Насос вибрационный принцип работы: Вибрационный насос погружной: принцип работы, характеристики

Содержание

Особенности конструкции и принцип действия погружного вибрационного насоса

Погружные насосы, используемые для водозабора из колодцев, сегодня достаточно популярны. Они имеют компактные габариты, отсюда, в принципе, и их небольшая цена, плюс неплохие технические характеристики. То есть, для небольшой водопроводной сети загородного дома это идеальный прибор для откачки воды. Поэтому надо разобраться с устройством вибрационного насоса и понять, по какому принципу он работает. Итак, погружной вибрационный насос, что он собой представляет.

Конструктивные особенности

На фото ниже показан погружной насос вибрационного типа для колодцев в разрезе. Что входит в него, почему он работает именно так.

Погружной вибрационный насос

В основе работы насоса данного типа лежит силовой агрегат. По сути, это катушка с сердечником, через которые проходит электрический ток. Всем известно, что в таком электрическом устройстве электричество преобразуется в магнитное поле, действующее на любой предмет в виде поступательной электромагнитной силы.

Так вот обычно сердечник в таких насосах – это собранные в П-образную конструкцию стальные магнитные пластины. Поверх них обматывается катушка из медной проволоки, которая сверху покрывается специальным защитным лаком. Все это устройство заливается эпоксидной смолой, что придает ему устойчивое положение. К тому же смола дополнительно выполняет функции гидроизоляционного материала, оберегающего катушку от негативного воздействия воды. Нередко производители в эпоксидку добавляют кварцевый песок. Его назначение – увеличить теплоотдачу катушки, чтобы повысить ее охлаждаемость.

Второй по значимости узел (деталь) – это вибрирующий механизм, отсюда, в принципе, и название самих насосов. В его основе лежит якорь, тот самый предмет, который будет перемещаться поступательно. С одной стороны он установлен в катушку, и на него будет действовать магнитное поле прибора. С другой стороны к нему прикреплен шток, на конце которого установлена резиновая шайба. Она выполняет функции амортизатора.

Сам насос разделен на две камеры: для всасывания и нагнетания воды. Первая располагается ближе к источнику водозабора, вторая ближе к катушке вибратора. Между ними располагается резиновая прокладка, которая работает, как обратный клапан. То есть, она внутрь насоса воду пропускает, а обратно нет. Кстати, эта деталь является самой изнашиваемой. Именно по ее техническому состоянию можно определить, как эффективно работает сам насос. Необходимо обратить внимание и на специальные каналы, по которым вода будет подаваться наверх в дом.

Благодаря своей простой конструкции, вибрационный насос неприхотлив в эксплуатации. В нем отсутствуют вращающиеся механизмы и соединения, которые нуждаются в смазке. Изношенная резиновая прокладка легко заменяется. Малый нагрев при работе и устойчивость к температурным перепадам обеспечивают долгий срок службы. Поэтому многие отдают предпочтение вибрационному как лучшему насосу для колодца в сравнении с какими-либо другими типами. Но вибрации обладают разрушающей силой, которая может вызвать смещение грунта или нарушение целостности материала стен колодца. Поэтому контакт корпуса насоса с другими поверхностями нежелателен.

Схема работы и детализация

Принцип работы

Принцип работы вибрационного насоса для колодца зависит от работы вибрирующего механизма. Поэтому устройство данного типа имеет инерционный характер действия. То есть, поступление воды производится посредству возвратно-поступательного движения поршневой группы.

Как уже было сказано выше, электроэнергия в катушке силового механизма превращается в магнитное поле. Оно втягивает в себя якорь, часть которого располагается в нагнетательной камере насоса. То есть, получается так, что якорь тянет за собой поршень, который изгибается в сторону нагнетающего отсека. Кстати, поршень представляет собой толстую резиновую прокладку, разделяющую два отсека между собой.

Итак, поршень изгибается, значит, в подающем отсеке падает давление, что является причиной всасывания воды из колодца. Как только отсек заполнится полностью, катушка размагничивается, отпуская якорь. Он начинает двигаться в обратном направлении, выгибая поршень, что становится причиной повышения давления в подающей камере. Вода куда-то должна двигаться под давлением. Обратно в колодец не получится, потому что перед ней закрыто входное отверстие обратным клапаном. Остается открытым только один ход – в нагнетающую камеру.

Как только она заполнится, происходит вторичное намагничивание катушки, то есть, якорь повторяет свое движение в обратную сторону. Процесс закачки воды происходит по той же технологии. А вот вода внутри нагнетающей камеры начинает сжиматься, давление увеличивается, и она по специальным каналам устремляется в подающий патрубок, а оттуда в водопроводную трубу или шланг.

Внимание! Этот процесс прокачки воды является цикличным. Скорость повторений огромна – до 100 колебаний в секунду. При этом ход поршневой группы минимально. То есть, с виду это очень похоже на вибрации, чем на возвратно-поступательные движения. Поэтому насосы этой группы и получили такое название.

Внутренняя начинка

Виды вибрационных насосов

Вибрационные насосы для воды стали выпускаться в середине 70-х годов прошлого века. С тех пор их конструкция практически не изменилась. Но у них есть две подгруппы, которые отличаются друг от друга местом водозабора. То есть, насос может откачку производить снизу или сверху. Предпочтение при выборе лучше отдавать второй позиции, потому что таким образом можно избежать засорения агрегата за счет более чистой воды в верхних слоях колодезной шахты.

Популярные модели

Что касается брендов, то их отличает только имя, а не конструкция. Самыми первыми на рынке появились насосы под названием «Малыш», затем появился «Ручеек». Надо сказать, что и сегодня это лидеры в свое категории. Они компактные, дешевые, некапризные, с достаточно приличной мощностью и напором. То есть, можно сказать, что эти две модели самые мощные вибрационные насосы в своей группе. Имеется в виду для бытового обеспечения водой.

Есть, правда, у этих агрегатов один большой минус – катушка быстро сгорает, если ее не охлаждать. То есть, если насос работает в сухую, не прокачивая через себя воду, то это сто процентов, что он быстро выйдет из строя. Поэтому в современные модели производители устанавливают термозащиту. Она отключает агрегат, если его температура превосходит критическую, настроенную на заводе.

С нижним водозабором

Технические характеристики

У вибрационных насосов технические характеристики те же, что и у других разновидностей. Это производительность и напор. Они обязательно указываются в паспорте изделия и на бирке, прикрепленной к корпусу прибора.

В основном под производительностью подразумевается объем воды, израсходованной за один час эксплуатации, поэтому единица измерения этого показателя — м³/ч. Нельзя приобретать насос, исходя, чем больше производительность, тем лучше. Потому что, чем она больше, тем выше цена агрегата.

Поэтому производительность рассчитывается опытным путем, где учитывается количество всех потребителей, работающих одномоментно. То есть, если в вашем загородном доме две раковины, душ и унитаз, а на улице летний душ и кран для полива зеленных насаждений, то все это должно учитываться. При этом у каждого потребителя свой расход в зависимости от установленного крана или смесителя. К примеру, душ за одну минуту спускает 9 литров воды, обычный поливочный кран – 6 литров. Учитывая все это, можно подогнать производительность насоса для скважины вибрационного под необходимую потребность в воде. Лучше взять чуть больше, на всякий случай.

Что касается напора, то, к сожалению, проводились тестирования нескольких марок вибрационных насосов, которые показали, что не все они соответствуют паспортным данным. То есть, величина, указанная в сопроводительных документах, приблизительная. Правда, необходимо отметить, что такие модели, как Малыш и Ручеек, превзошли все ожидания. И у них напор оказался выше паспортных данных, что, конечно, очень даже радует.

Бирка насоса

Насос в системе автономного водопровода

Установочная схема вибрационного насоса точно такая же, как и у всех погружных агрегатов. Его месторасположения – шахта колодца внутри воды. Уже от него поднимается в дом труба или шланг, соединяемая с внутренней водопроводной разводкой.

Конечно, сегодня кроме трубы в доме устанавливаются накопительные емкости разного действия, коллектора и прочие удобные в эксплуатации приборы и устройства. Сам же насос все также работает внутри воды. Правда, управление вибрационным насосом стало немного проще в плане автоматизации процесса. То есть, в водопроводную систему сегодня устанавливают различные датчики, которые контролируют его работу. Да и сам агрегат претерпел некоторые изменения. К примеру, модели с термозащитой от холостого хода прибора.

Схема установки

По сути, это температурный датчик, установленный в корпусе прибора, и который контролирует температуру деталей. Если насос начинает работать вхолостую, то есть, через него не прогоняется вода, от чего он перестает охлаждаться, датчик срабатывает, отключая установку. На насос погружной вибрационный для колодцев будут действовать и датчики, установленные в накопительных емкостях. В обычном баке – это поплавковый выключатель, в гидроаккумуляторе это реле давления.

То есть, говоря о домашнем водопроводе с использованием погружного вибрационного насоса из скважины или колодца, необходимо говорить о достаточно надежном оборудовании, дешевом и эффективном. При небольших габаритах он является обладателем неплохих технических характеристиках, что очень важно в век тотальной экономии.

Принцип работы вибрационного насоса

Устройство и принцип действия вибрационного насоса

Все вибрационные насосы работают за счёт того, что давление в нагнетающей камере постоянно изменяется. Закачка воды в эту ёмкость осуществляется посредством возвратно-поступательных движений поршня.

Принцип действия погружной вибрационной модели насоса выглядит так:

  1. После включения оборудования в сеть на обмотку катушки поставляется ток, который способствует возникновению магнитного поля.
  2. Из-за намагничивания катушки вокруг сердечника к ней притягивается вибратор, расположенный в нагнетательной камере.
  3. Благодаря этому резиновый поршень посредством штока изгибается и приближается к нагнетательной камере. За счёт этого во всасывающей ёмкости снижается давление.
  4. Это способствует тому, что во всасывающую камеру затягивает воду из источника через обратный клапан.
  5. Переменный ток способствует тому, что на небольшой промежуток времени намагничивание исчезает. В результате этого шток возвращается обратно благодаря амортизатору.
  6. Поршень давит на воду, которая находится во всасывающей ёмкости. Это приводит к повышению давления в камере.
  7. Поскольку обратный клапан находится в закрытом состоянии из-за давления воды, жидкость устремляется в нагнетательную камеру.
  8. Когда намагничивание возвращается, шток с поршнем отодвигается назад, способствуя повышению давления в нагнетательной камере. Благодаря этому вода продвигается по каналу к магистральному трубопроводу. В этот же момент во всасывающей ёмкости давление понижается, за счёт чего жидкость засасывается из источника.

Важно знать: поскольку такт намагничивания и размагничивания повторяется около 100 раз/сек., то движения штока превращаются в вибрации. Именно поэтому агрегаты и получили название вибрационных насосов.

Сфера использования

  • С помощью такого оборудования можно производить откачивание воды из только что выкопанного колодца для его раскачки.
  • Чтобы почистить колодец или осмотреть водоносные ключи, необходимо откачать всю воду. С этой задачей справится вибрационный насосный агрегат.
  • Оборудование можно использовать для перекачивания воды из колодца в хозяйственных, питьевых и бытовых целях.
  • Насос подходит для перекачки воды из цистерны, бака, резервуара, озера, реки, бассейна или другого водоёма.
  • Для осушения затопленных помещений, котлованов, подвалов, траншей.

Внимание: вибрационный насос для скважины лучше не использовать, поскольку вибрации от этого оборудования могут негативно повлиять на целостность гидротехнического сооружения.  

О тонкостях использования в скважине

Работа вибрационного насоса способствует формированию в воде вихревого потока, который будет поднимать со дна сооружения мелкие примеси, не задерживающиеся сеткой фильтра. Это может привести к двум вариантам исхода:

  • Мелкий песок будет засасываться с водой, и из крана у вас будет течь вода с песком. Обычно в этом случае говорят, что скважина «пескует».
  • Если песок забьёт насосное оборудование и трубопровод, то подача воды прекратится, и можно говорить, что скважина заилилась.

