Существует бесчисленное множество типов насосов, выполняющих определенные функции, и среди них есть менее известный, но очень полезный и эффективный - объемный насос. Этот насос наиболее часто используется во всех отраслях промышленности, от нефтяной и газовой, до фармацевтических компаний и пищевых заводов. Одно можно сказать наверняка: понимание объемного насоса, его работы и преимуществ поможет ответить на основной вопрос, какой насос будет работать лучше всего в месте применения. Эта статья в блоге посвящена принципам работы объемных насосов и их применению в различных отраслях промышленности.
Что такое объемный насос
Вытеснительный насос - это насос, в котором определенный объем жидкости захватывается и перемещается с помощью источника энергии, а затем эта жидкость выталкивается через нагнетательную трубку. Как правило, центробежные насосы всасывают жидкость, что обуславливает высокую скорость вращения, в то время как объемные насосы способны подавать жидкость в постоянном объеме независимо от противоположного давления. Это делает их подходящими для применения при высоком давлении или при перекачивании густых жидкостей высокой вязкости.
Насосы объемного типа делятся на два типа: роторные и поршневые. В этих типах применяются различные методы, обеспечивающие неизменность конечного продукта, а также заданный расход с одинаковой скоростью.
Как работает объемный насос?
Насос объемного действия определяется как машина, которая вытесняет объемы жидкости от входного до выходного отверстия насоса. На практике это означает, что жидкость всасывается в насос за счет образования полостей, и это действие называется удержанием жидкости. В настоящее время среднее давление забора воды в камере предполагает внутреннее защемление жидкости.
В роторных насосах такие конструкции вращаются с помощью шестеренок, которые приводят в движение геометрическую конструкцию, захватывающую движущуюся воду. Такие элементы находятся в быстром вращении, благодаря чему поддерживается постоянный поток жидкости. В поршневых насосах, напротив, используется поршень или диафрагма, которая позволяет вытеснять жидкость в колебательном движении.
Рабочий процесс
Этот процесс можно описать следующим образом:
- Поступление: Насос создает всасывание внутри полости, благодаря чему жидкость поступает внутрь.
- Улавливание жидкости: Попадая внутрь, движущаяся жидкость задерживается в камере дополнительными движущимися частями или вышеупомянутой работой поршня.
- Водоизмещение: Захваченная жидкость выталкивается насосом через нагнетательную трубу за счет уменьшения объема камеры, в которой находится жидкость.
Этот циклический или непрерывный процесс делает объемные насосы идеальными для ситуаций, в которых необходимо подавать контролируемый объем жидкости в течение определенного времени.
Типы объемных насосов
В настоящее время существуют различные виды объемных насосов, в том числе:
Шестеренные насосы
Почти параллельные формы прорезают путь через насосные сальники и содержат ряд штифтовых выступов или улавливателей жидкости, которые захватывают жидкость между противоположными зубцами. Такие насосы часто используются там, где требуется высокая точность в количестве подаваемой жидкости, например, в системах для циркуляции масел.
Лопастные насосы
Лопастные насосы с осевым потоком состоят из двух лопастных роторов, которые работают в очень малом зазоре для перекачки жидкости. Роторы переносят жидкость только от входа к выходу, практически не соприкасаясь, поэтому такие насосы также используются в санитарных системах, например, при производстве продуктов питания и напитков.
Мембранные насосы
В них используется гибкая мембрана, создающая попеременно вакуум и давление для перемещения жидкости. Они широко используются в химической промышленности и очистке сточных вод, поскольку способны перекачивать агрессивные жидкости.
Перистальтические насосы
В этом типе насоса гибкая трубка сжимается роликами или башмаками, чтобы привести в движение жидкость внутри нее. Этот насос особенно полезен в медицине, поскольку он предотвращает загрязнение жидкости, так как жидкость контактирует только с трубкой.
Поршневые насосы
В насосах этого типа поршень используется в качестве элемента для перемещения количества жидкости из одного положения в другое путем движения вперед и назад внутри цилиндра. Поршневые насосы известны своей способностью создавать высокое давление, поэтому их можно встретить в гидравлических системах с пористой средой.
