maison / Sol/ Quel est le principe de fonctionnement des pompes à liquide à piston. Pompe à liquide à piston : but et principe de fonctionnement

Quel est le principe de fonctionnement des pompes à liquide à piston. Pompe à liquide à piston : but et principe de fonctionnement

Description de la pompe

Les pompes à piston sont un type d'unités de pompage volumétrique dans lesquelles le liquide est déplacé par des déplaceurs, le poussant hors des chambres de travail statiques. La chambre de travail d'une pompe à piston est un espace fermé qui communique alternativement avec l'entrée/sortie de la pompe. Un déplaceur est un élément de travail d'une unité de pompage qui déplace une substance.

Les pompes à piston transmettent de l'énergie au liquide pompé, en la convertissant à partir de l'énergie mécanique du moteur, c'est-à-dire Ce type de pompe transmet de l'énergie au fluide en mouvement afin qu'il puisse surmonter des phénomènes tels que la résistance, l'inertie et la hauteur statique à l'intérieur de la canalisation.

Il existe différentes classifications de pompes à piston, qui prennent en compte caractéristiques de conception unités de pompage à piston, caractéristiques de fonctionnement des unités, type de liquide avec lequel la pompe fonctionne, indicateur de vitesse du corps de travail et pression de service créée.

Variétés et types de pompes à piston

Ainsi, les pompes à piston peuvent être entraînées manuellement ou mécaniquement. Les pompes à entraînement mécanique sont divisées en deux types :

Pompes d'entraînement, où le piston est activé par un mécanisme à bielle et manivelle du moteur, qui est situé séparément et connecté à la pompe via une transmission ;
Pompes à action directe, où le piston effectue des mouvements alternatifs à travers une tige directement à partir du piston d'une machine à vapeur sans manivelle, qui est un système unique avec une unité de pompage.

Selon le type d'organe de travail qui assure le déplacement du fluide, les pompes à piston sont :

Piston (le piston est en forme de disque);
Plongeur (le piston a une forme cylindrique);
Diaphragme (le fluide de travail est séparé du piston par un diaphragme spécial et le cylindre contient de l'huile/émulsion). De telles pompes sont utilisées pour pomper des liquides contenant diverses impuretés, des liquides chimiquement agressifs, mortiers. Le diaphragme peut être activé avec un levier conventionnel. La chambre de travail est équipée de deux tuyaux, l'un d'aspiration, l'autre de pression. La tige se déplace d'avant en arrière et se connecte au diaphragme. Les pompes à membrane sont utilisées comme pompes à carburant dans les moteurs automobiles.

Selon leur mode de fonctionnement, les pompes à piston sont des types suivants :

Pompe à piston simple effet ;
Pompe à piston double effet. Une telle pompe fournit du liquide de manière plus uniforme par rapport aux pompes à action simple ou différentielle, car il est équipé de deux chambres de travail situées de part et d'autre du cylindre, où se trouvent les vannes de refoulement et d'aspiration. Grâce à cela, le piston pompe le fluide deux fois tandis que le vilebrequin fait un tour. Le chapeau d'air, qui est relié au tuyau, réduit considérablement la pulsation du liquide pompé ;
Pompes à pistons différentiels. Ces pompes sont des pompes à double effet et sont équipées de deux chambres de travail, dont l'une n'a pas de vannes et l'autre est dotée d'une vanne d'aspiration et de travail. Du fait que la pompe pompe le liquide pompé deux fois par tour d'arbre, l'alimentation en liquide est largement égalisée.

Les pompes à piston sont classées par emplacement (horizontal et vertical) et nombre de cylindres (équipés d'un, deux, trois cylindres ou plus).

En fonction du nombre de pistons, on distingue les pompes à un, deux pistons ou plus. De plus, selon l'indicateur de débit, on distingue les pompes avec de gros pistons (diamètre supérieur à 150 mm), moyens (diamètre de 50 à 150 mm) et petits pistons (diamètre inférieur à 50 mm). En fonction de la vitesse du corps de travail, il existe trois types de pompes : les pompes à piston à basse vitesse (de 40 à 80 doubles courses par minute), les pompes à piston à vitesse moyenne (50-80) et les pompes à piston à grande vitesse. pompes (150-350).

