики аппарата

Современные плунжерные насосы высокого давления по своему строению, условиям работы и функционалу имеют большое сходство с поршневыми аналогами. Этому способствует наличие плунжера (англ. plunger – погружаться), представляющего собой пустотелый цилиндр. Он «ходит» в уплотняющем сальнике, не соприкасаясь со стенками рабочего цилиндра. Гидравлические дозаторы ручного типа используются гораздо реже. Производительность узла достигает 90%.

Плунжерные насосы отличаются высокой производительностью на фоне элементарной эксплуатации

Популярными сферами применения являются области, связанные с нефтепереработкой и химией. Также используют насос для мойки высокого давления. Гидравлические агрегаты применяют для изготовления растворов, компоненты которых подобраны с высокой степенью точность. За счет конструктивных особенностей производители предлагают объемные и необъемные тип.

Особые эксплуатационные условия обязывают задействовать в изготовлении материалы, обеспечивающие длительную и стабильную работу плунжеру, а также стойкость к износу, герметичность, высокие прочностные характеристики. КПД выпускаемых агрегатов превышает 0,9. Дифференциация видов по конструкционным особенностям следующая:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • многоцилиндровые;
  • ручные;
  • автоматические;
  • многоплунжерные;
  • с герметичными цилиндрами.

При этом очевидными являются следующие преимущества, которыми обладает практически каждый плунжерный насос высокого давления:

  • монтажные работы выполнить очень просто;
  • управлять аппаратом не составит труда;
  • конструкционное исполнение позволяет провести индивидуальную настройку;
  • предусмотрена система смазки, позволяющая к ней легко добраться;
  • присутствует возможность плунжерный насос высокого давления отрегулировать на выход нужного рабочего давления за счет правильного подбора числа плунжеров.

Плунжерные насосы высокого давления способны перекачать вязкую жидкость или эмульсию, содержащую абразивные частицы.

Внутреннее устройство

Плунжерные насосы высокого давления Pratissoli

Основная масса моделей, представленных на отечественном рынке, будь то профессиональный или бытовой аппарат, представляет собой устройство объемного типа. Рабочие элементы перемещаются возвратно-поступательным методом. Такое аксиальное движение подразумевает следующий алгоритм:

  • внутри камеры располагаются два клапана: всасывающий и напорный, включая цилиндр с задействованным в процессе плунжером;
  • во время рабочего процесса плунжер перемещается аксиально;
  • рабочая камера соединена с двумя трубопроводами: заборный и выходной;
  • рабочий цикл состоит из полного поворота кривошипа, за это время плунжер успевает захватить дозированную порцию жидкости из всасывающей части и отправить ее в напорную трубу.

ВИДЕО: Производство плунжерных насосов Speck Triplex Plunger pump production manufacture

Объем жидкости, который способны прокачать насосы высокого давления для воды, зависит от диаметра плунжера и его хода. Важно знать, что существуют агрегаты высокого давления (авд), использующие в конструкции принцип двустороннего действия. Они обладают следующими особенностями:

  • для эксплуатации агрегата задействованы обе полости цилиндра;
  • в течение полуоборота коленвала, когда плунжер перемещается в одну сторону, происходит одновременно забор и выпрыскивание жидкости;
  • во время проворачивания коленвала до полного оборота в полостях цилиндра также происходит два процесса, но оба в обратном направлении.

Двусторонняя схема обеспечивает двукратное увеличение подачи жидкости, в отличие от аппаратов с односторонним процессом. Также эти насосы высокого давления для воды создают равномерный поток.

Насос трех плунжерный P52/72-200

Плунжерный насос высокого давления имеет высокую стоимость во многом за счет высокой степени точности изготовления деталей. Подгонка сопряжения между поверхностями обеспечивает зазоры в несколько микрон. Также требуется минимальная степень шероховатости (выше, чем Rz 1,25) на поверхности штока. Он должен калиться в печах ТВЧ, чтобы придать наружному слою изделия необходимую твердость, а более податливая центральная часть придаст изделию пластичность.

Принцип работы

Важную роль в плунжерных насосах играет сам плунжер, который изготавливается в виде стержня (штока). Его задачей является осевое перемещение вдоль цилиндра. Движение обеспечивается за счет электропривода, раскручивающего коленвал, кулачек которого упирается в торец штока. Точность сопряжения стержня и отверстия обеспечивает технологическую герметичность узла.

Как работает аппарат

  1. На первоначальном этапе плунжерный насос высокого давления обеспечивает перемещение штока в обратном направлении от рабочей камеры. За счет образовавшегося разряжения в полости открывается впускной клапан, выпускной при этом будет закрыт.
  2. Жидкость проникает в установленном количестве из заборного трубопровода. Плунжер, достигнув крайней точки удаления, начинает движение в обратном направлении.
  3. Увеличивающееся давление в рабочей камере блокирует впускной клапан, одновременно открывая выпускной. Жидкость удаляется по выходному трубопроводу. Цикл повторяется снова.

Специфика подобной аппаратуры для автомойки такова, что в процессе работы образуются вибрации и пульсирование агрегата. Такие побочные эффекты сказываются на эффективности и сроке бесперебойной эксплуатации.

Минимизировать разбалансировку позволяет включение в рабочий цикл нескольких рабочих плунжеров, чем успешно пользуются производители агрегатов. На кривошип монтируют три плунжера, расположенных под 1200 к осям друг друга. Позитивное влияние оказывает использование двух рабочих полостей в двусторонних конструкциях.

Промышленные установки способны выдавать приводную мощность до 800 кВт, а рабочее давление создается до 3500 бар. В бытовых условиях применяют аппаратуру, поддерживающую давление 3-20 бар и способную перекачивать до 1000 л/час.

Возможные неисправности

Промышленное и бытовое оборудование нуждается в правильном уходе и обслуживании. Для этого необходимо знать его слабые места, чтобы продлить срок службы агрегатов. Проблемные участки большинства моделей сводятся к следующему:

  • повышенная вибрация способствует ослабления крепления к кронштейну;
  • во время профилактических работ необходимо контролировать соосность валов и затягивать крепежные винты;
  • для обеспечения герметичности своевременно меняют сальник;
  • подтягиваем коллектор вверх от картера таким образом, чтобы не повреждать встроенные плунжеры;
  • просматриваем периодически целостность вала, выявляя на нем возможные трещины, сколы или наличие изгибов, при необходимости проводим замену на ремонтные.

Это относится как к отечественным, так и зарубежным устройствам.

ВИДЕО: Плунжерный насос Speck Triplex Plunger pump animation

Что такое плунжерный насос и как он работает?

Гидравлические системы нашли применение во многих областях промышленности. Важное значение в выполнении их функций имеют гидронасосы, обеспечивающие эффективную работу системы. Они бывают разного вида и предназначения, что объясняет различия в принципах работы механизмов.

Помимо основной функции, выражающейся в подаче необходимой жидкости под определенным давлением, гидронасос может служить приводом для других устройств. Одним из самых распространённых является так называемый плунжерный насос. Он представляет собой аппарат простого действия, повышающий эффективность работы, основная деталь которого создана в виде плунжера.

1 Что такое плунжер?

Определение «плунжер» подразумевает под собой поршень в гидравлической системе, совершающий возвратно-поступательные движения. Его внешний вид отличается цилиндрической формой, характеризующейся длиной, которая существенно превышает диаметр.

Плунжеры используют в гидромашинах, насосах и дизельных двигателях. Уплотнитель, составная часть вытеснителя, находится на самом цилиндре, вследствие чего при движении последнего происходит его перемещение по поверхности плунжера. Эта деталь отличает плунжер от обычного поршня и объясняет преимущество первого при работе в условиях высокого давления. Основным показателем эффективности плунжера является объем вытесняемой им жидкости, он зависит от длины его хода. Регулировка работы вытеснителя происходит благодаря последнему фактору. Подобные механизмы обычно используют для перекачивания большого объема жидкой среды.
к меню ↑

1.1 Принцип работы

Для того чтобы понять принцип работы этого аппарата,для начала нужно пояснить, что такое плунжерный насос. Это агрегат, применение которого обусловлено необходимостью подачи определенной жидкости (смеси) под воздействием высокого давления. Возвратно-поступательное движение плунжера, направленное вправо, вызывает понижение давления в камере нахождения вытеснителя, что ведет за собой раскрытие всасывающего клапана и дальнейшее заполнение камеры требуемой жидкостью.

Камера, в которой находится плунжер, представляет собой замкнутое пространство, по необходимости соединяющееся с трубопроводом с помощью клапанов. Их всего три вида: всасывающие, нагнетательные и предохранительные.

Следующий шаг работы плунжера заключается в его движении влево, вследствие чего давление в специальной камере повышается, тем самым открывая клапан нагнетания, через который вода или другие смеси поступают в трубопровод. Принцип действия заключается в том, что и в первом, и во втором случае появляется разница в давлении, из-за чего система работает четко и без нарушений. При работе происходит передача энергии жидкости для преодоления инерции, сопротивления и статической высоты в трубопроводе. Наиболее популярны трехплунжерные насосы. Повышенный интерес к ним обусловлен их достоинствами и почти полным отсутствием недостатков.

Читайте также:  Почему погружной насос не качает воду

Схема работы плунжерной пары

Изготовить поршневый насос для откачки воды на собственном садовом участке можно своими руками. Для этого понадобятся два клапана, которые не будут давать жидкости самопроизвольно вытекать, прошень, являющийся главной частью механизма и корпус. Корпус можно изготовить из трубы. Длина трубы не менее 60 см, диаметр трубы не менее 8 мм. Свой собственный поршневый насос будет стоить не дорого, но по техническим характеристикам будет уступать моделям, произведенным промышленным путем.
к меню ↑

1.2 Разновидности

Классифицировать аксиально — плунжерные насосы можно по трем основным признакам:

  • ручной;
  • механический, более эффективный в использовании, чем ручной насос для воды.

По способу действия:

  • одинарный;
  • двойной, характеризующийся наличием нескольких рабочих камер;
  • дифференциальный, относящийся к насосам двустороннего действия и обладающий двумя камерами. Вследствие этого он перекачивает жидкость более равномерно.

По числу плунжеров.

По виду перекачиваемой жидкости:

2 Какое применение у аксиально — плунжерного насоса?

Плунжерные насосы высокого давления нашли свое применение во многих сферах. К ним относятся:

Устройство аксильно-плунжерного насоса

  1. Строительство;
  2. Металлургия;
  3. Нефтяная промышленность;
  4. Химическая промышленность;
  5. Очистка воды;
  6. Пищевая промышленность;
  7. Водоснабжение (водяная помпа);
  8. Энергетика;
  9. Машиностроение (двигатели внутреннего сгорания);
  10. Мойка автомобилей.

Нельзя не отметить то обстоятельство, что в зависимости от применения возможны различные варианты конфигурации насоса плунжерного типа. Например, те модели, что используются в нефтедобывающей промышленности, не предусматривают клапанов нагнетания. Их функции выполняют клапаны в форсунках. Данное обстоятельство позволяет повысить надежность работы плунжера.
к меню ↑

2.1 Преимущества

Аксиально — плунжерный насос высокого давления имеет много плюсов. К ним относят:

  1. Ритмичную работу механизма, которую обеспечивают напорные и нагнетательные клапаны с обеих сторон специальной камеры;
  2. Простоту, вследствие чего сделать плунжерный насос высокого давления своими руками и осуществить его монтаж не сложно;
  3. Мощность;
  4. Долгосрочную эксплуатацию;
  5. Модульную конструкцию, благодаря которой при необходимости можно заказать изготовление плунжерного насоса с индивидуальными характеристиками, например, для автомойки;
  6. Соответствие международным стандартам;
  7. Широкий спектр продуктов перекачивания, с разными показателями температуры и консистенции.
  8. Компактность аксиально плунжерных агрегатов позволяет экономить рабочую поверхность;
  9. Возможность регулировать частоту вращения, это держит ситуацию под контролем;
  10. Возможность изменения рабочего объема аппарата;
  11. Высокая производительность.

2.2 Минусы

Помимо плюсов применение аксиально плунжерных конструкций имеет и минусы. Они возникают при интенсивной работе и выражаются в появлении пульсации и вибраций. Их негативное влияние можно предотвратить путем присоединения к насосу высокого давления своими руками дополнительных устройств. Ими могут стать рабочие плунжеры. К примеру, трехплунжерный насос не допускает вибраций.

Плунжерный насос HAWK 610003

Неправильная эксплуатация аппарата грозит частыми поломками, исправить которые будет сложно. Поэтому при неимении подобного опыта не стоит самостоятельно устанавливать или чинить плунжерные насосы. Будет потеряно время и, возможно, пострадает качество.
к меню ↑

3 Эксплуатация

От правильного использования аппарата зависит срок его службы, поэтому необходимо знать все нюансы монтажа и применения аксиально плунжерных насосов.

  1. Эксплуатация агрегата без смазки запрещена, так как это снижает его работоспособность.
  2. Прибор предполагает вращение только вперед, в противном случае соблюдайте уровень масла, предписанный инструкцией на этот счет.
  3. Установка агрегата должна производиться на горизонтальной поверхности, без уклона и неровностей.
  4. При влажном жарком климате использовать насос без вентиляции нельзя. Иначе он выйдет из строя раньше времени.
  5. Необходимо предотвращать замерзание или повреждение насоса в холодное время года. Запускать аппарат с замершей водой внутри категорически запрещено.

В любом случае перед началом работы с плунжерным насосом изучение инструкции обязательно и пренебрегать этим правилом не рекомендуется.
к меню ↑

3.1 Как работает плунжерный водяной насос 3WZ 1507C? (видео)

4 Отличия от поршневых насосов

Поршневые насосы и аксиально плунжерные насосы довольно схожи, но в их конструкции все-таки присутствуют небольшие различия. В первую очередь, это касается формы поршня, во-вторых, его расположения. Плунжер не касается стенок рабочей кабины, чего нельзя сказать о поршне в других моделях. Плунжерные агрегаты вполне возможно эксплуатировать в полевых условиях, это стало реально благодаря их размерам. Такие насосы высокого давления для воды гораздо популярнее чем остальные.

Аксиально плунжерные насосы и электронасосы используют повсеместно. Они эффективно работают в любом производстве и в быту. Производители постоянно улучшают качество за счет модернизации технологии, применения новшеств и изготовления экономичных моделей.

Для чего нужен плунжерный насос?

Почти каждая гидравлическая система, работающая под большим напором, оснащена плунжерным оборудованием. Плунжерный насос высокого давления играет роль привода в такой системе. Данный агрегат используется во многих промышленных сферах, поскольку обладают такими важными качествами, как надежность, эффективность и простота эксплуатации. В быту насосное оборудование плунжерного типа не используется из-за того, что создает слишком высокое давление.

Где применяется плунжерное оборудование?

В переводе с английского «плунжер» означает «погружаться» или «нырять», благодаря данному свойству эти агрегаты используются в гидравлических машинах.

Плунжерным является объемный скальчатый насос простого действия, рабочая часть которого сделана в виде плунжера. Плунжер в свою очередь, как правило, является частью различных гидравлических насосов и многоступенчатых компрессоров для газа.

Основные области использования:

  1. В химической промышленности, при изготовлении химикатов, не вступающих в химическую реакцию с металлом.
  2. В нефтедобывающей промышленности, для бурения скважин и транспортировки для последующей переработки нефтепродуктов.
  3. В энергетике, при изготовлении электроприводов для парогенераторов.
  4. В машиностроении, для оборудования с гидравлическим приводом.
  5. В коммунальном хозяйстве, при выполнении ремонта различных гидравлических коммуникаций.
  6. В пищевой промышленности, в агрегатах выполняющих обратный осмос.
  7. Гидронасосы также нашли широкое распространение на автомойках.

Исходя из вышеописанного, можно сказать, что плунжерные устройства высокого давления предназначены для работы с водной средой и схожими с водой жидкостями с низкой вязкостью и не вступающими в реакцию с металлическими деталями оборудования. Прибор используется в качестве дозатора воды или других жидкостей. Перекачка жидкости дозировочным насосом осуществляется благодаря высокому давлению.

Как работает прибор высокого давления?

По особенностям работы, конструкции и строению плунжерный насос можно сравнить с поршневым агрегатом. Главная отличительная особенность плунжерных агрегатов от поршневых – наличие особого поршня, выполненного в виде плунжера.

Устройство. Плунжерный насос устроен достаточно просто, он состоит из системы трубопроводов и клапанов. При помощи пружины осуществляется работа плунжерного клапана, тем самым создавая систематическое нагнетание. Во время работы с высоким давлением появляется вероятность пропусков. Для предотвращения подобных недоразумений, все узлы плунжерного насоса высокого давления полностью герметизированы.

Из-за особенностей конструкций и простоты схемы агрегат обладает рядом отличительных свойств:

  1. В нагнетателе устройства образуется максимально высокое давление.
  2. Вакуумный агрегат высокого давления способен перекачивать вязкие среды и жидкости с примесями абразивных частиц.
  3. Устройства могут использоваться в полевых условиях.

Принцип работы. Плунжерные водяные насосы высокого давления и им подобные агрегаты работают согласно возвратно-поступательным действиям, которые обеспечиваются при помощи кулачкового вала.

Во время этого действия, плунжер (поршень) приводится в движение роликовым толкателем. Согласно своей конструкции, плунжер начинает двигаться в правую сторону, благодаря чему рабочее давление падает и со временем падает настолько, что становится меньше, чем в жидкостное давление во всасывающей трубе.

После открывания всасывающего клапана из-за разности давлений, рабочая камера начинает заполняться жидкостью. Во время следующего оборота вала, плунжер движется влево и в рабочей камере давление становится выше, чем в нагнетающем трубопроводе. Благодаря этому происходит открывание нагнетательного клапана, и жидкость выдавливается из рабочей камеры в напорный трубопровод. Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы устройства.

Существуют модели плунжерный насосов отличающихся от большинства своей конструкцией, однако принцип работы остается тем же.

К примеру, насос дизельного двигателя, который создает повышающий эффект, в своей конструкции не имеет нагнетательных клапанов. Функция перекачки и создания давления возложена на форсуночные клапаны.

В аксиально-радиальных насосах эту работу выполняют вращающиеся блоки в рабочих камерах. Аксиально-радиальные агрегаты работают таким образом, что перекачка жидкости происходит благодаря вращению данных блоков. Из-за отсутствия клапанов увеличивается стоимость таких устройств, но именно благодаря этому увеличивается их надежность, что позволяет их использовать в авиации.

Какие бывают погружные гидронасосы?

Эти насосы имеют некоторые конструктивные различия, и из-за этого плунжерные агрегаты подразделяются на:

Из-за особенностей эксплуатации плунжерные насосы делают герметичными, износостойкими, прочными и способными обеспечить надежное и стабильное функционирование плунжера.

Аксиально-плунжерные насосы классифицируются по пяти главным характеристикам:

  • ручной;
  • механический, является более эффективным при эксплуатации по сравнению с ручным насосом для воды.

По способу действия:

  • одинарный;
  • двойной, отличается наличием нескольких рабочих камер;
  • дифференциальный, один из типа насосов двустороннего действия с двумя камерами. Благодаря данной особенности жидкость перекачивается более равномерно.

По числу плунжеров:

  • многоплунжерный;
  • многоцилиндровый;
  • с герметизированными цилиндрами.

По виду перекачиваемой жидкости:

Трехплунжерный насос – является насосом четвертого поколения типа НПГ. От агрегатов прошлого поколения главными отличиями являются диаметр плунжера, гидравлическая коробка и характеристики клапанных узлов системы.

Все плунжерные устройства являются высокопроизводительными агрегатами с высоким КПД, который достигает 90%.

Читайте также:  Насосы для канализации - Все о канализации

Какие преимущества перед аналогами?

Плунжерные насосы выгодно отличаются целым рядом положительных качеств по сравнению с аналогами:

  • система смазки проработана до мелочей, с легким доступом для пользователя;
  • напорные и нагнетательные клапаны с двух сторон особой камеры позволяют обеспечить ритмичную работу механизма;
  • конструктивное исполнение позволяет изменять характеристики и параметры под требования заказчика;
  • возможность работать с довольно широким спектром продуктов для перекачки отличающимися параметрами консистенции и температуры;
  • простота монтажа и управления;
  • благодаря компактности аксиально-плунжерных агрегатов есть возможность экономии рабочего пространства;
  • благодаря возможности изменять количество групп поршней, можно уменьшать или увеличивать рабочее давление в гидравлической системе;
  • возможность менять рабочий объем агрегата;
  • долгий срок службы;
  • соответствие международным нормативам стандартизации;
  • высокий КПД

Кроме плюсов использование аксиально плунжерных агрегатов обладает также и минусами. Они появляются во время интенсивной работы и выражаются в проявлениях вибраций и пульсации. Для того чтобы избежать их негативных последствий к насосу высокого давления необходимо самостоятельно присоединить дополнительные устройства. Это могут быть рабочие плунжеры. Например, у трехплунжерного насоса не бывает вибраций.

Как сделать плунжерный насос своими руками?

Чаще всего, самостоятельно изготавливают ручной насос высокого давления для автомоек. Для этого применяются плунжерные насосы, приводом к которому служит электродвигатель (электронасос). Мощность двигателя должна подходить по характеристикам, а номинальная мощность не должна быть меньше 75% от заданного значения. Чаще всего используется в виде насоса помпа.

В случае если на автомойке не очень много автомобилей, можно установить электродвигатель, работающий от напряжения 220В. Для безопасной работы и чтобы уменьшить расхождение в совпадении валов насоса и двигателя при их соединениях, лучше всего использовать мягкие соединительные муфты. Емкость для жидкости берется из расчетов необходимых объемов воды.

Ее необходимо подключить к источнику подпитки воды и оборудовать фильтров для предотвращения попадания нежелательных инородных тел в насосную систему.

Фильтр можно сделать из нержавеющей сетки с мелкими ячейками. Одним из наиболее важных элементов такого оборудования является регулятор производительности или обратный клапан. Он позволяет предотвратить перегрузку системы, а также не дает возможности создаваться обратному давлению в источнике водоснабжения.

Для монтажа всей этой конструкции необходима прочная рама. Для того чтобы ее было удобно перемещать необходимо установить колеса нужного диаметра, надежный упор для устойчивости и удобная ручка фиксации. Чтобы повысить надежность и производительность рекомендуется использовать армированные резиновые шланги, рассчитанные для работы под высоким давлением.

Одним из ключевых элементов данной конструкции является пистолет с форсункой. Делать его самостоятельно не рационально из-за технически сложного устройства. Его лучше приобрести в магазине. Нужно помнить, что любая работа, которая производится с насосами высокого давления, должна проводиться с использованием чистой жидкости. В случае попадания в систему инородного тела, большая часть оборудования может выйти из строя.

Правила установки и эксплуатации

В случае если планируется станичная установка плунжерного агрегата, это необходимо сделать на ровной поверхности. Это упростит задачу планового осмотра, ухода и в случае необходимости аварийного ремонта оборудования. Поверхность должна быть жесткой и устойчивой к высокому уровню вибрации, который создает установка.

  1. Работа аппарата без смазки категорически воспрещена, из-за того что это уменьшает его работоспособность.
  2. Использование агрегата в жарком климате с высоким уровнем влажности без вентиляции запрещается, так как это приведет к его преждевременному выходу из строя.
  3. В холодное время года нужно предупреждать замерзание или повреждение агрегата. Пуск оборудования с замёрзшей внутри водой недопустим.

Чтобы обеспечить нормальную и непрерывную подачу воды в плунжерный насос высокого давления, необходимо установить гибкие шланги хорошего качества, это позволит предотвратить лишнее напряжение на всех узловых частях оборудования. Не рекомендуется подключение жестких трубопроводов к выходному сливу.

Коленчатый и приводной вал должны быть установлены друг за другом по прямой линии, перед пуском гидравлической системы обязательно нужно в этом убедиться. В случае несоблюдения данного требования, передаточный ремень не будет, как положено, выполнять свою работу, а это может привести к поломке всей системы. Вращение насосного вала должно быть свободным и легким от руки. Необходимо также правильно подобрать режим вращения электропривода насоса, для того чтобы предотвратить обратное давление.

Плунжерный водяной насос — отличительные особенности и применение в быту

Если вы решили заняться автомобильным бизнесом в виде автомойки или просто решили содержать свой личный автомобиль в идеальной чистоте, не прибегая к сервисным услугам, то при разработке конструкции для мойки своими руками не обойтись без использования насосов высокого давления. Наиболее оптимальным вариантом в этом случае является использование плунжерных моделей, обеспечивающих необходимое давление в системе и отличающихся высокой производительностью и ценой.

Что такое плунжерный насос. Принцип действия

Основным элементом насоса является плунжер — длинный вытеснитель в форме цилиндра с малым диаметром. В отличие от поршневого вида, уплотнитель размещен внутри наружного цилиндра, в котором перемещается плунжер, соприкасаясь с его стенками. При обратном ходе плунжера в рабочую камеру через впускной клапан засасывается жидкость, при поступательном движении впускной клапан закрывается и жидкость выталкивается наружу через выпускной.

Рис. 1. Устройство и принцип работы плунжерного насоса

Отличия плунжерных насосов от поршневых

Очень многие путают плунжерный и насос поршневого вида из-за схожести принципа действия и конструкции (в рабочем цилиндре перемещается вытеснитель). Однако имеются существенные отличия, делающие плунжерные насосы незаменимыми устройствами во многих областях.

  1. Плунжер имеет цилиндрическую форму, позволяющую максимально точно и с высокой чистотой обработать его поверхность, что нельзя сказать о внутренней поверхности цилиндров, обработка которой технически и технологически затруднена. Это позволяет максимально точно подогнать плунжер к геометрии поверхности рабочего цилиндра, что положительно сказывается на показателях выходного давления.
  2. В отличие от поршня с короткой длиной рабочей поверхности выталкивателя, цилиндр плунжера имеет удлиненную форму, что позволяет разместить по его ходу большое количество уплотнителей и соответственно получить на выходе более высокое давление.
  3. Уплотнители в плунжерных видах находятся на внутренней стороне рабочего цилиндра, которую технологически сложно обработать с высокой чистотой и точностью, плунжер, соприкасающийся с уплотнителями, наоборот имеет очень высокий класс обработки — этот фактор также позволяет получить в плунжерных насосах очень высокое давление.

В современных высококачественных плунжерных насосах точность изготовления очень высока — рабочий цилиндр перемещается внутри внешнего с зазором между стенками около 2-3 мкм., а уплотнители размещаются с внешней стороны к плунжеру на его входе и выходе из цилиндра.

  1. В отличие от поршневых видов, рабочая поверхность которых при соприкосновении с жидкостью при высоких давлениях деформируется, в плунжерных насосах жесткий и прочный рабочий цилиндр не меняет своей формы при высоких давлениях, что делает их незаменимыми при необходимости точной дозировки жидкостей.

Рис. 2 Внутреннее устройство плунжерного насоса

Благодаря своим конструктивным особенностям плунжерные насосы позволяют получить давление на выходе в 3 раза больше по сравнению с поршневыми при тех же размерах рабочей камеры.

Область применения

Плунжерные модели являются устройствами специального назначения, создающими очень высокое давление, поэтому в быту практически не применяются. Основные области их использования — промышленная сфера, они находят применение в следующих отраслях:

  • В химической промышленности для перекачки веществ с высокой вязкостью и их точной дозировки при изготовлении химических соединений, не вступающих в реакцию с металлом.
  • Для подачи дозированного количества воды и других жидкостей с высоким давлением.
  • В нефтедобывающей и газовой промышленности при бурении скважин.
  • В энергетической промышленности в парогенераторах.
  • В машиностроении при изготовлении оборудования с гидроприводом с рабочим давлением до 3000 бар., автомобилестроении в системах впрыска дизельных двигателей.
  • Плунжерные насосы для воды широко применяются в сервисных центрах для мойки автомобилей.

Одна из нетрадиционных областей применения плунжерных насосов — водоструйная очистка и резка материалов. При давлении около 2000 бар. струя воды способна удалять лакокрасочное покрытие или ржавчину без остатка. Технология широко используется при очистке железобетонных конструкций, бортов кораблей и взлетно-посадочных полос. Струя воды давлением 3500 бар позволяет получить наивысшую степень чистоты поверхностей WJ-1 по международному стандарту.

Основные характеристики плунжерных насосов

Плунжерные насосы относятся к объемным видам, то есть при увеличении объема рабочей камеры жидкость поступает в устройство, а при уменьшении объема выталкивается.

  • Потребляемая мощность. Потребляемая электроэнергия напрямую зависит от производительности и создаваемого давления, в этом отношении плунжерные модели имеют преимущество перед другими видами в связи с высоким КПД более 90%.
  • Производительность. Определяется объемом рабочей камеры насоса, имеет широчайший диапазон от десятых долей литра в минуту до десяти тысяч.
  • Рабочее давление. Рабочее давление плунжерных видов варьируются в широких пределах от сотен до тысяч бар., максимальное значение составляет около 3500 бар.
  • Модели отличаются друг от друга количеством плунжеров.

Работе насоса присущи повышенные вибрации, отрицательно сказывающиеся на его сроке службы и эксплуатационных характеристиках. Инженерным решением этой проблемы стало использование в одном агрегате нескольких плунжеров, работающих со сдвигом фаз. Наиболее часто встречается трехплунжерные модели со смещением хода рабочих цилиндров в 120 градусов, максимальное количество плунжеров может достигать 6. Реализация этого способа достигается установкой на валу двигателя трех эксцентриков, управляющих ходом цилиндров плунжера со сдвигом в 120 градусов.

Плунжерный насос в устройстве автомойки своими руками

В быту можно использовать плунжерные насосы высокого давления для воды при организации моек для автомобилей своими руками.

Читайте также:  Винтовые насосы принцип действия и назначение

Рис.4 Гидравлическая схема автомойки

Для этого понадобятся следующие компоненты:

  • Плунжерный насос высокого давления для воды на 100 — 200 бар. и производительностью 15 л./мин. Водные электронасосы с электроприводом найти довольно сложно, обычно к ним подключают электродвигатель.
  • Электродвигатель 2 — 3 Квт. с максимальной частотой вращения около 2000 об./мин.
  • Редуктор и клиноременная передача для соединения электродвигателя и насоса. Можно непосредственно соединить вал насоса и двигателя при помощи мягкой муфты, способной нивелировать разницу валов и избежать поломок в случае заклинивания.
  • Шланги из армированной резины или пластика высокого давления.
  • Пистолет с форсункой и рукояткой, управляющей подачей воды.
  • Бак для воды с подпиткой от водопроводной магистрали и фильтрующим элементом на выходе. Необходимость отдельного бака для мойки автомобиля связана с тем, что в него добавляют автошампуни — это невозможно сделать при прямом подключении насоса к водопроводной магистрали.
  • Для удобства работы в системе необходимо использовать регулировку мощности насоса в паре с разгрузочным клапаном, отравляющим лишнюю воду обратно в бак.

Рис.5 Комплектующие для мойки автомобилей своими руками

Основные элементы монтируются на жесткой раме, которую для удобства перемещения снабжают колесами и ручкой.

Плунжерные насосы являются довольно дорогими устройствами, широко используемыми в промышленности для создания высокого давления рабочих жидкостей и их точной дозировки. В быту они могут быть использованы в системах, предназначенных для мойки автотранспорта своими руками.

Что такое плунжерный насос и каково его применение?

Практически все гидравлические системы высокого давления оснащаются плунжерными насосами. Плунжерные насосы высокого давления обладают всеми качествами, которые учитываются при выборе насосов для таких систем, таких как: надежность, простота выполнения изделия и эффективность.

Плунжерный насос высокого давления служит как механизм или привод у других механизмов в специальных машинах. Гидронасосы широко распространены и отвечают за нормальную и слаженную работу транспортного средства. Плунжерный насос применяется в обширном количестве сфер деятельности.

Что такое плунжерный насос?

Плунжер, в переводе с английского, означает нырять или погружаться, поэтому применение эти устройства нашли для гидравлических машин.

Плунжерный насос для бентонита P80

Плунжерным называется объемный скальчатый насос с простым действием, который оснащен рабочим органом выполненным в виде плунжера.

В свою очередь, плунжер — деталь разного вида насосов, связанных с гидравликой и многоступенчатых компрессоров для газа.

Основные особенности и виды плунжерных агрегатов

По исполнению, специфике работы и строению насос плунжерного типа похож на поршневой агрегат. Наличие специального поршня, в виде плунжера, является главной отличительной чертой плунжерных от поршневых. Из-за создания высокого давления в системе насосы плунжерного типа не применяются в быту.

Свое главное применение установки повышенного давления нашли в химической и нефтеперерабатывающей отраслях. Использование таких устройств позволяет смешивать с высокой точностью компоненты растворов в необходимых для процесса пропорциях, что очень удобно в производственных процессах. Конструктивным особенностям этих насосов присущи различия, и поэтому плунжерные устройства подразделяются на:

Из-за определенной специфики работы плунжерный насосный агрегат изготавливают износостойким, герметичным, прочным и обеспечивающим непрерывную и надежную работу плунжером.

Эти агрегаты относятся к высокопроизводительным устройствам, обладающим высоким КПД, который составляет до 90%. По свойствам конструктивных особенностей плунжерные устройства классифицируются на виды:

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • ручной;
  • автоматический;
  • многоплунжерный;
  • многоцилиндровый;
  • с герметизированными цилиндрами.

Плунжерные насосы обладают рядом преимуществ над аналогами, которые четко выделяются:

  • досконально проработана система смазки и имеет хороший доступ для потребителя;
  • благодаря конструктивному исполнению, есть возможность изменения параметров и характеристик под заказчика;
  • обладают понятным и простым управлением аппарата, а так же простой в установке;
  • существует возможность выполнять увеличение либо уменьшение рабочего давления в гидравлической системе путем изменения количества групп поршней.

Основные сферы применения

  1. В химической промышленности для изготовления химических веществ, которые не вступают в химическую реакцию с металлом.
  2. В химической промышленности для бурения скважин и транспортировки и последующей переработки нефтепродуктов.
  3. В энергетики для изготовления электроприводов для парогенераторов.
  4. Для оборудования с гидравлическим приводом в машиностроении.
  5. В коммунальных хозяйствам для выполнения ремонтных работ, связанных с гидравлическими коммуникациями.
  6. В аппаратах, выполняющих обратный осмос, предназначенных для пищевой промышленности.
  7. Плунжерный насос высокого давления для воды применяется для автомоек.

Принцип работы плунжерного насоса

Конструкция плунжерного насоса проста и состоит из клапанов и системы трубопроводов. Пружина помогает производить работу плунжерного клапана, создавая систематическое нагнетание. При работе с высоким давлением есть вероятность пропусков. Во избежание таких нюансов плунжерный насос высокого давления для воды имеет полную герметичность узлов агрегата.

Плунжерные водяные насосы высокого давления и устройства этой категории устроены по принципу возвратно-поступательного характера, обеспечивающиеся кулачковым валом.

Во время такого движения приводится в движение плунжер (он же поршень) роликовым толкателем. По своему конструкционному устройству плунжер совершает движение в правую сторону, что обуславливает понижение рабочего давления, которое постепенно становится меньше, чем жидкостное давление в трубе всасывания.

Внутреннее устройство плунжерного насоса-дозатора

Открывается всасывающий клапан из-за разности давления, после чего происходит заполнение жидкостью рабочей камеры. При следующем обороте вала, происходит движение плунжера влево и давление в камере становится больше, чем в трубопроводе нагнетания. В связи с этим нагнетательный клапан открывается и происходит выдавливание жидкости из камеры в напорный трубопровод. Весь этот цикл повторяется постоянно за все время работы агрегата.

Некоторые плунжерные насосы могут отличаться устройством друг от друга, но при этом их принцип действия будет оставаться неизменным.

Например, у насоса дизельного двигателя, создающего повышающий эффект, отсутствуют нагнетательные клапана. Эту важную роль для перекачки и создания давления выполняют форсуночные клапаны.

В аксиально-радиальных насосах эти функции выполняют вращающиеся блоки в рабочих камерах. Аксиально-радиальные установки устроены так, что перекачивание жидкости происходит при вращении этих блоков. Отсутствие клапанов повышает стоимость таких установок, но это позволяет увеличить их надежность и применять в авиации.

Как работает плунжерный насос для маслостанции? (видео)

Трехплунжерные насосы

Наука и промышленность развиваются и исходя из практики, научных исследований, анализа конструкционных особенностей насосов и т.д., были спроектированы и внедрены в производство малогабаритные унифицированные трехплунжерные насосы.

Трехплунжерный насос — это насос четвертого поколения типа НПГ. От предыдущих поколений эти устройства отличаются диаметром главного элемента (плунжера), гидравлической коробкой и свойствами клапанных узлов системы. Такие системы для повышенного давления обычно имеют базовую комплектацию:

  • датчики давления, сигнализации и манометры давления;
  • предохранительный клапан;
  • запорную или стопорную арматуру;
  • фильтр для очистки воды;
  • шестерный масляный насос;
  • систему для охлаждения жидкости;
  • предохранительный клапан.

Меры предосторожности при сборке, установке и запуске плунжерного насоса

Если место, где будет установлен плунжерный агрегат будет стационарным, будет целесообразно выбрать для него ровную поверхность. Такое решение позволяет обеспечить плановый осмотр, аварийный ремонт и уход за оборудованием. Поверхности должна быть жесткой и подготовленной к высоким вибрациям, исходящим от установки.

Плунжерный насос высокого давления

Чтобы обеспечит непрерывную и нормальную подачу в насос для воды, необходимо использовать качественные гибкие шланги, что позволяет избежать лишних напряжений на всех узловых частях оборудования. К выходному сливному отверстию не рекомендуется подключать трубопроводы с жесткими свойствами.

Приводной и коленчатый вал должны находится один за другим по прямой линии, не убедившись в этом, запрещается запускать гидравлическую систему в работу. При не соблюдении этого условия, передаточный ремень не будет выполнять весь свой функционал и может выйти из строя весь механизм. Насосный вал должен вращаться свободно, легко от руки. Так же нужно правильно выбрать вращение электропривода насоса, что бы избежать обратного давления.

Изготовление насоса высокого давления своими руками

Наиболее часто берутся изготовить ручной насос высокого давления своими руками для автомоек. Для этого используют плунжерные насосы, для которого привод используют от электрического двигателя (электронасос). Мощность двигателя должна соответствовать необходимым параметрам и номинальная мощность должна быть не ниже 75% от нужного значения. Часто используется в виде насоса помпа.

Если проходимость автомобилей на автомойке не высокая, можно использовать электродвигатель, рассчитанный на напряжение 220В. Для безопасной эксплуатации и уменьшения расхождений в совпадении валов двигателя и насоса при их соединении, рекомендуется выбирать мягкие соединительные муфты. Емкость для жидкости выбирается из расчета достаточного объема воды.

Она должна иметь подключение к источнику подпитки воды и оснащаться фильтрующим элементом во избежание попадания нежелательных инородных предметов в систему насоса.

Фильтрующий элемент можно выполнить из нержавеющей сетки с мелким шагом. Важным элементом оборудования служит регулятор производительности или обратный клапан. Он предотвращает перегружать систему и не дает создавать обратное давление назад в источник водоснабжения.

Самодельный насос высокого давления

Для установки всего этого оборудования потребуется прочная рама. Для ее удобного перемещения, устанавливаются колеса нужного диаметра, прочный упор для устойчивости и ручка для удобного фиксажа. Для надежности и высокой производительности необходимо использовать армированные резиновые шланги, которые рассчитаны под высокое давление.

Главным элементом такого оборудования является пистолет с форсункой. Изготавливать его собственноручно не целесообразно из-за технических сложностей. Данную деталь лучше приобрести в магазине. Необходимо помнить, что все работы, проводимые с насосами высокого давления, необходимо проводить используя чистую жидкость. Попадание в систему инородных тел приведет к поломке большей части оборудования.

Оцените статью
Добавить комментарий