Постоянные вибрации, создаваемые прибором, могут со временем вызвать смещение деталей обсадной колонны. Это может привести к обвалу скважины, а если гидротехническое сооружение находится недалеко от дома, то и разрушению фундамента.

Хотя в некоторых случаях вибрация агрегата может быть полезной. Например, подобное оборудование с успехом используется для разработки и прокачки новых скважин. Небольшое разрушение породы в этом случае способствует увеличению производительности гидротехнического сооружения. Однако выполнять работу по раскачке водозабора может только специалист.

Внутреннее строение вибрационного насоса

На рисунке изображен насос с верхним забором воды.

Принцип работы его состоит в следующем:

  • Переменное напряжение в сети вызывает изменения в магнитном поле сердечника, который притягивает и отталкивает якорь поочередно.
  • В насосной части происходят возвратно-поступательные движения поршня, создающий давление (при помощи гидравлического удара) в напорной магистрали. Этот эффект и позволяет поднять воду из скважины наверх.

В насосах с нижним забором все происходит аналогично. Различно только расположение насосной и электрической части.

Электропривод насоса состоит из двух катушек, сердечника и кабеля питания. Для герметизации электропривода он заливается эпоксидной смолой. Такой тип электропривода является наиболее простым и служит гораздо дольше чем подверженная износу насосная часть. Насосная часть соединяется с электроприводом при помощи четырех винтов.

Применение вибрационного насоса

  • Водоснабжение из скважин, колодцев и открытых водоемов.
  • Заполнение систем отопления — вибрационный насос используется вместо опрессовщика.
  • Откачка воды из глубоких подвалов — использование вибрационного насоса в качестве дренажного с большим напором.
  • Прокачка новых скважин от песка (уменьшает срок службы) — возможно и такое применение вибрационного насоса, но необходимо понимать, что такой насос может повреждать линзу, в которой под обсадной трубой собирается вода. Поэтому для прокачки скважин от песка лучше применять центробежный насос.

Правильная эксплуатация

  • Запрещается эксплуатировать насос при повышенном напряжении.
  • Запрещается эксплуатация прибора с поврежденным шнуром питания.
  • Запрещается включать прибор без воды, во избежание перегрева насоса
  • Прибор должен работать непрерывно не более, чем 2 часа с последующим перерывом не менее 20 минут.
  • Запрещается перекачивать жидкости содержащие песок, грязь и нефтепродукты.

Конструкция вибрационного погружного насоса

Конструкция любого вибрационного насоса однотипна и включает в себя такие элементы как корпус, вибратор и электромагнит.

Схема сборки насоса «Ручеек»

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

принцип работы, техпараметры, модели, рекомендации по установке

Когда речь идет об откачке воды из колодца или неглубокой скважины, остро становится вопрос о выборе насоса. Подобное оборудование стоит недешево, поэтому проблема волнует еще больше.

Оптимальным вариантом в данном случае станет насос «Малыш» — погружной вибрационный агрегат с несложной конструкцией и весьма долговечный.

Конечно, для глубокой скважины и больших объемов воды он вряд ли подойдет, но его высокая надежность, многотысячные благодарные отзывы потребителей и приятная стоимость заставят обратить на себя внимание.

Принцип действия насосов «Малыш»

Монтаж погружного агрегата заключается в опускании его на тросе в колодец и включении в электросеть. После этого срабатывает привод, который преобразует электричество в электромагнитные колебания. Это приводит к реагированию поплавкового клапана и вызывает вибрацию мембраны, которая, в свою очередь, нагнетает давление в системе.

Для того, чтобы работа насоса была эффективной и безотказной, его желательно оснастить блоком автоматики. Перегрев – страшный враг «Малыша», а автоматическое управление позволит его избежать.

Виды погружных насосов «Малыш»

Агрегаты «Малыш» отличают друг от друга способом забора воды.

  1. Насосы с нижним забором жидкости применяются в колодцах с диаметром более 100 мм. Такой агрегат способен откачивать воду даже из лужи, то есть его можно применять в затопленных помещениях или в колодце с небольшим количеством жидкости.

Нижний забор нередко приводит к забиванию насоса мелкими частицами песка или мусора, поэтому вода должна быть максимально чистой.

  1. Агрегаты «Малыш» с верхним забором жидкости благодаря своей конструкции защищены от попадания загрязнений. Из-за того, что насос в таком устройстве размещен в нижней части, оно лучше охлаждается и дольше работает.

Погружные насосы «Малыш» с верхним забором воды более популярны, так как они меньше перегреваются и не забиваются мусором. Конечно, автоматику желательно устанавливать и на такой агрегат.

Технические характеристики насосов «Малыш»

Существует несколько моделей агрегатов «Малыш», но технически они обладают примерно одинаковыми параметрами:

  • мощность – 245 Вт;
  • производительность – 432 л/сек;
  • напряжение – 220 В;
  • рабочая глубина – до 40 м.

Для того, чтобы насос «Малыш» работал долго и безотказно, следует оснастить его специальным фильтром, который предотвратит попадание в агрегат твердых частичек и ила.

Модельный ряд насосов «Малыш»

Существует несколько типов погружных устройств «Малыш»:

  1. Стандартный насос – это вибрационный агрегат с нижним забором воды, который используется для откачки воды из колодца диаметром более 100 мм на горизонтальное расстояние 100–150 м.

Такое устройство может поднимать воду на 40 м и может беспрерывно работать 2 ч. Автоматический блок управления в комплекте отсутствует.

  1. Серия «Малыш-М» — аналогичный предыдущему варианту по характеристикам, но имеет верхний забор жидкости.
  2. Линейка «Малыш-З» — оптимальный вариант для колодцев диаметром свыше 80 м и для небольшого расхода воды.

Мощность такого агрегата составляет 165 Вт, вес – всего 3 кг.

  1. Тип «Малыш-К». Насос этой серии ничем не отличается от классической модели, но имеет встроенную автоматику, что делает его более популярным по сравнению с остальными.
  2. Модели «Малыш БВ-О, 12-40-У5» — могут иметь различные по длине кабели (10м, 40м, 25м, 16м). Каждый тип имеет тепловую защиту и нижний забор жидкости. Отличный вариант для обеспечения водой частного дома или организации полива.

Особенности монтажа насоса «Малыш»

Установка погружного агрегата «Малыш» не представляет никакой сложности. Необходимо один конец прочного капронового шнура или троса закрепить на корпусе насоса (на нем есть специальное отверстие). Второй конец подсоединяется к эластичной подвеске (резиновому шлангу или жгуту). Это необходимо для снижения вибрационных колебаний.

На корпус желательно надеть широкое резиновое кольцо, чтобы он не бился во время работы о стенки колодца. Насос подвешивается, и его можно эксплуатировать.

Следует помнить, что устройства с нижним забором воды опускают на расстояние 1 м от дна колодца. Насосы с верхним забором можно устанавливать на самом дне.

Устройство, принцип работы и установка вибрационного насоса

Сегодня мы разберемся в том, как работает самый простой и популярный в народе вид погружных насосов — вибрационные. Начнем мы, как обычно, с определения.

Что такое вибрационный насос

Вибрационный насос это погружной насос, поднимающий воду при помощи возвратно-поступательных движений поршня внутри насосной части.

Главное преимущество таких насосов их простота и низкая стоимость. Они являются оптимальными для решения многих задач.

Устройство вибрационного насоса

Внутреннее строение вибрационного насоса изображено ниже на рисунке:

Вибрационный насос с верхним забором воды

На рисунке изображен насос с верхним забором воды.

Вибрационный насос: принцип работы

Принцип работы его состоит в следующем:

  • Переменное напряжение в сети вызывает изменения в магнитном поле сердечника, который притягивает и отталкивает якорь поочередно.
  • В насосной части происходят возвратно-поступательные движения поршня, создающий давление (при помощи гидравлического удара) в напорной магистрали. Этот эффект и позволяет поднять воду из скважины наверх.

В насосах с нижним забором все происходит аналогично. Различно только расположение насосной и электрической части.

Электропривод насоса состоит из двух катушек, сердечника и кабеля питания. Для герметизации электропривода он заливается эпоксидной смолой.

Такой тип электропривода является наиболее простым и служит гораздо дольше чем подверженная износу насосная часть.

Насосная часть соединяется с электроприводом при помощи четырех винтов.

Применение вибрационного насоса

Вибрационные насосы могут применяться для решения самых разных задач.

Перечислим их в виде короткого списка:

  • Водоснабжение из скважин, колодцев и открытых водоемов.
  • Заполнение систем отопления — вибрационный насос используется вместо опрессовщика.
  • Откачка воды из глубоких подвалов — использование вибрационного насоса в качестве дренажного с большим напором.
  • Прокачка новых скважин от песка (уменьшает срок службы) — возможно и такое применение вибрационного насоса, но необходимо понимать, что такой насос может повреждать линзу, в которой под обсадной трубой собирается вода. Поэтому для прокачки скважин от песка лучше применять центробежный насос.

Правильная эксплуатация вибрационного насоса

Для того, чтобы срок службы вашего насоса не уменьшился, необходимо соблюдать правила эксплуатации.

Они будут следующими:

  • Запрещается эксплуатировать насос при повышенном напряжении.
  • Запрещается эксплуатация прибора с поврежденным шнуром питания.
  • Запрещается включать прибор без воды, во избежание перегрева насоса
  • Прибор должен работать непрерывно не более, чем 2 часа с последующим перерывом не менее 20 минут.
  • Запрещается перекачивать жидкости содержащие песок, грязь и нефтепродукты.

Установка вибрационного насоса

Начнем с того, что диаметр обсадной трубы скважины должен быть не менее 100 мм.

Прибор должен висеть вертикально, не касаясь стенок обсадной трубы.

Максимальная глубина погружения вибрационного насоса под воду составляет всего 3 метра.

На большую глубину прибор погружать нельзя, это может вызвать нарушение герметичности электрической части.

Для пояснения посмотрите следующий рисунок:

Установка вибрационного насоса горизонтально в колодец

  1. Насос.
  2. Хомут для обжима шланга.
  3. Трос, на котором подвешен прибор.
  4. Хомут-стяжка.
  5. Шланг.
  6. Шнур питания
  7. Подвес.
  8. Перекладина.
  9. Грунт.

Резюме статьи

Вибрационный насос очень удобен для перекачки малых объемов воды.

Также может использоваться и с другими целями (читать выше).

Для того, чтобы прибор работал весь заявленный срок службы необходимо придерживаться рекомендаций, которые изложены выше (необходимо ознакомиться с паспортом изделия).

Не рекомендуется использовать такой насос как основной для обеспечения водой загородного дома из скважины.

Для этой цели гораздо лучше подойдет центробежный глубинный насос.

На этом все, пишите вопросы в комментариях и делитесь статьей через социальные сети.

область применения, устройство и принцип работы

На чтение 6 мин Просмотров 24 Опубликовано Обновлено

Обустройство частного источника (скважины, родника или колодца) заключается в том числе и в монтаже специального оборудования для транспортировки воды к дому. Чаще мастера предпочитают использовать вибрационный насос с нижним забором воды или верхним. Это небольшое устройство имеет хорошую производительность и выгодную цену. Чаще выбирают насосы «Малыш» или «Ручеек».