Ce type les pompes sont utilisées pour pomper eau froide(pompe ordinaire), eau chaude (pompe à chaud), pour travailler avec des substances acides (pompe à acide), des solutions d'argile (pompe à boue), etc.

Principe de fonctionnement d'une pompe à piston double effet

Selon le niveau de pression de fonctionnement, il existe des pompes qui créent une pression élevée, moyenne et basse.

Les pompes à piston peuvent être à action directe ou à entraînement par arbre selon la méthode de déplacement du maillon principal. Dans les pompes à action directe, le maillon principal effectue des mouvements alternatifs, tandis que dans les unités à arbre (par exemple, les unités à cames), le maillon d'entraînement tourne.

Les pompes à lobes et submersibles sont largement utilisées.

Ainsi, une pompe à came comporte un cylindre dans lequel l'élément de travail est activé par une came et ramené à sa position d'origine par un ressort. Ce type les pompes délivrent du liquide de manière inégale, mais sont de conception compacte. Dans les pompes à cames, les cylindres sont disposés radialement et les axes se croisent en un centre commun. Les patins réduisent la pression de contact entre le plongeur et la came. Les pompes à cames sont capables de pomper à haute pression et sont donc utilisées dans les conduites hydrauliques, lors du pompage de fluides dans des presses hydrauliques et comme pompes à carburant dans les moteurs diesel.

Les pompes submersibles sont très compactes et sont utilisées pour travailler dans des puits.

Principaux composants/pièces des pompes à piston

Les pompes à piston sont un type d'unités volumétriques dans lesquelles les plongeurs poussent le liquide hors des chambres de travail statiques. Les principaux composants d'une pompe à piston sont des éléments tels que sa chambre de travail et son déplaceur. Chambre de travail volumétrique équipement de pompage il s'agit d'un espace fermé qui communique à son tour avec l'entrée/sortie du groupe de pompage. Un déplaceur est un corps de travail qui élimine les substances des chambres de travail de l'unité.

Principe de fonctionnement des pompes à piston

Dans une pompe à piston à simple effet, le plongeur est relié par une tige à un mécanisme à manivelle et se déplace ainsi d'avant en arrière à l'intérieur du cylindre. Lorsque le piston se déplace vers la droite, un vide se crée dans la chambre de travail. En conséquence, la vanne aspire le fluide de travail dans la chambre via le pipeline. Lorsque le piston s'inverse (vers la gauche), la soupape de refoulement est en position ouverte et la soupape d'aspiration, par conséquent, est en position ouverte. position fermée. Ainsi, le liquide est pompé dans la canalisation sous pression. Pour augmenter les performances des pompes à piston, elles sont souvent réalisées en double, triple, etc. Les pistons de ces pompes sont activés par un seul vilebrequin.

Principe de fonctionnement d'une pompe à trois pistons

Avantages des pompes à piston

Les avantages des pompes à piston par rapport aux autres types d'unités de pompage sont :

Indépendance de l'alimentation en liquide par rapport à la pression, ce qui permet de les utiliser comme pompes doseuses ;
Indice d'efficacité relativement élevé (supérieur à, par exemple, les unités centrifuges) ;
La lenteur

Les pompes à piston fournissent du liquide par intermittence et ont des dimensions importantes par rapport, par exemple, aux pompes centrifuges. Leur conception est complexe, mais ils peuvent en même temps créer des pressions importantes. Ce type de pompe est utilisé pour travailler avec des liquides propres, car... ils sont équipés de vannes. Les impuretés présentes dans le fluide de travail peuvent provoquer des dommages.

Applications dans l'industrie des pompes à piston

Les pompes à piston sont activement utilisées dans les systèmes d'approvisionnement en eau, domestiques, alimentaires et industrie chimique, dans la production d'équipements pour la pulvérisation de divers matériaux. Diverses pompes à piston, comme par exemple une unité à membrane, sont utilisées dans le cadre d'un moteur. combustion interne comme système d'alimentation en carburant, ainsi que pour travailler avec mélanges de construction et d'autres substances contenant des impuretés. Pompe submersible s'est répandu lors des travaux sur les puits. Une pompe à boue est utilisée lors du pompage de solutions d'argile.

