3. Поршневі насоси

У поршневому насосі (рис. 3) всмоктування і нагнітання рідини відбувається при прямопоступальному русі поршня 1 у циліндрі 2 насоса. Під час руху поршня вправо в замкнутому просторі між кришкою 3 циліндра і поршнем створюється розрідження. Під дією різниці тисків у приймальній ємності і циліндрі рідина піднімається по всмоктувальному трубопроводі і надходить у циліндр через всмоктувальний клапан 4, який при цьому відкривається. Нагнітальний клапан 5 при ході поршня вправо закритий, тому що на нього діє сила тиску рідини, що знаходиться в нагнітальному трубопроводі.

Під час руху поршня вліво в циліндрі виникає тиск, під дією якого закривається клапан 4 і відкривається клапан 5. Рідина через нагнітальний клапан надходить у напірний трубопровід і далі в напірну ємність. Таким чином, всмоктування і нагнітання рідини поршневим насосом простої дії

Рис. 3. Схема горизонтального поршневого насоса простої дії: 1 — поршень; 2 —циліндр; 3 — кришка циліндра; 4 — всмоктувальний клапан; 5 — нагнітальний клапан; 6 — кривошипно-шатунний механізм; 7 — ущільнювальні кільця.

відбувається нерівномірно: всмоктування — при русі поршня зліва направо, нагнітання — при зворотному напрямку руху поршня. У даному випадку за два ходи поршня рідина один раз всмоктується й один раз нагнітається. Поршень насоса приводиться в рух кривошипно-шатунним механізмом 6, що перетворює обертальний рух вала в зворотно-поступальний рух поршня.

За кількістю всмоктувань чи нагнітань, здійснюючих за один оберт кривошипа або за два ходи поршня, поршневі насоси поділяються на насоси простої і подвійної дії. У залежності від конструкції поршня розрізняють власне поршневі і плунжерні (прямодіючі) насоси.

У поршневих насосах основним робочим органом є поршень 1, оснащений ущільнюючими кільцями 7 (див. рис. 3), які пришліфовані до внутрішньої дзеркальної поверхні циліндра. Плунжер, чи скалка, не має ущільнюючих кілець і відрізняється від поршня значним відношенням довжини до діаметра.

Н

Рис. 4. Схема горизонтального плунжерного насоса простої дії: 1 - плунжер (скалка); 2 – циліндр; 3 — сальник; 4 — усмоктувальний клапан; 5 — нагнітальний клапан.

а рис. 4 представлений плунжерний горизонтальний насос простої дії, у якому роль поршня здійснює плунжер 1, що рухається поступально в циліндрі 2, плунжер ущільнюється за допомогою сальника 3. Плунжерні насоси не вимагають такої ретельної обробки внутрішньої поверхні циліндра, як поршневі, а нещільності легко усуваються підтягуванням чи заміною набивки сальника без демонтажу насоса. У зв’язку з тим що для плунжерних насосів немає необхідності в ретельному прогоні поршня і циліндра, їх застосовують для перекачування забруднених і в’язких рідин а також для створення більш високих тисків. У промисловості плунжерні насоси більш поширені, ніж поршневі.

Більш рівномірною подачею, ніж насоси простої дії, володіють поршневі і плунжерні насоси подвійної дії. Горизонтальний плунжерний насос подвійної дії (рис. 5) можна розглядати як сукупність двох насосів простої дії. Він має чотири клапани — два всмоктувальних і два нагнітальних.

Рис. 5. Схема горизонтального плунжерного насоса подвійної дії: 1 – плунжер; 2 – циліндри; 3, 4 – всмоктувальні канали; 5, 6 – нагнітальні канали.

Під час руху плунжера 1 вправо рідина всмоктується в ліву частину циліндра 2 через всмоктуючий клапан 3 і одночасно через нагнітальний клапан 6 надходить з правої частини циліндра в напірний трубопровід; при зворотному ході поршня всмоктування відбувається в правій частині циліндра через всмоктувальний клапан 4, а нагнітання — у лівій частині циліндра через клапан 5. Таким чином, у насосах подвійної дії всмоктування і нагнітання відбуваються при кожнім ході поршня, внаслідок чого, продуктивність насосів цього типу більше і подача прямодіючих, ніж у насосів простої дії.

Ще більш рівномірною є подача насоса потрійної дії, чи триплекс-насоса (рис. 6). Триплекс-насоси являють собою потрійні насоси простої дії, кривошипи яких розташовані під кутом 120° один від одного. Загальна подача триплекс-насоса складається з подач насосів простої дії, при цьому за один оберт колінчастого вала рідина три рази всмоктується і три рази нагнітається.

Рис. 6. Схема насоса потрійної дії (триплекс-насоса): 1 – циліндри; 2 – плунжери; 3 – колінчастий вал; 4 – шатун

За типом приводу поршневі насоси поділяються на приводні (від електродвигуна) і прямодіючі (від парової машини).

Прямодіючі парові насоси мають привід безпосередньо від парової машини, поршень якої знаходиться на одному штоку з поршнем насоса. Насоси цього типу використовують головним чином на установках, де за умовами безпеки застосування насосів з електричним приводом неприпустимо (вогне- і вибухонебезпечні виробництва), а також при наявності дешевої викидної пари (подача води в парові казани і т.п.).

За кількістю обертів кривошипа (кількості подвійних ходів поршня) розрізняють тихохідні (n=45-60 хв^-1), нормальні (n = 60-120 хв^-1) і швидкохідні (n=120-180 хв^-1) поршневі насоси. У прямодіючих насосів кількість подвійних ходів складає 50-120 за хвилину.