Устройство и область применения

Устройство погружного вибрационного насоса

Чтобы понимать, что представляет собой этот небольшой колодезный/скважинный агрегат, нужно освоить его устройство. Состоит насос из таких частей:

  • Силовой элемент. Сюда входят сердечник и катушка. В тандеме они образуют магнит. Сердечник помещен в среду из кварцевого песка и эпоксидной смолы. Первый отводит тепловую энергию, а смола обеспечивает изоляцию обмотки от воды.
  • Вибратор. Это магнит, соединенный со штоком и амортизатором последовательно.
  • Муфта. Локализуется сразу за амортизатором и защищает электрическую составляющую насоса от негативного воздействия воды.
  • Нагнетающая камера для забора жидкости из колодца или скважины. Из нее вода далее транспортируется по шлангу наверх.
  • Поршень резиновый. Фиксируется на штоке и обеспечивает перепады давления в рабочей камере (нагнетание и разряжение). Движение резинового поршня немного ограничивает упор, который находится между ним и муфтой.
  • Входной клапан. Меняет свое положение в зависимости от давления в рабочей камере. При его падении клапан открывается. При увеличении — закрывается. В верхней части насоса стоит такой же клапан (выводящий). Он работает по обратному принципу. При повышении давления он открывается. При снижении — закрывается.

Ввиду своего простого строения, небольших габаритов и оптимальной производительности НПВ используют в таких случаях:

  • полив садово-огородных угодий для получения хорошего урожая;
  • откачивание воды из подтопленных помещений;
  • подача жидкости из скважины или колодца в автономную систему водоснабжения;
  • заполнение водой бассейна;
  • мойка авто во дворе или стирка ковров и др.

НПВ лишены вращающихся элементов, а это значит, что устройство не нуждается в смазке. Для погружного вибрационного насоса с верхним забором воды или с нижним в качестве смазывающего вещества выступает сама вода.

Принцип работы НПВ

Принцип действия вибрационного насоса

Работа вибрационного погружного насоса базируется на перепадах давления в рабочей камере. Выглядит это так:

  1. Включенный в сеть насос провоцирует к действию обмотку катушки, то есть создает электромагнитное поле.
  2. Оно в свою очередь тянет к себе вибратор, расположенный в нагнетательной камере.
  3. Происходит изгиб диафрагмы, что провоцирует падение давления в рабочей камере.
  4. Открывается входящий клапан и вода поступает в резервуар.
  5. Как только емкость наполняется, давление снова повышается, клапан закрывается, а вода уходит вверх по трубе.

Частота намагничивания/размагничивания колеблется в пределах 100 раз в течение секунды. В результате такой работы и возникают вибрации, благодаря которым насос получил свое название.

Модификации погружных вибрационных насосов

Схема НПВ с нижним и верхним забором воды

Все вибрационные насосы классифицируют на виды по нескольким категориям. По типу забора воды:

  • Нижнего нагнетания жидкости. Клапан расположен снизу.
  • Верхнего забора воды. Здесь входящий клапан размещен сверху.

По количеству клапанов НПВ делят на одноклапанные и двуклапанные. Второй вариант имеет большую мощность и производительность.

При этом все НПВ могут быть изготовлены из прочного пластика или алюминия.

Вибрационные погружные насосы классифицируют также по производителю на отечественные и зарубежные. Из отечественных самые распространенные: «Водолей» (он же Посейдон), «Кратон», «Ставр НПВ 300», насос ГМС «Малыш» со встроенной термозащитой, техноприбор «Ручеек» и др.

Критерии выбора

Выбирая НПВ, рекомендуется руководствоваться такими критериями:

  • Глубина погружения насоса. Рекомендуемые значения к конкретной модели сопоставляют с постоянным средним уровнем воды в источнике.
  • Производительность насоса. Она должна быть несколько меньше дебета скважины/колодца. Производительность измеряют в литрах за определенный промежуток времени.
  • Высота подъема воды и её транспортировки. Этот параметр в числе других указывают в технических характеристиках к агрегату.
  • Диаметр корпуса устройства. Особенно если НПВ приобретается для скважины. Сечение колбы насоса должно быть меньше диаметра обсадной трубы, иначе агрегат не войдет в нее.

Желательно не эксплуатировать вибрационный погружной насос для воды с температурой выше 35 градусов.

Этапы монтажа НПВ

Установка в открытом водоеме

Для устройства насоса в скважине или колодца необходимо выполнить работы в такой последовательности:

  1. Сварка прочного металлического каркаса, на котором будет закреплен агрегат. Раму устанавливают сверху колодца или обсадной трубы.
  2. Растягивают на земле шланг/трубу и электрошнур от насоса параллельно друг другу.
  3. Ко входному отверстию НПВ крепят клапан, а к нему муфту.
  4. Последнюю соединяют с трубой для подачи воды.
  5. Электрокабель параллельно крепят к трубе с помощью хомутов. Провод не должен быть сильно натянут, допустимо его легкое провисание. Для крепежа кабеля используют хомуты. Можно пользоваться и изолентой, но она менее надежна. Со временем её кусочки могут попасть в воду и забить насос.
  6. К НПВ дополнительно фиксируют капроновый страховочный трос. Именно на нем будет висеть агрегат. Стальной трос лучше не брать, так как он со временем ржавеет и приходит в непригодность. В результате может произойти обрыв агрегата.
  7. Удерживая насос за страховочный трос, его опускают на нужную глубину и фиксируют к раме. Здесь же крепят электрокабель и трубу.

Держать НПВ за провод при погружении запрещено.

Преимущества и недостатки погружных вибрационных насосов

Все НПВ имеют ряд преимуществ и недостатков. К плюсам относят:

  • оптимальная производительность;
  • возможность перекачки грязной воды с примесями песка, грунта и другого мелкофракционного мусора;
  • исключение перегрева при работе в холодной воде;
  • надежность ввиду отсутствия сложных узлов в устройстве;
  • выгодная стоимость;
  • срок эксплуатации до 10 лет.

К минусам относят:

  • Нетерпимость насоса к холостому ходу. Если уровень воды в источнике упадет и агрегат проработает так хотя бы 5-25 секунд, он выйдет из строя.
  • Чувствительность к перепадам напряжения. Даже если оно изменится в меньшую сторону на 10%, насос не будет работать производительно. При сачке напряжения детали НПВ изнашиваются в разы быстрее.
  • Износ резиновых элементов. Особенно в воде с примесью песка.
  • Раскручивание всех резьбовых соединений. Чтобы этого не происходило, лучше сразу их заменить.

Как правило, износ резиновых деталей не является критическим. Достаточно лишь самостоятельно заменить их, и агрегат снова будет качать воду.

При правильной эксплуатации и учете всех рабочих параметров агрегата в момент его покупки насос отлично справляется с обеспечением водой небольшого загородного дома с семьей из 2-3 человек.

принцип работы, плюсы и минусы

После выполнения строительства колодца или скважины наступает момент, когда нужно провести выбор и установку погружного насоса для обеспечения давления в системе водоснабжения. У данного оборудования есть довольно много достоинств и недостатков. Кроме этого знание принципа работы позволит самостоятельно проводить простое обслуживание и некоторые ремонтные работы.

Содержание

Устройство вибрационного насоса
Преимущества погружного вибрационного насоса
Недостатки вибрационных насосов
Область применения

Устройство вибрационного насоса

Принцип работы у вибрационного насоса примерно такой же, как и у обычного электродвигателя. Разница заключается в том, что установленный подвижный элемент не вращается, а выполняет возвратно-поступательное движение.

К особенностям работы устройства отнесем:

  1. Насос подключается к источнику электричества, после чего напряжение подается на катушку магнита, в результате чего формируется магнитное поле. Уделяется довольно много внимания прокладке кабеля – он должен быть защищен от механического и иного воздействия.
  2. Магнитное поле может притягивать некоторые материалы, один из которых использовался при изготовлении якоря. Якорь присоединен к штоку, на котором крепится поршень.
  3. На момент формирования магнитного поля в рабочей камере создается разряженное давление, за счет чего происходит всасывание жидкости через входной клапан.
  4. На момент, когда шток находится в начальной точке камеры, магнитное поле пропадает. В конструкции есть амортизирующее устройство, по сути представленное обычной пружиной. Когда усилие, созданной магнитным полем пропадает, шток отбрасывается обратно. Амортизатор способен создать давление, которое вытолкнет набранную в рабочую камеру воду.
  5. Для того чтобы на момент выталкивания воды в систему трубопровода она не пошла через входное отверстие устанавливается специальный клапан.

Рассматриваемый цикл повторяется многократно, так как для создания давления в системе нужно подать большое количество воды. Учитывая относительно небольшие размеры бытовых насосов, их производительность повышается за счет увеличения количество ходов штока до 100 раз в секунду. Именно поэтому насос называют вибрацией, так как частота движения штока с поршнем очень высока.

Преимущества погружного вибрационного насоса

Для создания давления в системе водоснабжения могут устанавливаться самые различные насосы. Поэтому следует уделить внимание их достоинствам.

Вибрационные погружные насосы имеют следующие положительные черты:

  1. Высокая надежность. Проблемой электрических двигателей и центробежных насосов является то, что подвижные элемент вращается вокруг своей оси благодаря установленным подшипникам. Именно на них приходится большая часть нагрузки и со временем конструкция выходит из строя. Вибрационные насосы могут служить на протяжении длительного периода без проведения работы по обслуживанию или ремонту. Однако стоит помнить о том, что перед установкой и применением конструкции следует изучить инструкцию по эксплуатации от производителя.
  2. Простота конструкции и низкая стоимость. Центробежные модели и многие другие обходятся гораздо дороже, чем вибрационные по причине сложной конструкции.
  3. Многие модели из группы центробежных насосов не подвержены нагреву. Этот момент определяет существенно увеличение ресурса работы конструкции.
  4. Хорошая изоляция корпуса и электрической части также определяют длительный срок эксплуатации.
  5. Отсутствие фильтрующих элементов определяет то, что погружной вибрационный насос может работать даже при сильном загрязнении воды. Рабочая камера представлены изолированной емкостью с двумя отверстиями. Если в воде нет примеси, которая будет иметь размер больше диаметра впускного и выпускного клапана, то проблем с эксплуатацией устройства не должно возникнуть.

Достаточно большое количество преимуществ вибрационных насосов определяет их высокую популярность.

Недостатки вибрационных насосов

Недостатками рассматриваемой конструкции назовем нижеприведенные моменты:

  1. Запрещено применять при холостом ходу или недостаточном уровне воды в скважине. Если насос будет работать не под нагрузкой, то слишком быстро выйдет из строй установленный амортизатор. Кроме этого некоторые модели при холостом ходу могут перегореть уже после 30 секунд работы, если конструкция не имеет специальной защиты.
  2. Вибрация становится причиной раскручивания всех резьбовых соединений. Поэтому обычные гайки рекомендуется заменять на самконтрящиеся, которые фиксируются на своем месте.
  3. Как ранее было отмечено, конструкция может иметь резиновый поршень, ход которого ограничивает упор. При присутствии примеси песка резиновые детали выходят из строя очень быстро.

Что касается быстрого износа резиновых деталей, то отметим, что ремонт можно провести самостоятельно, а стоимость запасных частей очень мала.

Область применения

Особенности конструкции определяют и ее область применения:

  1. Для подачи бытовой воды из открытых источников, которые могут быть представлены бассейнами или реками.
  2. Для подачи воды из колодцев или ее забора с водопроводов.
  3. Для откачки воды с баков или цистерн.
  4. Для откачки воды из затопленных помещений.

Однако специалисты не рекомендуют использовать вибрационные погружные насосы для постоянной подачи воды со скважин по следующим причинам:

  1. Относительная невысокая производительность. Как показывает практика, большинство вибрационных насосов не способны поддерживать линзу в скважине при нормальной работе.
  2. Засорение устанавливаемых фильтров. Из-за вибрации устройство поднимает мусор и другую примесь со дна колодца, что становится причиной быстрого засорения установленного фильтра.
  3. Высокая вероятность осыпания или обрушения конструкции. Как ранее было отмечено, вибрация довольно часто становится причиной раскручивания гаек. Кроме этого горные породы особо восприимчивы к подобной нагрузке.

Приведенные выше причины определили то, что в продаже практически нет моделей, которые специально производятся для постоянной подачи воды из скважины. При этом возможность применения насоса зависит от особенностей самой скважины.