Annotation: Les caractéristiques de conception sont prises en compte, processus théoriques, les applications des pompes volumétriques les plus courantes.

7.1 Caractéristiques générales des pompes volumétriques

Contrairement à pompes centrifuges, qui sont machines hydrodynamiques, dans les pompes volumétriques le fluide se produit en raison d'un changement forcé du volume de la cavité, qui est rempli de liquide. Une pompe volumétrique, quelle que soit sa conception, comporte trois éléments principaux :

Chambre de travail- une cavité dans la partie débit de la pompe, qui est remplie de liquide et dont le volume change.
Déplaceur- un élément dont le mouvement modifie le volume de la chambre de travail.
Distributeur- un dispositif permettant de diriger le flux de liquide du tuyau d'aspiration vers la chambre de travail ou de la chambre de travail vers le tuyau de refoulement.

7.2 Conception de la pompe à piston

Une pompe à piston simple effet comprend les éléments principaux suivants, riz. 7.1 : le cylindre 4, le piston 8, la tige de piston 9, la chambre de travail 5, le tuyau d'aspiration 7, le tuyau de refoulement 2, la soupape d'aspiration 6, la soupape de refoulement 1, le compensateur pneumatique 3 et le mécanisme à manivelle 10 sont connectés au moteur.

Lorsque le piston 8 de la pompe se déplace de gauche à droite, un vide se forme dans la chambre de travail 5, grâce auquel le liquide monte à travers le tuyau d'aspiration 7, ouvre la vanne d'aspiration 6 et pénètre dans la chambre de travail, remplissant l'espace. Lorsque le piston recule, la pression dans la chambre de travail augmente, ce qui entraîne la fermeture de la soupape d'aspiration, la soupape de refoulement 1 s'ouvre et le liquide est déplacé dans le tuyau de refoulement 2. Ainsi, pour un tour de l'arbre du moteur , ce qui correspond à une double course du piston, l'aspiration se produit dans la pompe une fois et une fois l'injection.

Inconvénient d'une pompe à piston unique simple effet - son fonctionnement irrégulier - l'alimentation maximale est 3,14 fois supérieure à la moyenne. Lors de l'aspiration, aucun liquide ne pénètre dans le réseau et le moteur tourne quasiment à vide. Au début du cycle d'injection, il y a une forte augmentation du débit de fluide dans la canalisation d'injection, ce qui, en raison de la faible compressibilité, conduit au phénomène de coup de bélier - la pression derrière la pompe devient nettement supérieure à la moyenne.

Riz. 7.1.

Riz. 7.2.

Un tel fonctionnement irrégulier de la pompe entraîne son usure prématurée. Pour réduire les fluctuations de pression et le débit des pompes à piston, un compensateur pneumatique est utilisé 3 - chambre divisée par une membrane flexible en deux cavités. Celui du bas est relié au tuyau de pression et celui du haut est rempli de gaz comprimé, qui absorbe les fluctuations de pression et de débit.

Une pompe à piston à double effet possède deux chambres de travail A et B, deux soupapes d'aspiration et deux soupapes de refoulement, fig. 7.2. Lorsque le piston 8 se déplace de gauche à droite, le liquide, sous l'action du vide créé, s'écoule du tuyau d'aspiration 7 dans la chambre A, et en même temps, de la chambre B, le liquide est poussé vers le refoulement. tuyau.

Pompe à trois pistons est une combinaison de trois pompes simple effet entraînées par un vilebrequin commun dont les manivelles sont décalées les unes des autres de 120°. De telles pompes ont une uniformité de fonctionnement nettement plus grande que les pompes à simple et double effet à piston unique - le débit maximum ne dépasse la moyenne que de 1,047 fois. Ils utilisent la puissance du moteur plus efficacement et fournissent du fluide selon un débit presque continu. Inconvénient des pompes à trois pistons- leur encombrement et leur faible fiabilité lors du travail avec des boues abrasives.

