Plunžrová čerpadla

Tam, kde průmyslové aplikace vyžadují vysoký tlak, se často používají čerpadla plunžrového typu. Plunžrové čerpadlo je navrženo tak, aby si dokázalo poradit s čerpáním jakéhokoli typu kapaliny, od obyčejné vody až po husté a viskózní suspenze obsahující pevné částice. Tato čerpadla jsou ideální pro mnoho aplikací díky své schopnosti zpracovávat abraziva, vysoké teploty a tlaky.

Princip

Plunžrová čerpadla jsou objemová čerpadla, která se skládají z komory ve tvaru válce, která obsahuje plunžr, vstupní a výstupní ventily, které řídí průtok, a tyčová prodlužovací ramena, která umožňují pohyb plunžrů v komoře.

Plunžrová čerpadla jsou vyrobena ze široké škály materiálů v závislosti na aplikaci. Materiál, ze kterého je píst vyroben, závisí také na tom, s jakou látkou bude píst pracovat. K čerpání abrazivních suspenzí a suspenzí se používá keramika, a pokud mluvíme o velmi vysokých tlacích, používá se kov: legovaná ocel nebo dokonce titan.

Jak funguje pístové čerpadlo?

Většina čerpadel tohoto typu používá klikový hřídel k pohybu plunžru při čerpání kapaliny. Během provozu nedosahuje píst plunžru ke stěně válce. Neexistují žádná vnější těsnění, protože je použit princip posunu. Těsnění pístu poskytuje statické těsnění kolem pístu a prodlužovací tyče a je přidržováno ucpávkou.

Na straně kapalinového bloku se používá píst k vytvoření sacího efektu. Sací ventil se otevře a umožní nasátí kapaliny do kapalinového bloku čerpadla, v tomto okamžiku se plunžr pohybuje a pohybuje kapalinou, čímž se zvyšuje tlak v systému.

Výfukový ventil se otevře po uzavření sacího ventilu a otevře cestu do pracovního prostoru. Některá čerpadla používají více plunžrů, které pomáhají řídit průtok kapaliny rovnoměrně a vyhýbají se tlakovým špičkám v systému. Toho je dosaženo nastavením úhlové polohy klikové hřídele, která pohání plunžry.

Klikový hřídel je zase poháněn pohonem. Pohon může být:

• elektrický
• Hydraulické
• Pneumatický
• Pára

V každém případě je použit klikový mechanismus pro vytváření vratných pohybů pístu podél osy.

Tlak ve válci plunžru způsobuje, že ventily na výtlačných a sacích bodech fungují.

přihláška

Pokud systém vyžaduje vysoký tlak, lze jej zajistit pomocí čerpadla plunžrového typu. Úkol může být tak jednoduchý jako čištění graffiti ze zdi, nebo může zahrnovat čerpání velmi viskózní kapaliny, kterou běžné čerpadlo nezvládne.

Pro výběr vhodného typu a značky je v každém případě nutné spočítat výkon čerpadla. Chcete-li vypočítat objem vstřikované kapaliny, musíte vynásobit plochu pístu délkou jeho zdvihu ve válci. Pro výpočet výkonu čerpadla berou v úvahu plochu plunžru, délku jeho zdvihu, rychlost pohonu a také počet plunžrů použitých v čerpadle.

V souladu s tím se vypočítá výkon použitého pohonu: je úměrný vypočtenému výkonu čerpadla a stanovenému tlaku.

Použité materiály

Ucpávky zajišťují, aby se čerpaná kapalina nedostala do kontaktu s pracovním médiem plunžrového čerpadla. Proto je konstrukčním řešením těsnění u plunžrových čerpadel věnována velká pozornost. Ucpávka je navržena tak, aby vytvářela maximální těsnost mezi plunžrovým blokem a nádobou, ve které se bude čerpaná kapalina pohybovat.

Ve většině případů se těsnění plunžrového čerpadla skládá z O-kroužků, pouzder nebo dokonce z obvyklé ucpávky. Nutnost provozovat čerpadlo v extrémních podmínkách však nutí konstruktéry a výrobce volit zejména odolné materiály. Těsnění čerpadla plunžrového typu musí odolat mechanickému opotřebení, vysokým teplotám a kontaktu s agresivními chemickými médii a abrazivními materiály.