Вам также может понравиться

История создание вибрационного насоса


  В современном мире нас окружают тысячи полезных и удобных бытовых приборов, имеющие целью сделать нашу жизнь человека комфортной и легкой. Однако, иногда возникает задача в решение индивидуального водоснабжения дома или дачного участка, когда отсутствуют центральные коммунальные водопроводные системы. При наличии скважины или колодца на помощь приходит бытовой вибрационный насос — универсальный, производительный, дешевый насос. Представить трудно, что какое то столетие назад к изучению и освоению вибрации, делались совсем небольшие первые шаги, которая в то далекое время считалась вредной. Однако времена идут, и уже в наше время, без вибрации просто не обойтись. Вибрация присутствует и окружает нас везде. Вибрацию изучили и она стало приносить людям пользу.


Предыстория разработки вибрационного насоса.


  Устройство и принцип действия вибрационного насоса заложено в вибрационным эффекте. Выдающийся яркий российский инженер Шухов В. Г. в 1891 году впервые использовал принцип вибрации в инерционном насосе. В инерционном насосе вибрирующий поршень принуждал воду, борясь с земным тяготением, двигаться быстрее с ускорением. Иными словами, инерционный насос с помощью поршня подбрасывал воду вверх. До сих пор и в наше современное время инерционные насосы используются в различных производствах для перекачки жидкостей.
  Шухов Владимира Григорьевича называли – первый инженером России. Сам он отмечал, он обязан таким высоким званием тому, что вначале своего нелегкого инженерного пути он старался отказаться от копирования и повторения зарубежных образцов и изобретений. Старался творить и изобретать в оригинальном, в своем стиле, основанием которого служили лучшие традиции русских Кулибиных и Ломоносовых.



  Далее аргентинский инженер Т. Беллок доработал конструкцию насоса, разработал иную схему, как использовать инерции для возможности перекачки жидкостей и воды. Основной принцип работы его нового насоса похож на действие упругой пружины: когда мы сильно сжимаем упругую пружину, а потом вдруг резко освобождаем, то пружина оторвется от точки опоры и сильно подскочит. Следовательно, аналогично происходит и с водой — в вибрационном насосе создается высокое давление, при резкое снятии в насосе возникает волна, с помощью которой проталкивается жидкость в патрубок трубопровода. Сразу одновременно возникает объем с частичным пониженным давлением, которое необходимо сразу для нового подсоса порции новой воды.


  Основателем отечественных российских вибрационных насосов для использования в быту является инженер М. Е. Брейтер —- являющейся в свое время начальником отдела товаров народного потребления на известном в свое время заводе «Динамо» (город Москва). Совместно с ним над конструкцией вибрационного насоса работал К. А. Елисеев и инженер В. М. Усаковский.
  В 1960 годы ХХ века в Российской СФСР была поставлена задача по увеличению объемов бытового производства в том числе товаров народного потребления. По велению времени, именно тогда российские инженеры проявили заинтересованность и инициативу в конструировании простых бытовых насосов для подъема и перекачивания воды. Государство поддержало их работу — деятельность инженеров по возданию вибрационных насосов и оборудования приобрела высокое значение и постоянно подкреплялась финансированием из казны министерства электротехнической промышленности СССР.


  Большая работа была сделана как по созданию конструкции и схемы вибрационного насоса, так и по изготовлению и разработки различных технологии, в том числе производства резины для насоса вибрационного. Например, над качеством и необходимыми свойствами резиновых деталей для вибрационного насоса — резиновый обратный клапан и поршень, и других комплектующих к насосу, были задействованы работники и сотрудники более шести различных заводов Российской СФСР и Украинской ССР.


  В итоге длительной и кропотливой работы конструкторского отдела и смежных заводов и предприятий, был создан и выпущен принципиально новый вибрационный насос. Успешная конструкторская разработка была незамедлительно передана в производство. С 1971 года был освоен и успешно выпущен вибрационный насос «Ручеек» предприятием ОАО «Ливгидромаш» (теперь вибрационные насосы «Малыш-М», насос Малыш ОАО «ГМС-Насосы»). А с 1975 года конструкция насоса освоена и заводом ОАО «Бавленский завод «Электродвигатель» запущены вибрационные насосы «Малыш». В последствии освоил выпуск вибрационного насоса Ручеек-1 и Ручеек-1М и известный завод «Техноприбор» (город Могилев, Белоруссия). Погружные вибрационные насосы Белорусского производства является теперь самым массовым и продаваемым насосом в России и странах СНГ.


  Имеется также информация, что схема и конструкция вибрационных насосов очень похожа на итальянские вибрационные насосы «Изоверта» и «Гидроверта».
Что бы там ни было, вибрационный насос был создан и передан в производство. Надо отметить, что конструкция вибрационного насоса с электромагнитным приводом — резонансным вибро-возбудителем, отлично была продумана и в последствии качественно доработана. Конструкция и устройство вибрационного насоса практически не меняется десятилетиями, до того погружной насос удачен!
Вибрационный насос был и является универсальным другом для дачников, огородников, фермеров и владельцев индивидуальных хозяйств, используя насос для полива огорода и сада, а также для индивидуальной подачи воды из скважины и колодца в дом. 


  Материал обзора по вибрационному насосу

предоставлен 
«ХозОптТорг» (Ливны)


 Еще по теме:
История создание конструкции вибрационного насоса …
 Обзор и выбор вибрационного насоса …
 Основные характеристики и параметры вибрационного насоса …
Использование вибрационных насосов Ручеек и Малыш в зимнее время …
Схема сборки конструкции вибрационного насоса …
Насос Малыш — главный помощник на даче в саду и огороде! …
Универсальный солдат насос «Малыш»! …


Полезная информация по поршневым насосам

Что такое поршневой насос прямого вытеснения?

Насос прямого вытеснения (PD) перемещает жидкость, многократно охватывая фиксированный объем и механически перемещая ее по системе. Перекачивающее действие является циклическим и может приводиться в действие поршнями, винтами, шестернями, роликами, диафрагмами или лопастями.

Как работает поршневой насос прямого вытеснения?

Несмотря на то, что существует большое разнообразие конструкций насосов, большинство из них можно разделить на две категории: поршневые и роторные.

Поршневые поршневые насосы

Поршневой поршневой насос работает за счет повторяющихся возвратно-поступательных движений (ходов) поршня, плунжера или диафрагмы (Рисунок 1). Эти циклы называются возвратно-поступательными.

В поршневом насосе первый ход поршня создает вакуум, открывает впускной клапан, закрывает выпускной клапан и втягивает жидкость в камеру поршня (фаза всасывания). Когда движение поршня меняется на противоположное, впускной клапан, теперь находящийся под давлением, закрывается, а выпускной клапан открывается, позволяя выпускать жидкость, содержащуюся в поршневой камере (фаза сжатия).Велосипедный насос — простой пример. Поршневые насосы также могут быть двойного действия с впускным и выпускным клапанами с обеих сторон поршня. В то время как поршень с одной стороны находится в состоянии всасывания, с другой стороны, он сжимается. Более сложные радиальные версии часто используются в промышленных приложениях.

Плунжерные насосы работают аналогично. Объем жидкости, перемещаемой поршневым насосом, зависит от объема цилиндра; в плунжерном насосе это зависит от размера плунжера. Уплотнение вокруг поршня или плунжера важно для поддержания работы насоса и предотвращения утечек.В общем, уплотнение плунжерного насоса легче обслуживать, поскольку оно неподвижно в верхней части цилиндра насоса, в то время как уплотнение вокруг поршня постоянно перемещается вверх и вниз внутри камеры насоса.

В диафрагменном насосе для перемещения жидкости вместо поршня или плунжера используется гибкая мембрана. За счет расширения диафрагмы объем насосной камеры увеличивается, и жидкость всасывается в насос. Сжатие диафрагмы уменьшает объем и вытесняет жидкость. Преимущество мембранных насосов в том, что они являются герметичными системами, что делает их идеальными для перекачивания опасных жидкостей.

Циклическое действие поршневых насосов создает импульсы на нагнетании, когда жидкость ускоряется во время фазы сжатия и замедляется во время фазы всасывания. Это может вызвать разрушительные вибрации в установке, и часто используется какая-либо форма демпфирования или сглаживания. Пульсации также можно минимизировать, используя два (или более) поршня, плунжера или диафрагмы, один из которых находится в фазе сжатия, а другой — на всасывании.

Повторяемое и предсказуемое действие поршневых насосов делает их идеальными для приложений, где требуется точное дозирование или дозирование.Изменяя частоту хода или длину хода, можно получить измеренные количества перекачиваемой жидкости.

Ротационные поршневые насосы

В роторных поршневых насосах для перекачки жидкостей используется действие вращающихся зубчатых колес или шестерен, а не движение вперед и назад поршневых насосов. Вращающийся элемент образует жидкостное уплотнение с корпусом насоса и создает всасывание на входе в насос. Жидкость, всасываемая в насос, попадает в зубцы его вращающихся зубчатых колес или шестерен и направляется в нагнетательный патрубок.Простейшим примером ротационного насоса прямого вытеснения является шестеренчатый насос. Шестеренчатый насос бывает двух основных конструкций: внешний и внутренний (рисунок 2).

Насос с внешним зацеплением состоит из двух блокируемых шестерен, поддерживаемых отдельными валами (один или оба этих вала могут иметь привод). Вращение шестерен захватывает жидкость между зубьями, перемещая ее от входа к выходу вокруг корпуса. Никакая жидкость не передается обратно через центр между шестернями, потому что они заблокированы.Точные зазоры между шестернями и корпусом позволяют насосу развивать всасывание на входе и предотвращать обратную утечку жидкости со стороны нагнетания. Утечка или «проскальзывание» более вероятны для жидкостей с низкой вязкостью.

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением работает по тому же принципу, но две блокирующие шестерни имеют разные размеры, причем одна вращается внутри другой. Полости между двумя шестернями заполнены жидкостью на входе и транспортируются к выпускному отверстию, откуда она вытесняется под действием меньшей шестерни.

Шестеренчатые насосы нуждаются в смазке перекачиваемой жидкостью и идеально подходят для перекачивания масел и других жидкостей с высокой вязкостью. По этой причине шестеренчатый насос не должен работать всухую. Точные допуски между шестернями и корпусом означают, что эти типы насосов подвержены износу при использовании с абразивными жидкостями или сырьем, содержащим унесенные твердые частицы.

Две другие конструкции, похожие на шестеренчатый насос, — это кулачковый насос и пластинчатый насос.

В кулачковом насосе вращающимися элементами являются кулачки, а не шестерни.Большим преимуществом этой конструкции является то, что лепестки не соприкасаются друг с другом во время перекачивания, что снижает износ, загрязнение и сдвиг жидкости. В пластинчатых насосах используется набор подвижных лопаток (подпружиненных, находящихся под гидравлическим давлением или гибких), установленных во смещенном от центра роторе. Лопатки плотно прилегают к стенке корпуса, и захваченная жидкость транспортируется к выпускному отверстию.

Другой класс ротационных насосов использует один или несколько винтов с сеткой для перемещения жидкости вдоль оси винта.Основным принципом этих насосов является принцип работы винта Архимеда, конструкция которого использовалась для орошения в течение тысяч лет.

Каковы основные характеристики и преимущества поршневого насоса прямого вытеснения?

Существует два основных семейства насосов: поршневые и центробежные. Центробежные насосы могут работать с более высокими расходами и жидкостями с более низкой вязкостью. На некоторых химических заводах 90% используемых насосов будут центробежными. Однако есть ряд применений, для которых предпочтительны поршневые насосы прямого вытеснения.Например, они могут работать с жидкостями с более высокой вязкостью и могут более эффективно работать при высоких давлениях и относительно низких расходах. Они также более точны, когда важен учет.

Каковы ограничения поршневого насоса прямого вытеснения?