Par rapport aux pompes centrifuges, les pompes à piston présentent les avantages suivants : la capacité de créer une pression importante avec une petite offre ; caractéristique rigide - avec une pression croissante, le débit de la pompe reste pratiquement inchangé ; capacité d'auto-amorçage - les pompes ne nécessitent pas d'amorçage avant de démarrer.

L'inconvénient de telles pompes- complexité de conception importante, notamment de nombreuses pompes à pistons, présence d'un réducteur et d'un mécanisme à manivelle, de vannes, ce qui entraîne une faible fiabilité des pompes, des dimensions et un poids importants, complique l'entretien et la protection contre l'usure abrasive lors du transport de mélanges hydrauliques. De plus, l'inconvénient est l'inégalité et l'approvisionnement limité, alors que les pompes ont de très grandes dimensions de 20 à 45 tonnes.

7.3 Conception des pompes à piston

Les pompes à piston sont des pompes volumétriques à simple effet. Leur schéma de fonctionnement est le même que celui des pompes à piston à trois cylindres à simple effet. Les principaux avantages des pompes à piston c - possibilité de travailler pour hautes pressions(10 MPa et plus), simplicité de conception, coût relativement faible, facilité d'utilisation, ainsi que la facilité de protection contre l'usure abrasive. Structurellement, les pompes à piston sont entraînées par un mécanisme à manivelle. La disposition des cylindres est horizontale ou verticale. Les boîtes hydrauliques sont généralement réalisées avec une distribution par vannes.

L’hydrotransport de matières solides n’est pas le principal domaine d’application des pompes à piston, mais étant donné leur faible coût (par rapport à ceux à piston à membrane), ils sont utilisés pour l'hydrotransport de matériaux très abrasifs, comme les boues polymétalliques. Dans les pompes à piston, les joints et, dans une moindre mesure, le corps du piston sont soumis à une usure intense. De plus, dans les pompes à piston utilisées pour le transport hydraulique, il est possible de rincer le piston.

Riz. 7.3.

Pompe à piston, Fig. 7.3, par opposition à une pompe à piston, a le piston 1 comme élément mobile - une tige métallique lisse. En allant vers l'avant ou vers l'arrière, il modifie le volume de la chambre de travail 9. Grâce à cela, le liquide pénètre dans la chambre de travail depuis le tuyau d'aspiration 11 à travers la vanne 10 ou est forcé dans le tuyau de pression 6 à travers la vanne 8.

Le principal avantage d'un piston par rapport à un piston- simplicité d'étanchéité, qui s'effectue de la même manière que l'étanchéité des tiges des pompes à piston - à l'aide d'un joint d'étanchéité 3. Pour protéger le joint et le piston des particules abrasives, du fluide est introduit dans la cavité 4 par le trou 12 eau pure sous une pression qui dépasse la pression du fluide dans la chambre de travail. L'eau propre pénètre en petite quantité dans la chambre de travail par l'espace entre la bague et le piston et rince cet espace, empêchant ainsi les particules solides d'y pénétrer.

Les pompes à piston pour le transport de matières solides fonctionnent à une cadence de 80 ... 120 min-1, en fonction du fluide transporté. Pour augmenter le débit des pompes à piston, le nombre de pistons dans une unité est augmenté (jusqu'à sept). Cependant, en raison de la conception multicylindre, le nombre de pièces d'usure augmente.

7.4 Pompes à vis excentrée

Les pompes à vis sont conçues pour pomper de l'eau propre et de l'eau contaminée par du sable, du limon, des particules de charbon et de roche, et est utilisé pour le drainage local lors de la conduite d'ouvrages horizontaux et de pentes, ainsi que pour le nettoyage des boues des puisards et des bassins de décantation.

Des pompes à vis de trois tailles standards sont utilisées dans les mines : 1B6/5, 1B20/5 et 1B20/10 (1B - monovis, numérateur - débit en litres pour 100 tours d'arbre, dénominateur - pression en MPa.) Au niveau d'un arbre de pompe vitesse de 1450 tr/min Ces pompes fournissent respectivement : débit - 6 ; 17 et 17 m3/h ; pression - 50, 50 et 100 m, efficacité - 0,48 ; 0,60 et 0,64. Hauteur d'aspiration sous vide 6m.

