5. Поршневые насосы

141

В химической промышленности плунжерные насосы более распро­странены, чем поршневые.

Более равномерной подачей, чем насосы простого действия, обладают поршневые и плунжерные насосы двойного действия. Горизон­тальный плунжерный насос двойного действия (рис. II1-12) можно рассматривать как совокупность двух насосов про­стого действия. Он имеет четыре клапана — два всасывающих и два нагнетательных.

При ходе плунжера 1 вправо жидкость всасывается в левую часть цилиндра 2 через всасывающий клапан 3 и одновременно через нагнета­тельный клапан 6 поступает из правой части цилиндра в напорный трубо­провод; при обратном ходе поршня всасывание происходит в правой части цилиндра через всасывающий клапан 4, а нагнетание — в левой части

Рис. 111-12. Схема горизонтального плуи- жерного насоса двойного действия:

Л — плунжер: 2 *— цилиндры; 3,4 — всасываю­щие клапаны; 5, б нагнетательные -клапаны.

1-Т

±-т_{г Г}т_г

'2

Рис. Ш-13. Схема насоса трой- ного действия (триплекс-иасоса):

/ — цилиндры; 2 —¹ плунжеры; 3 коленчатый вал; 4 —! шатуны.

цилиндра через клапан 5. Таким образом, в насосах двойного действия всасывание и нагнетание происходят при каждом ходе поршня, вследствие чего производительность насосов этого типа больше и подача равномер­нее, чем у насосов простого действия.

Еще более равномерной является подача насоса т р о й н о г о действия, или триплекс-насоса (рис. ІІІ-ІЗ). Трип­лекс-насосы представляют собой строенные насосы простого действия, кривошипы которых расположены под углом 120° друг относительно друга. Общая подача триплекс-насоса складывается из подач насосов простого действия, при этом за один оборот коленчатого вала жидкость три раза всасывается и три раза нагнетается.

По роду привода поршневые насосы делятся на приводные (от элек­тродвигателя) и прямодействующие (от паровой машины).

Прямодействующие паровые насосы имеют при­вод непосредственно от паровой машины, поршень которой находится на одном штоке с поршнем насоса. Насосы этого типа используют главным образом на установках, где по условиям безопасности применение насосов с электрическим приводом недопустимо (огне- и взрывоопасные произ­водства), а также при наличии дешевого отбросного пара (подача воды в паровые котлы и т. п.).

По числу оборотов кривошипа (числу двойных ходов поршня) разли­чают тихоходные (п = 45—60 мин'¹), нормальные (п = = 60—120 мин^-1) и быстроходные (п = 120—180 мин^-1) поршне­вые насосы. У прямодействующйх насосов число двойных ходов состав­ляет 50—120 в минуту.

Производительность. В поршневых насосах жидкость при всасывании занимает в цилиндре объем, освобождаемый поршнем. В период нагнета­ния этот объем жидкости вытесняется поршнем в нагнетательный трубо-

Гл. III. Перемещение жидкостей (насосы)

провод. Следовательно, теоретически (без утечек жидкости) производи­тельность поршневого насоса будет определяться объемом, описываемым поршнем в единицу времени. •

В поршневом насосе простого действия объем, описываемый поршнем в единицу времени, будет равен произведению площади сечения Т-¹ поршня, длины хода 5 поршня и числа оборотов п кривошипно-шатунного меха­низма (или числа двойных ходов поршня, так как в насосе простого дей­ствия нагнетание жидкости происходит один раз за два хода поршня).

Таким образом, теоретическая производительность ((2_Т м³/сек) насоса простого действия

<Э₇, = ГЗп (111,27)

где п — число оборотов, сек~^%.

В насосе двойного действия за два хода поршня или один оборот кри­вошипа происходит два раза всасывание и. два раза нагнетание. При

ходе поршня вправо (см. рис. Ш-12) с левой стороны засасывается объем жидкости, равный <?=ссп51 ГБ, а с правой — нагнетается объем (Г—/) 5, ' где / — площадь поперечного сечения штока.

При ходе поршня влево с левой стороны вы- | талкивается в нагнетательный трубопровод

объем ГБ, а с правой — засасывается из вса­сывающей линии (Г—/) 5 м³ жидкости.

Следовательно, за п оборотов кривошипа

или двойных ходов поршня, теоретическая про-

о изводительность насоса двойного действия со- Рис. 111-14.- Характеристика ставит:

поршневого насоса. ^ _{= р5п} ^ ^ _5п _ ^ — /) (Ш.28)

Из выражения (III, 28) следует, что если пренебречь объемом жидкости, вытесняемым штоком (/ У⁷), то производительность насоса двойного действия будет вдвое больше производительности насоса простого действия.

Действительная производительность поршневого насоса меньше теоре­тической вследствие утечки жидкости через неплотности в сальниках, клапанах и местах стыковки трубопроводов, а также выделения из жидкости при давлении ниже атмосферного растворенного в ней воздуха. При не­правильной конструкции насоса это может привести к образованию в ци­линдре воздушных «мешков», уменьшающих подачу жидкости насосом. Все эти потери учитываются коэффициентом подачи, или объемным к. п. д. %.

Действительная производительность насоса

<2 = <2_тг]у (111.29)

В современных крупных насосах коэффициент подачи достигает 0,97—

1. 99; для насосов средней производительности ((} = 20—300 м³1ч) г\_у =

• 0,9—0,95; для насосов малой производительности 0,85—0,9.

Характеристика насосов. Зависимость между напором Н и произво­дительностью <2 поршневого насоса (рис. II1-14) изобрг ается верти­кальной прямой. Характеристика показывает, что производительность поршневого насоса есть величина постоянная, не зависящая от напора. Практически, вследствие увеличения утечек жидкости через неплотности, возрастающих с повышением давления, реальная характеристика (изобра­женная на рис. 111-14 пунктирной линией) не совпадает с теоретической. С увеличением давления действительная производительность поршневого насоса несколько уменьшается.

Неравномерность подачи. Скорость поршня, приводимого в движение кривошипно­шатунным механизмом, не является постоянной. Она изменяется от нуля (в левом и правом крайних положениях) до некоторого максимального значения (при среднем положении поршня).