В целом поршневые насосы сложнее и труднее обслуживать, чем центробежные насосы. Они также не способны создавать высокие скорости потока, характерные для центробежных насосов.

Насосы прямого вытеснения менее пригодны для работы с жидкостями с низкой вязкостью, чем центробежные насосы.Для создания всасывания и уменьшения проскальзывания и утечек роторный насос использует уплотнение между его вращающимися элементами и корпусом насоса. Это значительно уменьшается при использовании жидкостей с низкой вязкостью. Точно так же труднее предотвратить проскальзывание клапанов в поршневом насосе с подачей с низкой вязкостью из-за высокого давления, создаваемого во время перекачивания.

Пульсирующий нагнетание также характерно для поршневых и, в особенности, поршневых насосов.Пульсация может вызвать шум и вибрацию в трубных системах и проблемы с кавитацией, которые в конечном итоге могут привести к повреждению или отказу. Пульсации можно уменьшить за счет использования нескольких насосных цилиндров и демпферов пульсаций, но это требует тщательного проектирования системы. С другой стороны, центробежные насосы обеспечивают плавный постоянный поток.

Возвратно-поступательное движение поршневого насоса также может быть источником вибрации и шума. Поэтому важно построить очень прочный фундамент для этого типа насоса.Вследствие высокого давления, создаваемого во время цикла откачки, также важно, чтобы насос или нагнетательная линия имели некоторую форму сброса давления в случае блокировки. Центробежные насосы не нуждаются в защите от избыточного давления: в этом случае жидкость просто рециркулирует.

Корм, содержащий высокий уровень абразивных твердых частиц, может вызвать чрезмерный износ компонентов всех типов насосов, особенно клапанов и уплотнений. Хотя компоненты поршневых насосов прямого действия работают на значительно более низких скоростях, чем компоненты центробежных насосов, они по-прежнему подвержены этим проблемам.Это особенно характерно для поршневых и плунжерных поршневых насосов и шестеренчатых ротационных насосов. С этим типом подачи лопастной, винтовой или диафрагменный насос может быть подходящим для более требовательных применений.

В следующей таблице приведены возможности центробежных и объемных насосов.

Сравнение насосов: центробежный и поршневой

Объект Центробежный Положительный рабочий объем
Диапазон эффективной вязкости Эффективность снижается с увеличением вязкости (макс.200 сП) Эффективность увеличивается с увеличением вязкости
Допуск давления Расход меняется при изменении давления Расход нечувствителен к изменению давления
КПД снижается как при более высоком, так и при более низком давлении КПД увеличивается с увеличением давления
Грунтовка Требуется Не требуется
Расход (при постоянном давлении) Константа Пульсирующий
Резка (разделение эмульсий, суспензий, биологических жидкостей, продуктов питания) Высокоскоростной двигатель повреждает чувствительные к сдвигу среды Низкая внутренняя скорость.Идеально подходит для перекачивания жидкостей, чувствительных к сдвигу

Каковы основные области применения поршневых насосов прямого вытеснения?

Насосы прямого вытеснения

обычно используются для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью, таких как масла, краски, смолы или продукты питания. Они предпочтительны в любом приложении, где требуется точное дозирование или выход высокого давления. В отличие от центробежных насосов, производительность поршневого насоса прямого вытеснения не зависит от давления, поэтому они также предпочтительны в любой ситуации, когда подача нерегулярна.Большинство из них самовсасывающие.

Тип насоса ПД Приложение Характеристики
Поршневой насос Вода — мойка под высоким давлением; другие жидкости с низкой вязкостью; добыча нефти; покраска Возвратно-поступательное движение с поршнем (поршнями), уплотненными уплотнительными кольцами
Плунжерный насос Возвратно-поступательное движение с плунжером (-ами), уплотненным набивкой
Мембранный насос Используется для дозирования или дозирования; опрыскивание / очистка, водоподготовка; краски, масла; коррозионные жидкости Самовсасывающий, без уплотнения, малый расход и высокое давление
Шестеренчатый насос Перекачивание высоковязких жидкостей в нефтехимической, химической и пищевой промышленности: масла, краски, продукты питания Зубчатые передачи обеспечивают вращательное перекачивание
Лопастной насос Химическая и пищевая промышленность; применения в санитарии, фармацевтике и биотехнологии Низкий сдвиг и износ.Легко чистить или стерилизовать
Винтовой насос Добыча нефти, перекачка и впрыск топлива; орошение Жидкость движется в осевом направлении, уменьшая турбулентность; способный к высоким расходам
Пластинчатый насос Жидкости с низкой вязкостью; автомобильные трансмиссионные системы; загрузка и передача топлива; диспенсеры для напитков Стойкость к уносу твердых частиц и износу лопастей. Конструкция позволяет изменять производительность


Сводка

Насос прямого вытеснения перемещает жидкость, многократно закрывая фиксированный объем с помощью уплотнений или клапанов и механически перемещая ее по системе.Насосное действие является циклическим и может приводиться в действие поршнями, винтами, шестернями, лопастями, диафрагмами или лопастями. Есть два основных типа: возвратно-поступательные и поворотные.

Насосы прямого вытеснения

предпочтительны для применений, связанных с жидкостями с высокой вязкостью, такими как густые масла и суспензии, особенно при высоких давлениях, для сложных питаний, таких как эмульсии, продукты питания или биологические жидкости, а также когда требуется точное дозирование.

Принцип работы мембранного насоса

Для начала давайте начнем описание с диафрагменного насоса и принципа его работы .Название мембранного насоса происходит от РЕЗИНОВОЙ МЕМБРАНЫ, которую насос использует для достижения своего перекачивающего действия. Диафрагма работает по принципу вытеснения воздуха. Мембрана механически толкается, втягивается и выходит из насосной камеры.

При сжатии диафрагмы весь воздух вытесняется из камеры диафрагмы. Когда диафрагма расширяется, суспензия или что-то еще перекачивается, всасывается в камеру диафрагмы через впускной трубопровод. То есть ИНДУКЦИОННЫЙ или ВСАСЫВАЮЩИЙ ХОД, ВЫДВИЖНЫЙ или РАЗРЯДНЫЙ ХОД просто заставляет диафрагму снова схлопнуться.

Жидкий раствор будет выгружен из напорной линии. Для управления всасыванием и нагнетанием впускной и выпускной трубопроводы будут иметь ОДНОХОДОВЫЙ КЛАПАН в каждой из них. Они обеспечивают доступ материала только к нужной линии. На такте всасывания или всасывания вакуум будет держать выпускной клапан закрытым. На такте нагнетания односторонний клапан всасывающей линии не открывается.
В некоторых случаях для увеличения скорости и производительности насоса может быть добавлена ​​вторая диафрагма, эта вторая диафрагма будет на такте всасывания, а первая — на такте нагнетания.Это также снижает вибрацию и подвижность насоса.
Энергия, необходимая для перекачивания диафрагмы, может генерироваться различными способами, от ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО или ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ до ВОЗДУШНОГО ДВИГАТЕЛЯ.

Существует большое количество конструкций, которые возможны с пневмодвигателем. Принцип работы мембранного насоса так же прост, как открытие и закрытие двух клапанов с использованием давления воздуха, заставляющего поршень двигаться вперед и назад, или столь же сложен, как тонко сбалансированные лопатки, которые вращаются воздухом.Использование пневмодвигателя в этом типе насоса позволяет использовать его более чем в одном приложении. Пневматические двигатели можно сделать небольшими и легкими, идеально подходящими для использования в качестве переносного насоса. В качестве погружного насоса использование воздуха делает его герметичным агрегатом без внешних движущихся частей. Поскольку он не выделяет пар и не использует электричество, его можно использовать в помещении или рядом с легковоспламеняющимися жидкостями. Эти преимущества делают его очень удобным для использования на обогатительной фабрике, хотя бы в качестве аварийного оборудования.

У вас есть две опции, которые вы можете использовать для управления объемом через этот насос.Вы можете УВЕЛИЧИТЬ или УМЕНЬШИТЬ СКОРОСТЬ хода диафрагмы, или вы можете УДЛИНИТЬ или УКРАТИТЬ ход диафрагмы, одно из которых увеличит или уменьшит пропускную способность насоса.
Он хорошо справляется с материалами с высокой плотностью, и до тех пор, пока он находится в хорошем состоянии, он остается надежным, но медленным насосом. Недостатком для некоторых применений является неустойчивое давление на выходе, даже насосы с двойной диафрагмой имеют паузу между циклами нагнетания.


ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИФФУЗИОННОГО НАСОСА

| Масло для диффузионных насосов Enparticles

ВВЕДЕНИЕ

Диффузионные насосы, вероятно, являются наиболее часто используемыми механизмами для создания высокого вакуума в промышленной вакуумной обработке.Он также широко используется в масс-спектрометрии, аналитическом оборудовании, исследованиях и разработках и нанотехнологиях. Благодаря отсутствию движущихся механических частей диффузионные насосы чрезвычайно надежны и работают практически без шума и вибрации. По той же причине диффузионные насосы относительно невысоки в приобретении, эксплуатации и обслуживании.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Он также очень эффективен при создании вакуума от 10 −10 до 10 −2 мбар даже в плохих условиях, когда присутствуют химически активные газы или газы с избыточными частицами.Диффузионный насос представляет собой камеру из нержавеющей стали, размер которой зависит от области применения. Вообще говоря, внутренняя часть диффузионных насосов независимо от размера одинакова и состоит из трех конических форсунок разного размера, установленных вертикально. Самый низкий сложенный конус является самым большим и уменьшается в размере по мере продвижения вверх, представляя форму стрелки, направленной вверх. В самом низу камеры находится нагреватель, в котором масло диффузионного насоса на основе силикона нагревается до тех пор, пока оно не перейдет в газообразное состояние, обычно между 180-270 ° C.Возбужденный газ движется вверх и выходит через струи давления, направленные под углом вниз. Нисходящий пар движется со скоростью 750 миль в час, иногда преодолевая звуковой барьер, равный одной скорости. Когда газ движется к стенкам камеры насоса, он захватывает молекулы воздуха на своем пути за счет «диффузии». Поскольку стенки камеры насоса обычно охлаждаются водой, когда газ достигает стенок камеры, он немедленно возвращается в жидкое состояние, высвобождая захваченные молекулы воздуха в нижнем положении и при повышенном давлении, создавая вакуум.Масло стекает обратно на дно камеры насоса, где снова нагревается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Напомним, верх камеры — это место, где начинается вакуум и где молекулы воздуха втягиваются в диффузионный насос и движутся вниз при повышенном давлении. Внизу насоса находится сопло, через которое откачиваемый воздух выходит из насоса. Поскольку диффузионный насос сам по себе не может поддерживать давление на выходе, требуется дополнительный форвакуумный насос для поддержания давления на выходе примерно 0.1 мбар. Хотя диффузионные насосы, вероятно, являются наиболее экономичным методом создания высокого вакуума, существуют ограничения, которые делают его непригодным для некоторых применений. Например, обратный поток может происходить, когда масло газового насоса возвращается в вакуумную среду и загрязняет ее. Следовательно, использование диффузионного насоса может не подходить для приложений, где требуется чистая вакуумная среда, например, при использовании высокочувствительного аналитического оборудования. Поскольку альтернативные высоковакуумные насосы намного дороже, диффузионные насосы иногда все еще используются с добавленными холодными ловушками и перегородками, чтобы предотвратить обратный поток за счет немного более низкой производительности откачки.

Ваш диффузионный насос требует обслуживания, ремонта или капитального ремонта? Найдите ближайшую к вам профессиональную компанию в нашем каталоге компаний по обслуживанию диффузионных насосов.

Простая схема, показывающая, как на самом деле работает диффузионный насос.

порций эспрессо на вибрационном насосе по сравнению с роторными насосами

Ротационные насосы — это эспрессо-машины профессионального уровня. Они тихие, надежные и в большинстве случаев, если машина оснащена роторным насосом, ее можно подключить непосредственно к водопроводу.Однако некоторые пользователи выступают за вибрационные насосы. Они говорят, что повышают давление заваривания медленнее, что приводит к некоторому предварительному завариванию, из которого получается лучший эспрессо.