Les pompes à vis appartiennent à la classe des machines volumétriques. Parties principales pompe à vis type 1B, fig. 7.4 est un support en acier 3, un stator en caoutchouc 4, un rotor en acier 5 et un arbre à cardan 6. Dans le stator, qui est un cylindre en caoutchouc avec une cavité en forme de spirale à deux fils, le rotor tourne planétairement dans le forme d'une vis à filetage unique au pas de deux moins de pas spirale du stator. Entre le rotor et le stator se trouvent des cavités qui se déplacent progressivement d'une extrémité à l'autre du stator. De ce fait, un vide se forme sur un côté du stator et l'eau est aspirée par le tuyau 1, et l'eau est pompée dans le pipeline par le tuyau 9.

L'arbre à cardan 6 est relié via un arbre d'entraînement 11 et un accouplement élastique à l'arbre moteur. L'arbre 6, équipé des charnières 2 et 8, permet au rotor 5 d'effectuer une rotation planétaire dans le stator. La charnière 8 est protégée du sable et de la saleté par un soufflet en caoutchouc 7. L'étanchéité de l'arbre est assurée par un joint d'huile 10. L'arbre 7 est situé dans deux roulements à billes à contact oblique 13 situés dans les fentes du châssis 12.

Grâce au stator en caoutchouc, la pompe peut pomper de l'eau contaminée. L'eau se déplace dans l'espace et sert de lubrifiant entre le rotor et le stator. Sans eau dans cet espace, vous ne pouvez pas faire fonctionner la pompe, car le stator tomberait en panne.

Mots clés:

Pompe à piston(pompe à piston) - un des types de machines hydrauliques volumétriques dans lesquelles les déplaceurs sont un ou plusieurs pistons (plongeurs) effectuant un mouvement alternatif.

Piston- une pièce cylindrique qui effectue un mouvement alternatif à l'intérieur du cylindre et sert à convertir les changements de pression du gaz, de la vapeur ou du liquide en travail mécanique, ou vice versa - mouvement alternatif lors du changement de pression. Dans un mécanisme à piston, contrairement à un mécanisme à piston, le joint est situé sur la surface cylindrique du piston, généralement sous la forme d'un ou plusieurs segments de piston.

Vis ou pompe à vis- une pompe dans laquelle la pression du liquide injecté est créée en déplaçant le liquide par un ou plusieurs rotors métalliques à vis tournant à l'intérieur d'un stator de forme appropriée.

Questions de contrôle

Énumérez les principales pompes pour pomper des liquides contaminés.
De quelles pièces se compose une pompe volumétrique ?
Quels sont les inconvénients d’une pompe à piston ?
Quels sont les avantages de la pompe à piston ?
Pourquoi des pompes à piston sont-elles utilisées pour pomper des liquides contaminés ?
Quels sont les avantages des pompes à vis ?
Quels sont les inconvénients des pompes à vis ?

Bref résumé

Nous avons examiné des pompes pour pomper des liquides contaminés
Nous nous sommes familiarisés avec la conception, les avantages et les inconvénients des pompes à piston, à vis et à piston.

Travailler avec Environnement aquatique l'homme a créé des machines hydrauliques. Les variétés qui transfèrent l'énergie de l'eau aux pièces mécaniques sont appelées moteurs hydrauliques. Mais c'est aussi possible action inverse lorsque le mécanisme agit sur l'eau. Dans ce cas nous parlons de sur les pompes hydrauliques.

Riz. 1 pompe hydraulique

Les premières unités hydrauliques étaient manuelles. De nos jours, on utilise non seulement l'hydraulique mécanique manuelle, mais aussi l'électrique. Le plus souvent en fonctionnement, il s'agit d'un piston pompe à liquide.

Types de pompes à piston

La variété des unités de pompe hydraulique est divisée en plusieurs types. Ils diffèrent par la conception et la nature du travail. L'option la plus courante est une pompe hydraulique avec conception des pistons. De tels dispositifs sont à piston radial et à piston axial.