Преимущества объемных насосов
Насосы объемного типа имеют ряд преимуществ, благодаря которым они востребованы в большинстве отраслей. В частности, к таким преимуществам относятся:
- Постоянная скорость потока: Одним из основных положительных аспектов объемных насосов является то, что они могут поддерживать постоянный расход в диапазоне давления нагнетания. Эта способность ценна в целом ряде процессов, включая дозирование или распределение некоторых жидкостей.
- Способны выдерживать высокое давление: Единственным недостатком объемных насосов является давление, создаваемое объемным насосом, которое может превышать 4000 фунтов на квадратный дюйм, поэтому они используются в системах, где требуется проталкивание жидкостей на большие расстояния или под значительным давлением.
- Работа с вязкими жидкостями: В отличие от центробежных насосов, которые неэффективны при перемещении густых или вязких жидкостей, объемные насосы предназначены для эффективного перекачивания вязких или густых жидкостей. Это делает их подходящими для перекачивания масел, сиропов, суспензий и других применений.
- Самостоятельное грунтование: Большинство объемных насосов самовсасывающие, а значит, можно начинать перекачку без ручной заливки насоса. Эта функция очень важна в тех областях, где требуется надежность и удобство эксплуатации насоса.
- Энергоэффективность: Эти насосы также более эффективны по сравнению с центробежными насосами при работе с жидкостями высокой вязкости или системами высокого давления, что обуславливает их высокую производительность. В долгосрочной перспективе существует возможность экономии расходов, так как при работе насосов расходуется меньше энергии.
Использование объемных насосов
Сама природа объемных насосов позволяет применять их во многих отраслях промышленности, поэтому они неоднократно использовались во многих отраслях. К числу таких областей применения относятся следующие:
- Нефть и газ: Насосы объемного типа применяются для перекачки сырой нефти, смазочных материалов, масел и других нефтепродуктов, густых жидкостей или под высоким давлением, как это часто бывает в нефтегазовой отрасли.
- Еда и напитки: Даже в пищевой промышленности и производстве напитков, где требуются санитарные условия для перекачивания вязких материалов, таких как соусы, сиропы, молочные продукты. Для перекачивания санитарной футеровки используются лопастные насосы.
- Фармацевтические препараты: Насосы объемного типа являются отличным инструментом в фармацевтическом производстве для дозирования и выдачи чувствительных или стерильных жидкостей, не допуская их загрязнения в процессе работы.
- Химическая обработка: Мембранные и поршневые насосы - наиболее часто используемые типы насосного оборудования в установках, перемещающих агрессивные или коррозионные жидкости.
- Очистка сточных вод: Среди различных категорий объемных насосов диафрагменные насосы заняли заметное место в области управления сточными водами, быстро перекачивая густые клеи и суспензии.
Общие области применения объемных и центробежных насосов
Вы можете подумать: "Зачем нужен этот объемный насос, если есть центробежный?". Ответ зависит от особенностей применения. Вот несколько основных моментов, на которые стоит обратить внимание:
- Постоянство скорости потока: Насосы объемного типа практически при любом давлении в цилиндре создают практически постоянный поток, поэтому независимо от изменений давления расход остается неизменным, в то время как у центробежных насосов расход системы колеблется в зависимости от давления в системе.
- Давление: Положительный объем предпочтительнее, когда система работает под высоким давлением, в то время как центробежные насосы теряют эффективность с увеличением давления.
- Вязкость жидкости: Насосы объемного типа лучше всего подходят для перекачивания густых жидкостей, поскольку центробежные насосы неэффективны при перекачивании очень вязких жидкостей.
Выводы
Многие системы полагаются на объемные насосы, поскольку они гарантируют постоянную скорость потока при различных уровнях давления и позволяют перекачивать жидкости высокой вязкости. В любом проекте, где требуется перекачивать масла, химикаты, пищевые продукты или даже сточные воды, скорее всего, найдется подходящий для работы объемный насос. Зная принцип работы насосов, их разновидности и сферы применения, вы сможете выбрать лучший насос для своих нужд.
При выборе насоса учитывайте вязкость жидкости, требования к давлению жидкости и расход. В большинстве сложных насосных применений объемные насосы обеспечат адекватное и правильное решение энергетических задач, что делает их необходимыми в промышленном и коммерческом использовании.