Сегодня я протестирую это и сделаю снимки бок о бок на почти одинаковых машинах, за исключением того, что у одной есть роторный насос, а у другого — вибрационный. Я буду максимально контролировать переменные и посмотреть, сможем ли мы найти разницу в качестве эспрессо в зависимости от типа помпы.

Итак, этот вопрос на самом деле возник во время нашего живого обзора всей линейки эспрессо-кофемашин Rocket на прошлой неделе, и мы рассмотрели его там, но я хотел взглянуть поближе.Если вы пропустили наш полный обзор, вы можете использовать эту ссылку, чтобы проверить его.

Для нашего теста я буду использовать Rocket Mozzafiato Evoluzione R с роторным насосом и Rocket Giotto Type V с вибрационным насосом. Оба являются машинами с ПИД-регулированием теплообменного котла и, за исключением насосов, во многом идентичны внутренне.

Я выбрал для этого Ракетные машины, потому что, ну, у меня их было несколько из нашего обзора, но, что более важно, Ракета — одна из немногих компаний, которые производят набор машин, которые почти идентичны, за исключением типа помпы. .Также приятно, что они PID, поэтому получить точные подходящие температуры для теста было легко.

Для других переменных я буду использовать Lavazza Top Class Coffee, а моя кофемолка — Rocket Macinatore FAUSTO. Размер измельчения одинаков для обоих выстрелов, а также доза по 17,3 грамма для каждой. Я измельчил и взвесил в чашке для точности и старался равномерно распределить гущу в портафильтрах. Я использовал калиброванный темпер Espro с выпуклым основанием, чтобы обеспечить постоянное давление на оба тампера.

Экстракции

Для первой капли на вибрационной насосной машине требуется больше времени, так как давление увеличивается, поэтому она включается первой. Машина с роторным насосом почти сразу достигает давления более 8 бар, в то время как вибрационный насос достигает давления около 2 бар даже после того, как он был включен на 2 секунды дольше.

При первой капле вибрационный насос проработал около 7 секунд и находится под давлением около 5 бар. По мере того, как выстрелы идут, они льются с одинаковой скоростью.Давление на поворотном манометре стабильно, но колеблется в пределах от 8 до 9 бар на вибрационной насосной машине.

Имеются некоторые колебания давления, которые, кажется, совпадают с кратковременным включением ПИД-регулятора напряжения на нагревательный элемент в вибрационной насосной машине. Ротационный насос обеспечивает постоянное давление даже тогда, когда ПИД-регулятор кратковременно подает питание на котел.

По мере того, как кадры продолжаются, они начинают выглядеть совершенно иначе. Пенка в роторной дроби более темная, более однородная по цвету, имеет более мелкую пузырьковую структуру и проникает глубже в стекло.В целом, снимок выглядел гораздо лучше.

Оба выстрела достигают объема 60 миллилитров через 29 секунд после первой капли. По мере оседания выстрелов слой пены становится намного глубже и однороднее на ротационном выстреле, в то время как пенка после выстрела с помощью вибрационного насоса быстро тускнеет и имеет очень отчетливую разницу в цвете и более крупную пузырьковую структуру.

Попробовав шоты, разница была существенная. Шот из роторного насоса имел более богатый, глубокий аромат и более приятное ощущение во рту, в то время как шот из вибрационного насоса был тоньше и не такой жирный.Используя тот же кофе, размер помола, дозу и температуру заваривания, роторный насос явно дал лучший выстрел.

Основываясь на качестве дроби в этом тесте, я предпочитаю роторный насос. Плюс простота использования. На приставной машине с роторным насосом не нужно заполнять резервуар. Переходите от резервуарной машины к той, которая подключена к водопроводу? Для меня такая простота использования и отсутствие беспокойства о том, что вода закончится, меняют мою жизнь.

Если вы хотите узнать больше о машинах Rocket Espresso PID’d Mozzafiato и Giotto, воспользуйтесь ссылкой здесь, чтобы посмотреть мое видео, в котором рассказывается как о роторных, так и о вибрационных насосах.

Режимы вибрации и динамическое поведение гидравлического плунжерного насоса

Механические колебания и колебания потока приводят к возникновению сложных интерактивных механизмов вибрации в гидравлических насосах. Поэтому условия работы гидравлического насоса необходимо улучшить на стадии проектирования или как можно раньше. Учитывая конструктивные особенности, параметры и условия эксплуатации гидравлического плунжерного насоса, режимы вибрации для системы с двумя степенями свободы были установлены с использованием теории вибрации и гидравлических технологий.Впоследствии аналитическая форма собственной частоты и численное решение установившегося отклика были выведены для гидравлического плунжерного насоса. Затем был предложен метод анализа вибрации гидравлического насоса. Наконец, динамические характеристики гидравлического плунжерного насоса получены посредством численного моделирования.

1. Введение

Поскольку к инженерному качеству, точности и надежности продукции предъявляются все более высокие требования, изучение и решение различных проблем вибрации, существующих в промышленном оборудовании, является актуальной задачей.Из-за возрастающей сложности системы, быстроты операций и повышения точности механических устройств вибрация является серьезной проблемой. Поэтому при проектировании механических устройств необходимо учитывать как эффект статической прочности, так и эффект динамической силы [1–3].

Было проведено множество исследований для анализа динамических характеристик гидравлических компонентов и систем. Чтобы гидравлические системы не вышли из строя, требуется анализ их вибрации. Необходимо разработать эффективный метод снижения вибрации и шума: его цель — улучшить производительность гидравлических устройств и, таким образом, снизить вибрацию и шум в гидравлических системах.Вибрация и шум возникают здесь из-за взаимодействия твердых тел и жидкости. Взаимодействие жидкости и конструкции (FSI) не только отражает сущность вибрационного шума в гидравлической системе, но также является лейтмотивом для исследований в этой области. Взаимодействие жидкость-структура может происходить между твердым телом и жидкостью в различных условиях. Область гидравлической модели и вибрации обсуждалась в некоторых исследованиях [4–7]. Блок-схема для анализа вибрации гидравлического компонента и системы показана на рисунке 1.

Гидравлический насос является основным источником вибрации и шума в гидравлической системе, и его рабочее состояние определяет безопасную работу гидравлических компонентов в ней. Таким образом, можно увидеть, что механические колебания и колебания потока не только влияют на качество проектирования, но также сокращают срок службы гидравлических компонентов и систем, создают шумовое загрязнение и даже вызывают повреждения. Кроме того, они могут стать причиной несчастных случаев. Исследования, касающиеся вибрации гидравлического насоса, в основном сосредоточены на анализе данных испытаний и снижении вибрации и шума [8–16], а также проводилось количественное моделирование для анализа их вибраций.Анализ вибрации гидравлического насоса полезен для контроля шума и вибрации.

Под влиянием конструкции, конструкции и условий эксплуатации гидравлического плунжерного насоса, а также собственной характеристической кривой неизбежно возникнет пульсация потока. Пульсация потока и давления — две основные причины шума и вибрации, создаваемых гидравлическим насосом. В этой статье полностью рассмотрены проблемы вибрации, вызванные пульсацией потока и давления в гидравлическом плунжерном насосе, и преобразована упрощенная формула в возбуждение, описывающее систему вибрации плунжерного насоса.Кроме того, режим вибрации для двух степеней свободы в гидравлическом плунжерном насосе был предоставлен для практических расчетов и был установлен для оценки вибрации гидравлического плунжерного насоса в конкретных рабочих условиях. Между тем, модель раскрывает основные механизмы вибрации и шума в гидроплунжерном насосе. Проведя динамический анализ с использованием предложенного подхода, можно получить лучшее представление о гидравлических плунжерных насосах.

2. Модель вибрации для системы с двумя степенями свободы для гидравлического плунжерного насоса
2.1. Модель вибрации плунжерного насоса

Модель вибрации для двух степеней свободы гидравлического плунжерного насоса была разработана на основе данных и условий, касающихся конструктивных особенностей, параметров, переменных, ограничений, рабочих состояний и пульсации потока. Модель показана на рисунке 2. Предполагалось, что масса блока цилиндров гидравлического плунжерного насоса составляет (кг), а массы его стопорной пластины, семи плунжеров и скользящих башмаков были объединены и представлены как (кг) .Жесткость соединения и демпфирование между блоком цилиндров и распределительной пластиной были соответственно установлены на (Н / м) и (Н · с / м). Цилиндр и стопорная пластина были соединены центральной пружиной, жесткость и демпфирование которой составляли (Н / м) и (Н · с / м), соответственно. Скользящие башмаки были соединены с угловой пластиной с жесткостью соединения и демпфированием (Н / м) и (Н · с / м), соответственно.

Согласно предложенной модели колебаний определены положительные направления ускорения и возбуждения, соответствующие положительному направлению осей координат.Выведенное дифференциальное уравнение вибрации состоит из постоянных матриц, включающих в себя, и, которые составлены из матриц коэффициентов, являются, соответственно, матрицей масс, матрицей демпфирования и матрицей жесткости: вектор является вектором смещения.

2.2. Пульсация потока

Одним из наиболее важных факторов в модели вибрации гидравлического плунжерного насоса является величина возбуждения входной вибрации; Поскольку пульсация потока является источником пульсации давления, пульсация потока должна быть проанализирована, чтобы изучить пульсацию давления.Пульсация потока относится к мгновенному изменению потока при работающем гидравлическом насосе. Когда гидравлический насос продолжает работать непрерывно, ожидается, что постоянно меняющийся объем уплотнения будет создаваться в большинстве гидравлических насосов. Между тем мгновенный поток изменяется многократно, и некоторый мгновенный непостоянный поток может вызывать пульсации потока. Мгновенный фактический поток гидравлического плунжерного насоса может быть задан следующим образом.

Когда и,

Когда и, где представляет площадь поперечного сечения (м 2 ) плунжера; — радиус (м) центральной окружности плунжера и указывает диаметр (м) плунжера; обозначает угол наклона (рад) угловой пластины, представляет собой количество плунжеров и представляет собой угловую скорость (рад / с) масляного блока цилиндров; — частота вращения (об / мин) плунжерного насоса; — объемный КПД; — половина угла поворота (рад) между двумя соседними плунжерами и; представляет угловое смещение (рад) блока цилиндров, а.Пусть

Тогда

Преобразование мгновенного фактического расхода в функцию времени, затем где и представляет мгновенный расход через плунжерный насос. Видно, что когда и (а именно, и), мгновенный расход был максимальным,; когда и (а именно, и), мгновенный расход был минимальным,. Следовательно, коэффициент пульсации потока можно определить следующим образом: где — теоретический средний расход. Когда блок цилиндров плунжерного насоса совершает один полный оборот, каждый плунжер перемещается назад и вперед один раз в цикле адсорбции и экструзии масла.Следовательно, теоретический средний расход и фактический поток можно представить как

2.3. Пульсация давления

Пульсация потока неизбежно вызывает пульсацию давления, которая указывает на то, что расход и выходное давление гидравлического плунжерного насоса изменяются со временем. Следовательно, поток и давление на выходе гидравлического плунжерного насоса не обязательно стабильны. Изменение объема гидравлического плунжерного насоса всегда приводит к колебаниям выходного давления и расхода жидкости, что приводит к возникновению шума и вибрации.Согласно фундаментальным принципам гидродинамики, изменение потока в замкнутой полости между плунжером и блоком цилиндров гидравлического плунжерного насоса неизбежно приводит к изменению давления. Что касается сжимаемого потока, его мгновенное давление можно представить следующими формулами.

Когда,

Когда, где представляет модуль упругости потока (Па), а объем закрытой полости для одного плунжера равен.