Il existe deux types de dispositifs à pistons axiaux selon l'emplacement de l'axe de rotation du groupe de pistons : droits et inclinés. Ils fonctionnent sur le même principe. Lorsque l'arbre tourne, les cylindres commencent à bouger. Ils tournent également et se déplacent simultanément d'avant en arrière. Lorsque l'axe du cylindre et l'orifice d'aspiration coïncident, le piston expulse le liquide. Après cela, le cylindre est à nouveau rempli de liquide.

Les appareils à pistons axiaux inclinés sont divisés en unités avec un disque incliné et en appareils avec un bloc-cylindres incliné.

Avantages et inconvénients des appareils à pistons axiaux

Les unités à pistons axiaux présentent de nombreux avantages par rapport aux autres systèmes hydrauliques. dispositifs de pompage. Ils diffèrent format compact et relativement léger. Ces caractéristiques ne les empêchent pas d’avoir une puissance et des performances importantes. Petites tailles les pièces ont une faible inertie.

Riz. 4 Les pompes hydrauliques à pistons axiaux sont compactes

Les appareils axiaux ont la capacité d’ajuster la vitesse du moteur.

Le plus dignité importante L'avantage des équipements de pompage de ce type est la capacité de fonctionner à une pression importante. La fréquence de rotation ne diminue pas. Il est possible de modifier le volume utile directement pendant le fonctionnement. La fréquence de rotation varie de cinq cents à quatre mille tours par minute. Selon cet indicateur, les unités axiales sont supérieures aux unités radiales.

Les appareils axiaux sont capables de fonctionner à des pressions de trente-cinq à quarante mégapascals. Les pertes de volume sont faibles, ne s'élevant qu'à trois à cinq pour cent.

Les chambres de travail sont scellées. Cela est dû à haute précision fabrication et petits écarts entre les alésages et les pistons.

En utilisant une pompe de ce type, vous pouvez facilement régler la force et la direction du liquide de pompage.

Les pompes à pistons axiaux présentent également des inconvénients :

Prix élevé de l'appareil.
La conception est complexe, ce qui fait de la réparation et de la maintenance un processus complexe et coûteux.
Lors de l'utilisation, assurez-vous de suivre les instructions. Les violations entraînent des pannes fréquentes.
Le pompage du fluide est pulsé. Si vous utilisez une pompe pour système de plomberie, alors la pulsation y sera perceptible.
Le processus de réparation peut être long en raison de la grande complexité du processus.
Cette pompe nécessite de l'eau propre pour fonctionner. Il doit être nettoyé de toutes impuretés supérieures à dix micromètres.
L'unité est assez bruyante.

Conception et principe de fonctionnement des pompes à piston

Pompe à piston appelée pompe alternative, dont les parties actives sont réalisées sous forme de pistons. Par nombre de pistons ces pompes sont divisées en simple piston, double piston, triple piston et multipiston . Basé sur le nombre de cycles de refoulement et d'aspiration par double course du piston faire la distinction entre les pompes simple effet, double effet et différentiel .

Schéma d'une pompe simple effet à piston unique présenté sur

riz. 3.1.

Lorsque le piston se déplace vers la droite, un vide se crée dans la cavité gauche du cylindre et dans la chambre de travail. En raison du vide, la soupape de décharge supérieure K n appuie contre le siège et la soupape d'aspiration inférieure Proche monte et le liquide est aspiré dans l'espace créé à travers le tuyau d'aspiration depuis la source jusqu'à la chambre de travail. Lorsque le piston se déplace vers la gauche, un hypertension artérielle, sous l'influence de laquelle la soupape d'aspiration Proche se ferme et la vanne de décharge K n monte et le liquide est expulsé du cylindre dans la conduite sous pression.

Avec un mouvement alternatif répété du piston, l'eau se déplace à travers le tuyau d'aspiration à travers le cylindre de la pompe jusqu'au tuyau de refoulement et ensuite jusqu'au point de consommation. Dans ce cas, l'alimentation en liquide vers la conduite de refoulement est inégale, ce qui est inconvénient majeur pompes simple effet. Pour éliminer cet inconvénient, des pompes à double effet sont utilisées.