Nejčastěji používaná těsnění jsou:

Přesně stejné důvody určují výběr materiálu pro výrobu samotného plunžru. Ocelové plunžry se používají pro čerpadla čerpající oleje. U čerpadel pracujících v kontinuálním režimu se používá keramika. Samotný plunžr a ventily (sací a výtlačné) jsou v kontaktu s čerpaným médiem a může být agresivní. Povaha tohoto prostředí určuje použitý materiál.

Stejná keramika se například nepoužívá pro čerpadla pracující v kyselém prostředí.

Jak vybrat plunžrové čerpadlo

Každý výrobní úkol musí být řešen odpovídajícím zařízením. Nesprávně zvolené čerpadlo se nemusí dobře vypořádat s přidělenými úkoly a předčasně vyprší čas. Pokud potřebujete vysokotlaká plunžrová čerpadla, kontaktujte společnost Comet. “Kometa” dodává produkty od nejznámějších výrobců průmyslové techniky – Comet, Ramex, HPP, Jurop. Specialisté společnosti vám pomohou vybrat plunžrová čerpadla a další zařízení v souladu s vašimi cíli a záměry.

Podstatné jméno „píst“ je mnohem „populárnější“ než „píst“. Ve vyhledávacích dotazech se objevuje dvacetkrát častěji (píst spalovacího motoru, brzdový píst, píst ventilu a samozřejmě píst čerpadla). Mnozí z těch, kteří alespoň intuitivně chápou, co je píst, o pístu vždy ani neslyšeli. Ačkoli v referenčních knihách a slovnících (nejen technických, ale také obecného typu) nejsou fráze s přídavným jménem „píst“ náhodnými hosty: píst vstřikovacího čerpadla (píst vysokotlakého palivového čerpadla), píst zvedáku, píst ventilu, píst lisu . A píst čerpadla, samozřejmě. Pokud je píst řádově „populárnější“ než píst, slova „pístové čerpadlo“ se při vytváření dotazu zadávají pouze o polovinu častěji jako „pístové čerpadlo“.

Píst a píst. Pístová a plunžrová čerpadla

V souladu s GOST 17398-72 Čerpadla. Termíny a definice „pístová a plunžrová čerpadla jsou pístová čerpadla, jejichž pracovní části jsou vyrobeny ve formě pístu a ve formě plunžru. Jaký je „vztah“ mezi pístem a plunžrem?

Existuje velké pokušení uvažovat o synonymech pístu a pístu, zejména proto, že mnoho slovníků synonym sdílí stejný názor a staví je na roveň termínu „ponoření“, který se dnes používá mnohem méně často než v nedávné minulosti. To mimochodem není vůbec náhodné, protože slovo „plunger“ pochází z anglického plunge, což znamená ponoření, potápění. Skutečnost, že píst a plunžr nejsou úplně totéž, nepřímo dokládá stejná GOST 17398-72, která definuje rotační pístové čerpadlo jako rotační progresivní čerpadlo s pracovními tělesy ve formě „pístů nebo plunžrů“.

A přesto většina slovníků v definici plunžru používá slovo píst, což dává důvod považovat plunžr nikoli za jedinečný vytlačovač, ale za zvláštní případ pístu. Podle Velkého encyklopedického slovníku (2. vydání, 1997) je píst „píst, jehož délka výrazně přesahuje jeho průměr“. Výkladový slovník upravil D. N. Ushakov, 1935-1940. ─ „píst v tlakových čerpadlech ve tvaru dlouhé válcové tyče“. Velká polytechnická encyklopedie, ed. V. D. Ryazantseva, 2011 ─ „protáhlý masivní válcový píst s kroužkovým těsněním“. A nakonec Velká sovětská encyklopedie 1969-1978. vydání ─ „píst s hladkým tvořícím povrchem nebo s prstencovými drážkami, jehož délka výrazně přesahuje průměr“.

To znamená, že hlavním rozlišovacím znakem, který dává důvod nazývat píst plunžrem, je geometrie a rozměry pístu. Když se píst „natáhne“ a jeho délka začne výrazně převyšovat jeho průměr, přičemž nadále zůstává pístem, stává se také plunžrem. Délka a průměr pístu mohou být libovolné. Průměr pístu je mnohem menší než délka pístu.

Na základě výše uvedeného lze plunžrové čerpadlo považovat za jednu ze dvou variant pístového čerpadla, což může být pístové čerpadlo a plunžrové čerpadlo.