2.4. Моделирование с помощью серии Фурье

Пульсации расхода и давления в гидравлическом плунжерном насосе являются негармонической периодической функцией, которая может быть представлена ​​гармоническим рядом Фурье.Тем самым может быть решена проблема динамического отклика, соответствующая гармоническому возбуждению его ряда Фурье. Периодическая функция возбуждения на интервале развернута в ряд Фурье; а именно, где и. Уравнение (9) показывает, что сложная периодическая функция возбуждения может быть разложена на суперпозицию ряда гармонических функций. Коэффициенты рядов Фурье, и могут быть определены следующим образом:

Функция может быть представлена ​​рядами Фурье до тех пор, пока определенные интегрирования и действительно существуют.Если невозможно представить с помощью функции, ее можно рассчитать приближенным расчетом. Периодическая пульсация давления, обозначенная формулами (8a) и (8b), разворачивается как ряд Фурье, а коэффициент ряда Фурье равен

Следовательно, величина пульсации давления, вызванная величиной пульсации потока, может быть выражена как где — величина пульсации давления плунжерного насоса. Сумма пульсации давления и среднего давления выражает работу давления в насосе; это, .Это означает, что рабочее давление в насосе всегда больше нуля. Согласно (12), многосерийную функцию пульсации давления можно моделировать с помощью ряда Фурье, а на рисунке 3 функция пульсации давления показана как () с различными значениями.

Из рисунка 3, величина пульсации давления изменяется возвратно-поступательно в отверстии среднего давления, положительное значение вертикальной оси выражает направление величины пульсации, которое такое же, как -ось, отрицательное значение вертикальной оси выражает направление величины пульсации которая противоположна оси -оси, а функция количества пульсаций представляет собой периодическое изменение значения и направления.Следовательно, пока выполняются соответствующие условия, все периодические функции могут быть описаны как гармонические в соответствии с рядом Фурье; сложная величина функции пульсации давления выражается как гармоническая функция, сходящийся ряд Фурье: это решает проблему отклика гармонического возбуждения и заставляет поршневой насос двигаться по кругу.

2,5. Возбуждение системы

Возбуждение системы вибрации для системы с двумя степенями свободы гидравлического плунжерного насоса, вызванное пульсацией потока и давления, определяется как площадь поперечного сечения отверстия цилиндра в блоке цилиндров, и — диаметр поршня.Примите во внимание, где площадь поперечного сечения одиночного плунжера, а здесь; поэтому возбуждение считается равным, где и — пара сил действия и противодействия с одинаковой величиной, но действующих в противоположных направлениях.

3. Вибрация двухступенчатой ​​системы плунжерного гидравлического насоса
3.1. Собственная частота и режимы вибрации системы

Как видно из (1), матрицы, и симметричны, а элементы матрицы, соответственно, перечислены следующим образом:

Для изучения внутренних характеристик гидравлического плунжерного насоса , выведенное характеристическое уравнение или частотное уравнение системы с двумя степенями свободы гидравлического плунжерного насоса может быть представлено следующим образом:

Уравнение (15) представляет собой квадратное уравнение в, и его корни равны

Поскольку , как видно из (16), значение элемента, следующего за знаком, было меньше, чем значение слева от него, и, следовательно, и являются положительными числами.Следовательно, могут быть получены два положительных действительных корня характеристического уравнения в (15), а именно две собственные частоты и системы.

и используются для представления амплитуд, соответствующих, и — амплитуды, соответствующие. Однородное дифференциальное уравнение может определять только отношения и. Выведенные отношения амплитуд показаны следующим образом:

Следовательно, константы в парах, такие как и и и могут определять режимы собственных колебаний или основной режим колебаний, отображаемый системой, когда система выполняет синхронное гармоническое движение, соответственно, на частотах и .Эти константы могут быть выражены следующими матрицами:

В этой системе две собственные частоты и, соответственно, есть две собственные моды колебаний. Более низкая частота — это собственная частота первого порядка или, просто, основная частота, а более высокая частота — собственная частота второго порядка. Соответствующие моды колебаний и являются собственными модами колебаний первого и второго порядка соответственно.

3.2. Динамический отклик насосной системы

С улучшением и развитием компьютерного программного обеспечения, аппаратного обеспечения и технологий почти все инженерные проблемы можно моделировать количественно с высокой точностью.Численное моделирование предполагает решение математической задачи, точное решение которой трудно найти в практической инженерии. Численное моделирование, применяемое к задачам механической вибрации, должно дискретизировать временную историю для динамического отклика во временной области, чтобы дискретизировать дифференциальное уравнение движения и числовые уравнения в разные моменты времени. Между тем, скорость и ускорение в данный момент времени описываются комбинацией смещений на соседних временных шагах.В результате дифференциальное уравнение движения системы преобразуется в алгебраические уравнения с дискретными временными шагами. Затем значения, соответствующие серии дискретных моментов времени, получают путем численного интегрирования дифференциального уравнения движения соединительной системы. Существует много широко используемых подходов для нахождения динамического отклика таких систем, включая (1) центральную разность, (2) Хуболт, (3) Вильсон- и (4) Ньюмарк-.

4. Числовой пример

Масса блока цилиндров определенного гидравлического плунжерного насоса составляла кг, а массы удерживающей пластины, семи плунжеров и его скользящих башмаков были объединены в кг.Предположим, что жесткость соединения и демпфирование между блоком цилиндров и распределительной пластиной составляли, соответственно, Н / м и Н · с / м, а жесткость и демпфирование между цилиндром и стопорной пластиной составляли Н / м и Н · с / м соответственно; жесткость и демпфирование между скользящими башмаками и наклонной шайбой составляли, соответственно, Н / м и Н · с / м. Угол наклона наклонной шайбы составлял, радиус центральной окружности плунжера составлял м, диаметр составлял м, а количество плунжеров составляло.Между тем скорость вращения плунжерного насоса составляла об / мин. Модуль упругости потока и объемный КПД плунжерного насоса составляли соответственно МПа и. В этом исследовании была предпринята попытка получить собственную частоту и режимы вибрации системы, а также ее отклик на вибрацию.

В соответствии с известными условиями, здесь мы имеем Подставив вышеуказанное в (16), можно получить собственную частоту: Значения и могут быть получены путем подстановки и в (17a) и (17b): Собственные формы колебаний для системы можно рассчитать в соответствии с (18a) и (18b):

На рисунке 4 показаны две собственные формы колебаний: в режиме колебаний первого порядка две массы движутся вперед с соотношением амплитуд 1: 0.0119; в режиме колебаний второго порядка две массы движутся противоположно с соотношением амплитуд 1: 120,9773. Следует отметить, что существует узловая точка нулевого смещения в собственном режиме колебаний второго порядка.

Здесь к модели колебаний был применен метод Ньюмарка, и значения и были взяты, соответственно, как и. Смещение массы и смещение массы во времени были такими, как показано на рисунке 5.

Как было обнаружено в ходе расчета, из-за нестабильной начальной стадии работы гидравлического плунжерного насоса и наложения переходных и установившихся колебаний Система колебалась неравномерно с большой амплитудой.Однако переходная вибрация постепенно ослабевала и, наконец, исчезла через некоторое время, и вибрация системы достигла установившегося состояния. Амплитуда установившейся вибрации плунжерного насоса на стадии плавного хода была приемлемой. Между тем, по сравнению с стопорной пластиной, семью плунжерами и скользящими башмаками, амплитуда блока цилиндров плунжерного насоса намного больше. Результаты численных расчетов могут предоставить количественную теоретическую поддержку точной конструкции гидравлического плунжерного насоса.

5. Выводы

Анализ механической вибрации и динамическое проектирование являются ключевыми моментами при проектировании механических изделий и имеют решающее значение для производства изделий с требуемыми динамическими характеристиками. При проведении вибрационного анализа и динамического расчета гидравлического плунжерного насоса с использованием предложенного подхода ожидается улучшение фактического расчетного уровня и динамических характеристик гидроплунжерного насоса. Это также может предотвратить сбои в работе и несчастные случаи, вызванные поломками.Основываясь на теории вибрации и гидравлической технологии, в этом исследовании была разработана модель вибрации для динамического анализа гидравлической плунжерной насосной системы с двумя степенями свободы. Между тем, собственные характеристики и динамический отклик гидравлического плунжерного насоса были изучены и использовались для оценки вибрации гидравлического плунжерного насоса в регулируемых рабочих условиях. Кроме того, выявлены основные механизмы шума и вибрации в гидроплунжерном насосе.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Это исследование было поддержано проектом Китайского фонда естественных наук (грант № 51135003), Национальной ключевой программой развития фундаментальных исследований (программа 973, грант № 2014CB046303) и Австралийским исследовательским советом (ARC DP150102751).

Конструкция / принцип действия

4.9.1 Конструкция / принцип действия

Турбомолекулярный насос был разработан и запатентован в компании Pfeiffer.
Вакуум в 1958 году доктора В. Беккера.Турбомолекулярные насосы относятся к
категория кинетических вакуумных насосов. Их конструкция похожа на
турбина. Вращается многоступенчатый турбиноподобный ротор с лопаточными дисками.
в жилом доме. Лопатки турбины или компрессора относятся к
вместе как лезвие. Вставлен зеркально перевернутым между
Диски ротора представляют собой лопаточные диски статора, имеющие аналогичную геометрию.

Подшипники

Крепление вала ротора турбонасоса с помощью двух шариков
подшипники требуют установки обоих подшипников на стороне форвакуума
из-за смазки в подшипниках.Это приводит к одностороннему
(консольная) опора ротора при его большой массе.

Гибридная опора подшипника предлагает преимущества в этом отношении с
относительно динамики ротора. Гибридный подшипник означает использование двух
концепции подшипников в одном насосе. В этом случае смазываемый маслом
шарикоподшипник установлен на конце вала форвакуума.
сторона, а сторона высокого вакуума оснащена необслуживаемой и
износостойкий подшипник с постоянными магнитами, который центрирует ротор в радиальном направлении.Масло для смазки подшипников со стороны форвакуума содержится в
резервуар для рабочей жидкости. Небольшой сухой предохранительный подшипник
внутри статора магнитного подшипника. Во время нормальной работы журнал
свободно вращается внутри этого подшипника. В случае сильного радиального
ударов, предохранительный подшипник стабилизирует ротор и вращается только
кратко. Если ротор разбалансирован, подшипники на обоих концах
вал будет создавать значительно более низкую нагрузку на подшипник
силы вибрации, чем в случае плавающего подшипника.Магнитный
подшипник со стороны высокого вакуума абсолютно нечувствителен к вибрации.
На корпус передаются очень небольшие вибрационные силы.
результат. Более того, это устраняет необходимость в большем из двух
подшипники консольной конструкции, размер которых ограничивает скорость вращения.

В качестве альтернативы использовать большие насосы с диаметром фланца 100 мм.
подшипники, известные как 5-осевые магнитные подшипники [24]. Ротор
левитирует с помощью цифрового электронного управления с помощью датчиков расстояния и
электромагниты.Степени свободы движения турборотора
постоянно контролируются и корректируются в режиме реального времени. Отсутствие
механический контакт между ротором и корпусом сохраняет вибрацию
генерируется насосом low. Ротор вращается вокруг собственной оси
инерция. Любой дисбаланс из-за одностороннего покрытия или эрозии (например,
плазменному травлению) противодействует в широких пределах.

В дополнение к отсутствию масла на стороне подпора-вакуума,
отсутствие износа и технического обслуживания — еще одно преимущество.В случае
в случае сбоя питания магнитные подшипники поставляются с
электричество за счет энергии вращения насоса. Это позволяет
перебои в подаче электроэнергии легко устраняются в течение нескольких минут. Если
сбой питания будет более продолжительным, ротор безопасно перейдет в
останавливаться на очень низкой скорости за счет использования встроенной системы безопасности
несущий. При неисправности системы предохранительный подшипник отключает
ротор, чтобы избежать повреждения насоса.