Sur riz. 3.2 présenté schéma de pompe à double effet (avec deux chambres de travail). Le processus d'aspiration dans une chambre se produit simultanément avec le processus d'injection dans l'autre.

Pour assurer un débit uniforme, des pompes différentielles (piston et plongeur) sont utilisées. Sur riz. 3.3 montré schéma de pompe différentielle avec diamètres de piston D 1 Et D 2 . Du côté aspiration, elle fonctionne comme une pompe à simple effet, du côté refoulement comme une pompe à double effet. Son trait distinctif est que pendant un tour du vilebrequin, il produit une aspiration pendant une course du piston, et une injection de liquide pendant les deux courses du piston, le déplaçant alternativement des chambres UN Et B dans la canalisation de décharge.

Dans le sens de l'axe de mouvement des organes de travail les pompes à piston (à piston) peuvent être horizontal Et verticale .

Concepts de base utilisés dans la théorie des pompes

Sur riz. 3.4 montré schéma d'installation de pompage , composé d'une unité de pompage 1 , qui comprend une pompe et un moteur (le moteur n'est pas représenté sur le schéma), un tuyau d'aspiration 2 et canalisation sous pression 3 , évacuant le liquide de la pompe vers sa destination.

Il y a un grillage au bas du tuyau d'aspiration 4 , protégeant le tuyau d'aspiration des corps étrangers et clapet anti-retour, nécessaire pour remplir la pompe de liquide avant le démarrage (dans les pompes à palettes) et empêcher le mouvement inverse du liquide si la pompe s'arrête.

La théorie des pompes utilise un certain nombre de termes et de définitions qui s'appliquent aux pompes de tous types, y compris les pompes à piston.

Tête de pompe

Dans une pompe en état de marche, une énergie supplémentaire est fournie au liquide, qui est dépensée pour surmonter la résistance dans la canalisation sous pression et soulever le liquide dans le réservoir. Distance verticale h Soleil de la surface libre du réservoir jusqu'au centre de la pompe est appelé élévateur d'aspiration sous vide . Les pertes d'énergie dans la canalisation d'aspiration sont appelées pertes d'absorption Distance verticale h n du centre de la pompe jusqu'au niveau d'eau dans le réservoir est appelé hauteur d'injection géodésique . Les pertes d'énergie dans la conduite sous pression sont appelées pertes par pompage . Somme des hauteurs géodésiques h soleil + h n, ajouté à la somme des pertes d’énergie dans le système, s’appelle pression de la pompe N :

N = h soleil + h n+ h soleil + h wн. (7.9 )

Pression, développé par la pompe, représente la quantité d'énergie fournie par la pompe par rapport à une unité de masse du liquide pompé. Pression mesuré en mètres de colonne de liquide pompé ou en unités de pression.

La pression développée par une pompe en marche peut également être déterminée par la formule ( 7.9 ) en utilisant les lectures d'un vacuomètre et d'un manomètre, qui sont généralement équipés unités de pompage (riz. 3.4):

H = h m + h en + Δh + (w n 2 – w en 2) / (2 g) , (7.10 )

Où N – la pression de la pompe, m;

h m– lecture du manomètre, exprimée en mètres de colonne de liquide pompé ;

h dans– lecture du vacuomètre, exprimée en mètres de colonne de liquide pompé ;

Δh– distance verticale entre les points de connexion du manomètre et du vacuomètre, m;

w n, w V– les vitesses dans les conduites de refoulement et d'aspiration (aux points de raccordement du manomètre et du vacuomètre), MS;

g m/s 2.

Un des principaux indicateurs techniques la pompe est également pression de la pompe R.:

R. = R.À - R. n+ ρ (wà 2 – w n 2) / (2 g) + ρg (zÀ - z m), (7.11 )

Où R.À, R. n– pression à la sortie et à l’entrée de la pompe, Pennsylvanie;

ρ – densité du milieu liquide, kg/m3;

w à, w n– vitesse du milieu liquide à la sortie et à l'entrée de la pompe, MS;

g- Accélération de la gravité, m/s 2;

z à, z n– hauteur du centre de gravité de la section transversale de sortie et d'entrée de la pompe, m.