Plunžrové čerpadlo: princip činnosti, rozdíly mezi pístovým a plunžrovým čerpadlem

Činnost plunžru a pístu v čerpadle probíhá za použití stejných principů vytlačování kapaliny, proto jsou hydraulické parametry plunžrového a pístového čerpadla obecně stejné. Zařízení plunžrového čerpadla má však některé vlastnosti, které spočívají v utěsnění pracovního těla.

Povrch plunžru je obvykle hladký a neobsahuje drážky pro uložení těsnění, která jsou instalována na vnitřním povrchu válce. To vám umožňuje měnit jejich počet a šířku s větší svobodou. Stačí jednoduše dodat mazivo do stacionárního těsnění umístěného na povrchu válce, což umožňuje nejen zvýšit rychlost pohybu pístu, ale také životnost párů pístů.

O-kroužky na pístu brání tomu, aby dosahoval tak vysokých rychlostí jako hladký píst. Vzhledem k tomu, že se plunžr může pohybovat vysokou rychlostí, zvyšuje se počet jeho dvojitých zdvihů, což výrazně převyšuje technologicky a ekonomicky oprávněný počet dvojitých zdvihů pístu. A čím větší je počet dvojitých zdvihů, tím menší rozměry a hmotnost čerpadla postačují k poskytnutí požadovaného hydraulického výkonu.

Konstrukční vlastnosti těsnění plunžrového čerpadla usnadňují použití moderních materiálů se zlepšenými antikorozními vlastnostmi, vysokou odolností vůči agresivnímu prostředí a značnou životností. Použití inovativních řešení, například oxidové keramiky (keramické plunžry), umožnilo dále snížit opotřebení a zvýšit životnost plunžrů.

Aby byla zajištěna těsnost a dostatečné malé síly pro pohyb pístu, je jeho povrch k válci pečlivě zabroušen. Při výrobě plunžrových čerpadel není nutné stejně pracné zpracování vnitřního povrchu válce. A dosažení vysoké úrovně čistoty na vnějším povrchu pístu je technologicky jednodušší než na vnitřním válci.

Pístová čerpadla samotná se díky svým konstrukčním vlastnostem používají pro nízké a střední tlaky; plunžr ─ hlavně (ale nejen) pro vysoké. Pokud se u pístových čerpadel měří tlak čerpané kapaliny v desítkách megapascalů, pak jsou plunžrová čerpadla schopna čerpat kapalinu o tlaku 100 MPa a vyšším.

Konstrukce pístového dávkovacího čerpadla

Hlavní části pístových a plunžrových čerpadel jsou válec a v něm pohybující se píst (plunžr), jehož pohybem je nasávána a čerpána kapalina. Pohyb pístu (plunžru) zajišťuje elektrický nebo jiný např. dieselový pohon. Ruční plunžrová čerpadla mají svou vlastní oblast použití.

Rotační pohyb hřídele motoru pomocí klikového mechanismu (kliky, ojnice a tyče) se převádí na vratný pohyb píst-plunžr, jehož výsledkem je střídání podtlaku a přetlaku uvnitř válce. Činnost plunžrového čerpadla je koordinována sacími a výtlačnými ventily.

Pístové dávkovací čerpadlo zajišťuje přívod (průtok) dávkované kapaliny s velmi vysokou přesností. Jednotka dávkovacího jednopístového elektrického čerpadla se skládá ze dvou pohonných a hydraulických bloků. Pohonná jednotka obsahuje motor a převodovku se šnekovým párem a ovládacím mechanismem. V hydraulice ─ jeden nebo více hydraulických válců (jiné názvy ─ komora čerpadla, skříň). Elektrické čerpadlové dávkovací jednotky mohou být vybaveny jak shodnými, tak i odlišnými hydraulickými válci z hlediska napájení.

Funkcí převodovky je převést rotační pohyb hřídele motoru na vratný pohyb plunžru a zajistit plynulou regulaci délky zdvihu plunžru.

Konec šnekového hřídele je spojen s hřídelí motoru pomocí spojky. Hřídel, na kterém je upevněno šnekové kolo, má excentrický čep ─ sedlo pro excentr. Ojnice namontovaná na excentru převádí rotační pohyb hřídele šnekového kola na vratný pohyb jezdce připojeného k plunžru. Změnou polohy excentru vzhledem k čepu hřídele se změní délka zdvihu plunžru z maxima na nulu. Největší bude při maximální excentricitě. Blížící se bod uchycení ojnice ke středu hřídele znamená, že se zdvih plunžru snižuje. V souladu s tím se množství kapaliny dodávané čerpadlem snižuje.

Řízení posuvu změnou délky zdvihu plunžru lze provádět ručně nebo na dálku, když je jednotka zastavena nebo je v pohybu (toto neplatí u všech modelů).

Průtok můžete regulovat jiným způsobem – změnou počtu zdvihů plunžru pomocí frekvenčně řízeného asynchronního pohonu.

U výkonných čerpadel pomáhají vyměnitelné části tělesa ventilu ─ plunžry a pouzdra různých průměrů rozšířit rozsah hodnot průtoku a tlaku.

K čerpání dávkované kapaliny je určen hydraulický válec ─ manžeta s těsnicím zařízením ─. K jeho tělu jsou připevněny kulové kohouty. Společnost Areopag ─ jeden z předních ruských výrobců dávkovacích čerpadel ─ nabízí několik způsobů upevnění ventilů: pomocí rámu nebo přírub, stejně jako závitové a rychlospojky. Když se plunžr přesune do sání a vypouštěcí ventil se uzavře, v hydraulickém válci se vytvoří podtlak. Po otevření ventilu na sání (jiné názvy ─ sací ventil, sací ventil, sací ventil) se těleso válce naplní činidlem. Při zpětném zdvihu plunžru se sací ventil uzavře a v dutině hydraulického válce se vytvoří přetlak, pod jehož vlivem se otevře výtlačný ventil (výfukový ventil, výtlačný ventil) a kapalina je vytlačena ven. dutina hydraulického válce. Tento proces se opakuje s každým cyklem vratného pohybu pístu.

Plunžrová čerpadla jsou klasifikována podle počtu pracovních dutin (hydraulické válce, plunžry): jednopístové čerpadlo, dvojité pístové čerpadlo, trojité pístové čerpadlo (obzvláště rozšířené), vícepístové čerpadlo.

Čerpadla se dvěma nebo více plunžry mají společný klikový hřídel s klikami umístěnými pod úhlem vůči sobě. U trojitých plunžrových čerpadel je to 120O.

Víceplunžrová čerpadla umožňují zvýšit účinnost jednotky a průtoku (přitom je možné současně dávkovat různé kapaliny);

Blokové jednotky různých kategorií přesnosti dávkování vyráběné společností ZDT Areopag jsou vyráběny s jedním, dvěma nebo více čerpadly. Samostatná regulace průtoku pro každé čerpadlo změnou délky zdvihu plunžru je doplněna synchronní regulací pro všechny změnou počtu zdvihů.

Pro výrobu průtokové části se používají chromové, chromniklové, chromniklmolybdenové oceli, jakož i slitiny niklu a titanu.

Jako volitelné příslušenství je k dispozici topné (chladicí) zařízení pro průtokovou část, stejně jako lucerna, horní zátka a spodní vypouštěcí armatura.

Jednotky plunžrového elektrického čerpadla je možné vyrábět v různých klimatických verzích nejen pro všeobecné průmyslové účely, ale také se zvýšenou úrovní ochrany proti výbuchu pro provoz v požárně nebezpečných prostorech.

Aplikace plunžrových čerpadel

Díky svým funkčním vlastnostem, včetně schopnosti vytvářet vysoké tlaky a pracovat s agresivními a viskózními médii, jsou plunžrová čerpadla široce používána v celé řadě technologických oblastí. Počet podniků v různých průmyslových odvětvích, které chápou potřebu nákupu plunžrového čerpadla, každým rokem roste.

Ve stavebnictví umožňují plunžrová čerpadla provádět širokou škálu technologických operací počínaje slovem „čištění“ (díky vysokému tlaku!). Čištění ocelové výztuže železobetonových konstrukcí od rzi. Čištění povrchů stavebních konstrukcí, například zdí domů, od graffiti. Čištění technologické dopravy a zařízení ─ míchačky cementu, mlýny, síta, míchačky betonu.

Průmyslová zařízení, která zahrnují plunžrová čerpadla, se používají ke zdrsnění stavebních konstrukcí a řezání švů. V silničním průmyslu se používají k odstraňování dopravního značení a dokonce i vrstev asfaltového betonu.

V metalurgii pomáhají plunžrová čerpadla odvápňovat profily a cirkulovat pracovní kapalinu v těžkých metalurgických zařízeních, jako jsou valivá ložiska.

Při těžbě ropy a plynu slouží hlubinná plunžrová čerpadla jako hlavní výkonný orgán tyčových čerpacích jednotek (SSPU) používaných pro těžbu ropy.

V elektrotechnice a tepelné energetice se používají k čištění pecí, hořáků a výměníků tepla.

Ke stejným účelům se často používají plunžrová čerpadla v potravinářském průmyslu, který je obzvláště náročný na čistotu procesního zařízení.

Strojírenství a auta nemůžete ignorovat. Vysokotlaké palivové plunžrové čerpadlo zajišťuje vstřikování paliva do spalovacích komor motorů s plynovou turbínou, stejně jako traktorů, automobilů a dalších dieselových motorů.

Plunžrové olejové čerpadlo je součástí mnoha typů kovoobráběcích zařízení, zejména lisů. Bez zastavení technologického procesu můžete pomocí plunžrového čerpadla regulovat průtok oleje do hydraulického systému, což zjednodušuje ovládání zařízení.

Vysokotlaké plunžrové čerpadlo na vodu vytváří proudy, kterými lze řezat nejen kámen nebo beton, ale i kov.

Pístové čerpadlo na vodu se používá v systémech zásobování vodou a čištění vody. Například jako napájecí čerpadlo.

Plunžrové čerpadlo pro myčku automobilů je zařízení, které většina motoristů zná.

Nejdůležitějším segmentem pro použití plunžrových čerpadel, oblastí, kde se jim podařilo výrazně vytlačit pístová čerpadla, je chemický průmysl. Zde, stejně jako v řadě dalších průmyslových odvětví, mají široké uplatnění plunžrová dávkovací čerpadla určená pro objemové tlakové dávkování neutrálních, toxických a agresivních kapalin, ale i roztoků, suspenzí a emulzí s vysokou kinematickou viskozitou a hustotou. Při dávkování emulzí a suspenzí je nutné častěji čistit části ventilového systému od nečistot.

Používají se pro dávkování kyselin, zásad, vícesložkových roztoků, hořlavých a výbušných kapalin.

Pomocí pístových dávkovačů Areopag je možné dávkovat kapaliny s kinematickou viskozitou od 3,5ˣ10-7 do 8ˣ10-4 m2/s, hustotou až 2000 kg/m2, teplotou od minus 30 do plus 200OC (dle dle pokynů zákazníka – od minus 40OC do plus 250OC) a hodnoty pH 0-14 pH. Přípustná koncentrace pevné neabrazivní fáze je ─ 10 % (30 %), její hustota je ─ 2300 kg/m3, zrnitost je ─ ne více než 1 % (3 %) velikosti jednotkové trysky.

Spolu se schopností poskytovat vysoké průtoky a tlaky nabízejí plunžrová čerpadla další výhody. Mají méně opotřebitelných dílů, což zvyšuje spolehlivost a zjednodušuje údržbu a opravy plunžrového čerpadla. Výměna pístu nevyžaduje speciální nástroje a lze ji provést na místě.

Cennou kvalitou pro spotřebitele je kompaktnost a pro výrobce nižší spotřeba materiálu než u „pístového čerpadla samotného“.

Pro manipulaci s viskózními a kontaminovanými kapalinami jsou plunžrová čerpadla vhodnější než pístová čerpadla. Proto mají tak významné místo v chemickém průmyslu, a to i jako dávkovače.

Mimořádně důležitou vlastností dávkovacích čerpadel je vysoká, v případě potřeby přesnost dávkování. Jsou snadno integrovatelné do výrobních a technologických linek, lze je automatizovat, vyznačují se vysokou účinností a nízkou spotřebou energie při dávkování.

Dnes jsou široce používána plunžrová dávkovací čerpadla a zařízení, která je používají. Potenciál pro jejich zlepšení není vyčerpán. Řada otázek velkého praktického zájmu zůstává aktuální: zvýšení životnosti párů pístů, prodloužení doby generální opravy, ještě vyšší přesnost dávkování a další. Je důležité, že dnes mohou ruští spotřebitelé očekávat odpovědi na ně od domácích společností, z nichž produkty těch nejlepších jsou již schopny konkurovat za stejných podmínek čerpadlům předních zahraničních výrobců.