Двигатели / приводы

Бесщеточные двигатели постоянного тока с частотой вращения до
1500 Гц (90 000 об / мин) используются для привода роторов. Это позволяет
скорости лопастей, необходимые для откачки газов.

Сегодня приводы обычно присоединяются непосредственно к насосам.
Источник питания — постоянный ток 24, 48 или 72 В, генерируемый.
от внешних блоков питания или встроенных в
электронный блок помпы.

Рисунок 4.21: Степени свободы турбо-ротора

Microsoft Word — CET — 006.docx

% PDF-1.6
%
1 0 obj
>>>] / OFF [] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [6 0 R 7 0 R] >> / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 8 0 R / Тип / Каталог >>
эндобдж
5 0 obj
> / Шрифт >>> / Поля [] >>
эндобдж
2 0 obj
> поток
2017-07-25T11: 15: 49 + 02: 002017-07-25T11: 15: 49 + 02: 002017-07-25T11: 15: 49 + 02: 00PScript5.dll Version 5.2.2application / pdf

  • Microsoft Word — CET — 006.docx
  • рафаэлла
  • uuid: 5f3087d2-71f8-43c2-8718-fd3a08b2a6c5uuid: 6f231ed1-66b5-4347-b98c-27a61c59f638 Acrobat Distiller 11.0 (Windows)

    конечный поток
    эндобдж
    3 0 obj
    >
    эндобдж
    8 0 объект
    >
    эндобдж
    41 0 объект
    >
    эндобдж
    18 0 объект
    >
    эндобдж
    19 0 объект
    >
    эндобдж
    20 0 объект
    >
    эндобдж
    21 0 объект
    >
    эндобдж
    22 0 объект
    >
    эндобдж
    23 0 объект
    >
    эндобдж
    24 0 объект
    >
    эндобдж
    25 0 объект
    >
    эндобдж
    26 0 объект
    >
    эндобдж
    27 0 объект
    >
    эндобдж
    28 0 объект
    >
    эндобдж
    29 0 объект
    >
    эндобдж
    30 0 объект
    >
    эндобдж
    31 0 объект
    >
    эндобдж
    32 0 объект
    >
    эндобдж
    33 0 объект
    >
    эндобдж
    34 0 объект
    >
    эндобдж
    35 0 объект
    >
    эндобдж
    36 0 объект
    >
    эндобдж
    37 0 объект
    >
    эндобдж
    38 0 объект
    >
    эндобдж
    39 0 объект
    >
    эндобдж
    40 0 объект
    >
    эндобдж
    96 0 объект
    >
    эндобдж
    97 0 объект
    >
    эндобдж
    95 0 объект
    >
    эндобдж
    98 0 объект
    >
    эндобдж
    94 0 объект
    >
    эндобдж
    99 0 объект
    >
    эндобдж
    92 0 объект
    >
    эндобдж
    93 0 объект
    >
    эндобдж
    101 0 объект
    >
    эндобдж
    102 0 объект
    >
    эндобдж
    100 0 объект
    >
    эндобдж
    90 0 объект
    >
    эндобдж
    91 0 объект
    >
    эндобдж
    104 0 объект
    >
    эндобдж
    105 0 объект
    >
    эндобдж
    103 0 объект
    >
    эндобдж
    83 0 объект
    >
    эндобдж
    84 0 объект
    >
    эндобдж
    85 0 объект
    >
    эндобдж
    86 0 объект
    >
    эндобдж
    87 0 объект
    >
    эндобдж
    88 0 объект
    >
    эндобдж
    89 0 объект
    >
    эндобдж
    121 0 объект
    >
    эндобдж
    120 0 объект
    >
    эндобдж
    119 0 объект
    >
    эндобдж
    118 0 объект
    >
    эндобдж
    116 0 объект
    >
    эндобдж
    117 0 объект
    >
    эндобдж
    107 0 объект
    >
    эндобдж
    108 0 объект
    >
    эндобдж
    109 0 объект
    >
    эндобдж
    110 0 объект
    >
    эндобдж
    111 0 объект
    >
    эндобдж
    112 0 объект
    >
    эндобдж
    113 0 объект
    >
    эндобдж
    114 0 объект
    >
    эндобдж
    115 0 объект
    >
    эндобдж
    130 0 объект
    >
    эндобдж
    131 0 объект
    >
    эндобдж
    133 0 объект
    >
    эндобдж
    134 0 объект
    >
    эндобдж
    135 0 объект
    >
    эндобдж
    136 0 объект
    >
    эндобдж
    132 0 объект
    >
    эндобдж
    137 0 объект
    >
    эндобдж
    129 0 объект
    >
    эндобдж
    138 0 объект
    >
    эндобдж
    139 0 объект
    >
    эндобдж
    140 0 объект
    >
    эндобдж
    128 0 объект
    >
    эндобдж
    141 0 объект
    >
    эндобдж
    142 0 объект
    >
    эндобдж
    143 0 объект
    >
    эндобдж
    144 0 объект
    >
    эндобдж
    127 0 объект
    >
    эндобдж
    145 0 объект
    >
    эндобдж
    146 0 объект
    >
    эндобдж
    147 0 объект
    >
    эндобдж
    148 0 объект
    >
    эндобдж
    126 0 объект
    >
    эндобдж
    149 0 объект
    >
    эндобдж
    150 0 объект
    >
    эндобдж
    151 0 объект
    >
    эндобдж
    152 0 объект
    >
    эндобдж
    125 0 объект
    >
    эндобдж
    153 0 объект
    >
    эндобдж
    154 0 объект
    >
    эндобдж
    155 0 объект
    >
    эндобдж
    156 0 объект
    >
    эндобдж
    124 0 объект
    >
    эндобдж
    157 0 объект
    >
    эндобдж
    158 0 объект
    >
    эндобдж
    159 0 объект
    >
    эндобдж
    160 0 объект
    >
    эндобдж
    123 0 объект
    >
    эндобдж
    161 0 объект
    >
    эндобдж
    162 0 объект
    >
    эндобдж
    163 0 объект
    >
    эндобдж
    164 0 объект
    >
    эндобдж
    122 0 объект
    >
    эндобдж
    165 0 объект
    >
    эндобдж
    166 0 объект
    >
    эндобдж
    167 0 объект
    >
    эндобдж
    168 0 объект
    >
    эндобдж
    106 0 объект
    >
    эндобдж
    169 0 объект
    >
    эндобдж
    170 0 объект
    >
    эндобдж
    171 0 объект
    >
    эндобдж
    172 0 объект
    >
    эндобдж
    173 0 объект
    >
    эндобдж
    82 0 объект
    >
    эндобдж
    174 0 объект
    >
    эндобдж
    81 0 объект
    >
    эндобдж
    175 0 объект
    >
    эндобдж
    80 0 объект
    >
    эндобдж
    176 0 объект
    >
    эндобдж
    177 0 объект
    >
    эндобдж
    76 0 объект
    >
    эндобдж
    77 0 объект
    >
    эндобдж
    78 0 объект
    >
    эндобдж
    79 0 объект
    >
    эндобдж
    181 0 объект
    >
    эндобдж
    180 0 объект
    >
    эндобдж
    179 0 объект
    >
    эндобдж
    178 0 объект
    >
    эндобдж
    74 0 объект
    >
    эндобдж
    75 0 объект
    >
    эндобдж
    183 0 объект
    >
    эндобдж
    182 0 объект
    >
    эндобдж
    184 0 объект
    >
    эндобдж
    185 0 объект
    >
    эндобдж
    186 0 объект
    >
    эндобдж
    72 0 объект
    >
    эндобдж
    73 0 объект
    >
    эндобдж
    188 0 объект
    >
    эндобдж
    187 0 объект
    >
    эндобдж
    71 0 объект
    >
    эндобдж
    189 0 объект
    >
    эндобдж
    69 0 объект
    >
    эндобдж
    70 0 объект
    >
    эндобдж
    191 0 объект
    >
    эндобдж
    190 0 объект
    >
    эндобдж
    63 0 объект
    >
    эндобдж
    64 0 объект
    >
    эндобдж
    65 0 объект
    >
    эндобдж
    66 0 объект
    >
    эндобдж
    67 0 объект
    >
    эндобдж
    68 0 объект
    >
    эндобдж
    199 0 объект
    >
    эндобдж
    198 0 объект
    >
    эндобдж
    196 0 объект
    >
    эндобдж
    197 0 объект
    >
    эндобдж
    194 0 объект
    >
    эндобдж
    195 0 объект
    >
    эндобдж
    193 0 объект
    >
    эндобдж
    192 0 объект
    >
    эндобдж
    62 0 объект
    >
    эндобдж
    200 0 объект
    >
    эндобдж
    58 0 объект
    >
    эндобдж
    59 0 объект
    >
    эндобдж
    60 0 объект
    >
    эндобдж
    61 0 объект
    >
    эндобдж
    209 0 объект
    >
    эндобдж
    210 0 объект
    >
    эндобдж
    211 0 объект
    >
    эндобдж
    206 0 объект
    >
    эндобдж
    207 0 объект
    >
    эндобдж
    208 0 объект
    >
    эндобдж
    202 0 объект
    >
    эндобдж
    203 0 объект
    >
    эндобдж
    204 0 объект
    >
    эндобдж
    205 0 объект
    >
    эндобдж
    201 0 объект
    >
    эндобдж
    53 0 объект
    >
    эндобдж
    54 0 объект
    >
    эндобдж
    55 0 объект
    >
    эндобдж
    56 0 объект
    >
    эндобдж
    57 0 объект
    >
    эндобдж
    216 0 объект
    >
    эндобдж
    215 0 объект
    >
    эндобдж
    214 0 объект
    >
    эндобдж
    213 0 объект
    >
    эндобдж
    212 0 объект
    >
    эндобдж
    52 0 объект
    >
    эндобдж
    217 0 объект
    >
    эндобдж
    46 0 объект
    >
    эндобдж
    47 0 объект
    >
    эндобдж
    48 0 объект
    >
    эндобдж
    49 0 объект
    >
    эндобдж
    50 0 объект
    >
    эндобдж
    51 0 объект
    >
    эндобдж
    229 0 объект
    >
    эндобдж
    230 0 объект
    >
    эндобдж
    231 0 объект
    >
    эндобдж
    232 0 объект
    >
    эндобдж
    233 0 объект
    >
    эндобдж
    226 0 объект
    >
    эндобдж
    227 0 объект
    >
    эндобдж
    228 0 объект
    >
    эндобдж
    223 0 объект
    >
    эндобдж
    224 0 объект
    >
    эндобдж
    225 0 объект
    >
    эндобдж
    220 0 объект
    >
    эндобдж
    221 0 объект
    >
    эндобдж
    222 0 объект
    >
    эндобдж
    219 0 объект
    >
    эндобдж
    218 0 объект
    >
    эндобдж
    45 0 объект
    >
    эндобдж
    234 0 объект
    >
    эндобдж
    43 0 объект
    >
    эндобдж
    44 0 объект
    >
    эндобдж
    236 0 объект
    >
    эндобдж
    237 0 объект
    >
    эндобдж
    235 0 объект
    >
    эндобдж
    42 0 объект
    >
    эндобдж
    238 0 объект
    >
    эндобдж
    12 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
    эндобдж
    13 0 объект
    > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
    эндобдж
    14 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
    эндобдж
    15 0 объект
    > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
    эндобдж
    16 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
    эндобдж
    17 0 объект
    > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
    эндобдж
    282 0 объект
    > поток
    H | Wr6} WiS5C3ok-U’SR ~ OA $ *
    ӯ_Ů ur}% 6A (R! r / YHK «k_tMҬ | oVdaX # V ۾ 틍 @ \ iF ^» TR5% Kq * / 1b ߀ C $ ۱zbR ‘y’A C + Yhb [5`4X] woCV] 7nJQd #Mgs_} ل THwjt «oz1t; GjW7b; 7hf 誂 p
    W.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *