Среди доступных моделей насосов ярко выделяются устройства, функционирующие за счет поршня. Основной принцип их работы заключается в том, что в цилиндре создается давление, которое помогает вытеснять жидкость из одной ёмкости в другую. Если сравнивать первые модели поршневых насосов с современными конструкциями, то в глаза бросается более сложная конструкция. Она и позволяет повышать эффективность такого устройства.
В основе работы поршневых насосов лежит принцип выталкивания жидкости за счет давления, которое создает поршень. Механизм сообщает жидкости необходимое количество энергии, чтобы та смогла дальше двигаться по трубопроводу.
С развитием технологий выделяются сразу несколько разновидностей поршневых насосов. Они отличаются устройством поршневого механизма и количеством клапанов, однако сценарий выполнения работы у них одинаковый.
Принцип работы
- При запуске устройства поршень начинает совершать монотонные движения, повторяя один и тот же такт снова и снова. Благодаря тому, что он плотно прилегает к стенкам внутренней камеры, туда не попадает лишний воздух. За счет этого под поршнем нарастает давление. Чтобы уменьшить влияние силы трения на поршень и защитить его от износа рекомендуется использовать специальную накладку. Она позволяет сохранить деталь в целости.
- Трубки насоса опущены в жидкость. После запуска устройства они начинают всасывать воду. По трубопроводу она проходит через всасывающий клапан и заполняет свободную полость в цилиндре. Так как клапан, после попадания воды, плотно закрывается, то вытечь обратно она уже не в состоянии.
- Далее жидкость перемещается в верхнюю часть цилиндра за счет движения поршня. Через выпускной клапан она поступает в трубу. После этого клапан закрывается до тех пор, пока не начнется новый такт.
Этот простой принцип позволяет перекачивать большие объемы жидкости за короткий срок. По этой причине такие установки встречаются на большинстве современных производств.
Сферы применения
Химическая промышленность
Поршневые насосы встречаются на химических предприятиях. Они позволяют перекачивать не только воду и безопасные растворы, но и весьма агрессивные вещества. В том числе их используют и для очистки других приборов и резервуаров. За счет своей прочной конструкции они выдерживают высокий напор и воздействие едких составов.
Для очистки от вредных и радиоактивных веществ также задействуют поршневые насосы. Применяют их на ядерных электростанциях и производствах, которые специализируются на работе с опасным для окружающей среды элементами. Для большего эффекта эти установки используют вместе с другими моделями насосов.
Бытовое использование
В быту тоже встречаются поршневые насосы. От фабричных их отличает размер и мощность. Эти приборы возможно найти на даче или во дворе загородного дома, где есть колодец или бассейн.
Нефтегазовая отрасль и металлургия
Поршневые насосы задействуют для добычи сырья для топлива из скважин. Они участвуют в перегонке нефти и разливе готовых нефтепродуктов для дальнейшей транспортировки.
За счет того, что они выдают мощный напор, в независимости от внешних условий, их используют для очистки руды от загрязнений и посторонних примесей.
Сфера применения поршневых насосов определяется материалом, из которого они изготовлены. Для различных целей требуются определенные качества, которыми должен обладать прибор.
Особенности и виды насосов
Ручные насосы
Особенность работы ручных насосов заключается в том, что их производительность напрямую зависит от задействованных человеком усилий. Оси цилиндра в состоянии располагаться как горизонтально, так и вертикально. Это зависит от производителя и целей применения прибора. Подобные насосы обычно насчитывают от одного до трёх цилиндров, хотя встречаются и многоцилиндровые модели.
Приводные насосы
Принцип работы такого устройства заключается в том, что работу поршня активирует специальный кривошипный механизм. Он расположен отдельно от поршня и приводится в действие за счет передачи. Стоит отметить, что при сильных нагрузках кривошипный механизм подвержен деформации.
Насосы прямого действия
В их строение таких насосов не входит кривошипный механизм, поэтому такт совершаются напрямую от поршня. По своей производительности они не уступают более усложненной конструкции, однако менее подвержены износу и повреждению внутреннего механизма.
Поршневые насосы двойного действия
В отличие от классических устройств, насосы двойного действия способны выдавать поток без пульсации, которая может мешать при производстве. Благодаря этому сфера применения таких установок куда шире. За счет двойных камер за один такт механизм успевает перегнать воду дважды. А пульсацию при работе помогает снизить воздушный колпак, который соединяется с патрубком.
Дифференциальные поршневые насосы
Это разновидность поршневых насосов двойного действия. Но с отличием в том, что на одной из рабочих камер есть клапан, а на другой нет. Устройство также пропускает жидкость дважды за один такт, благодаря чему и минимизируются пульсации. Но дифференциальные насосы отличаются повышенной прочностью. Так как они имеют на один клапан меньше, то куда реже подвергаются износу во время работы.
Диафрагмовые
Во время запуска жидкость не контактирует с поршнем на прямую, а отделяется диафрагмой. Подобные установки используют для перекачки жидкостей, содержащих примеси. Так как они в состоянии вывести механизм из строя или существенно повредить его, то диафрагма защищает поршень. Эти установки используют на химических производствах, в строительной сфере, а также в качестве бензобака для автомобилей.
Вальные
Среди остальных насосов вальные отличаются способом совершения движения. Так в насосах прямого действия поршень совершает колебания вперед и назад, а в вальных устройствах он вращается. Если сравнивать мощности обоих видов конструкций, то они дают одинаковый результат.
Кулачковые
В этих насосах поршень опускается вниз посредством специального кулачка. Возвращает его в прежнее положение пружина, после чего кулачок снова опускает его. Такой вариант устройства отличается неравномерной подачей жидкости, однако этот недостаток компенсирует компактный размер. Подобное устройство легко перевозится и устанавливается.
Кулачковый насос имеет всего один цилиндр, в котором и происходит работа механизма. Из-за особенности своей конструкции подобные установки нашли широкое применение в гидроприводах и гидропрессах, для создания повышенного давления.
Пружинные насосы
Пружинные насосы отличаются своим компактным размером. По внутреннему строению они напоминают кулачковые, однако такты выполняются при помощи пружинного механизма, который двигает поршень. Выдают эти насосы неравномерный поток жидкости во время работы. Встречаются как на предприятиях для откачки воды, так и в быту.
Не стоит забывать, что поршневые насосы различаются еще по форме и расположению цилиндров. За счет особенностей в строении они имеют разную производительность, поэтому подходят для различных целей.