Области использования и классификация поршневых насосов

Поршневые насосы находят применение как в гидроприводах (преимущественно плунжерные насосы), так и во многих других технологических системах разных отраслей производства. Наиболее распространены поршневые кривошипные насосы, в которых передача движения от входного звена к поршням осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Широко применяются поршневые насосы в нефтяной промышленности для транспортировки нефти из промыслов на нефтеперерабатывающие заводы, а также в технологических схемах этих заводов для перекачивания холодных и горячих нефтепродуктов.

Поршневые кривошипные насосы используются в системах водоподготовки тепловых электростанций для дозирования и подачи реагентов в котельную воду. В качестве насосов-дозаторов поршневые насосы широко используются в химической промышленности для дозирования нейтральных и агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий.

Кривошипные поршневые насосы используются при обработке металлов давлением (штамповании, прессовании) в металлургии, при переработке пластических масс, для осушения трюмов водного транспорта и др.

Нашли широкое использование кривошипно-шатунные насосы с линейным размещением плунжеров в составе гидроприводов горных машин, в частности – гидроприводов механизированных крепей угольных шахт. Они являются основой насосных станций СНД 300/40 и СНТ 100/32 с максимальными давлениями соответственно 40 и 32 МПа, в которых в качестве рабочих жидкостей используются водомасляные эмульсии и действительные водные растворы. Отечественной промышленностью выпускается также насосный агрегат УНГ.200 с максимальным давлением 32 МПа для нагнетания воды в углепородные массивы.

Такая широкая область применения поршневых насосов и, в связи с этим, особенности конструктивного решения отделила методы их классификации относительно использования в гидроприводах (табл. 1.2, 1.3) и в других отраслях производства.

Исходя из общепромышленного использования поршневые насосы согласно [15] относятся к осциляционным (раздел 1.2.1) и являются насосами с рабочими органами, которые совершают прямолинейное возвратно-поступательное движение. Стандартом [15] установлен ряд терминов и определений относительно поршневых насосов (табл. 4.1).

Поршневые кривошипные насосы, которые получили наиболее широкое использование, подразделяются также и по другим признакам.

По расположению оси цилиндров насосы делятся на горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные насосы более удобны для обслуживания и ремонта, но требуют для размещения значительно больше площади, чем вертикальные. На судах из-за ограниченности площадей применяются преимущественно вертикальные насосы.

В зависимости от количества поршней насосы разделяются на одно-, двух-, трех- и многопоршневые. Аналогичное деление имеют плунжерные насосы, то есть различают одно-, двух-, трех- и многоплунжерные. Если исходить из числа цилиндров, то насосы можно разделить на одно-, двух-, трех- и многоцилиндровые.

Таблица 4.1

Термины и определения объемных поршневых насосов общепромышленного использования

По возможности изменения подачи насосы делятся на регулируемые и нерегулируемые. Кроме изменения рабочего объема за счет изменения длины хода поршня или плунжера, что предусмотрено Стандартом [15] в насосах гидроприводов, регулирование подачи в поршневых насосах обеспечивается также изменением частоты вращения вала и перепусканием жидкости из нагнетательной части насоса во всасывающую (изменением величины регулируемых утечек ). Чаще всего применяются первые два способа как наиболее экономичные.

Для обогрева или охлаждения проточной части поршневые насосы могут изготовляться с рубашкой для циркуляции теплоносителя.

Различают насосы по роду перекачиваемой жидкости - воды, холодных и горячих нефтепродуктов, кислот, глинистых растворов (буровые насосы) и др.

По создаваемому давлению различают насосы малого (до 1,6 МПа), среднего (от 1,6 до 10 МПа) и высокого (свыше 10 МПа) давления. Плунжерные насосы применяются в основном для средних и высоких давлений, а насосы с дисковым поршнем - для малых давлений.

Поршневые насосы бывают одностороннего (простого) и двустороннего (двойного) действия. У насосов одностороннего действия жидкость вытесняется из цилиндра при движении поршня только в одну сторону, а у насосов двустороннего действия жидкость вытесняется из цилиндра при движении поршня в обе стороны.

Преимуществами поршневых кривошипных насосов над другими объемными насосами является:

а) пригодность для перекачивания самых разнообразных жидкостей - горячих и холодных, вязких и весьма текучих, в частности химически активных;

б) незначительная зависимость подачи от вязкости перекачиваемой жидкости, которая изменяется с изменением ее температуры ;

в) возможность сухого всасывания, то есть способность насоса засасывать жидкость без предварительного заполнения всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью;

г) возможность достижения весьма высоких давлений при даже незначительных подачах ;

д) высокий коэффициент полезного действия .

К недостаткам поршневых кривошипных насосов относится:

а) тихоходность (незначительная частота вращения вала ), которая влечет за собой большие размеры (значительный рабочий объем ) и массу насоса при большой подаче ;

б) относительная сложность конструкции;

в) необходимость специальных устройств для регулирования подачи при постоянной частоте вращения вала (кривошипа) ;

г) неравномерность подачи, для уменьшения которой в ряде случаев придется устанавливать воздушные колпаки (гасители пульсаций).

Указанные выше свойства поршневых кривошипных насосов определяют область их использования в промышленности.