Tête de pompe N et pression de la pompe R. interconnectés par la dépendance

N =R./ (ρg) , (7.12 )

Où ρ – densité du milieu liquide, kg/m3;

g- Accélération de la gravité, m/s 2.

Pour pomper des liquides, on utilise depuis de nombreuses années une pompe à piston. Cette conception est devenue très répandue car elle fonctionne sur le principe du déplacement du liquide en transmettant la pression. Le principe de fonctionnement de la pompe à piston des mises en œuvre modernes est beaucoup plus complexe par rapport aux premiers modèles, ce qui augmente considérablement la fiabilité et l'efficacité. Examinons plus en détail les caractéristiques d'un tel mécanisme.

Principe d'opération

Lorsque l'on considère le principe de fonctionnement d'une pompe à piston, il convient de garder à l'esprit que la première conception est apparue il y a plusieurs décennies. Le plan de travail présente les caractéristiques suivantes :

Le mécanisme comporte un élément mobile qui effectue un mouvement alternatif. Il est produit en appliquant matériaux modernes, grâce à quoi les qualités isolantes sont considérablement augmentées.
L'élément mobile est situé dans un conteneur cylindrique isolant. Lors du déplacement, le piston crée de l'air raréfié dans la chambre de travail, grâce à quoi le liquide est aspiré du pipeline.
Le mouvement inverse de l'élément mobile entraîne le refoulement du liquide dans la conduite de sortie. La conception de la vanne ne permet pas au liquide de pénétrer dans la conduite d'aspiration au moment de son éjection.

Le principe de fonctionnement le plus simple détermine un fonctionnement stable et à long terme. Il convient de noter que le flux créé par un tel dispositif peut se déplacer à des vitesses différentes. Un volume trop important de la chambre de travail entraîne un déplacement du flux par sauts. Afin d'éliminer l'apparition d'un tel effet, un dispositif à plusieurs pistons est installé.

Appareil

La pompe à piston a une conception relativement simple. Parmi les fonctionnalités, on note les points suivants :

Chambre de travail. Il est représenté par un boîtier scellé qui, dans la partie intérieure, présente surface du miroir. De ce fait, le mouvement de l'élément mobile est considérablement simplifié. La chambre de travail fait partie du cylindre, qui est déterminé course maximale action La surface du cylindre est réalisée dans un matériau très résistant aux liquides.
Les tubes de pression et d'aspiration sont conçus pour drainer et fournir du liquide. Ils peuvent avoir diamètre différent. De plus, un tel élément structurel peut comporter un système de vannes, ce qui augmente considérablement l'efficacité du mécanisme.
Le piston crée une pression dans le système. Le dispositif de pompe à piston comporte un piston grâce auquel le liquide est pompé. Il est fabriqué à partir de plusieurs matériaux d'étanchéité. De ce fait, le piston peut se déplacer le long du cylindre et en même temps créer un vide. C'est sur la surface du piston que s'exerce une pression importante. Certaines versions sont pliables, permettant des réparations. Par exemple, quand fonctionnement à long terme Les joints s'usent et peuvent être remplacés si nécessaire pour prolonger considérablement la durée de vie du mécanisme. Cependant, il existe également des versions non séparables dont la réparation n'est possible que dans des ateliers spécialisés.
La force est transmise au piston par la tige. Dans la fabrication de cet élément, on utilise de l'acier de haute qualité offrant une rigidité et une résistance accrues. De plus, les matériaux utilisés se caractérisent par une résistance élevée à la corrosion, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de la structure. Cet élément est relié à l'entraînement par lequel la force est transmise. Si la charge est trop élevée, la tige peut se déformer considérablement.

Le mouvement alternatif est transmis de moteur électrique grâce à un mécanisme spécial qui convertit la rotation. Options modernes les conceptions sont compactes, elles peuvent être installées pour fonctionner sous Ciel ouvert ou à l'intérieur. De plus, dans la fabrication du boîtier, on utilise du métal qui offre une protection élevée contre les influences environnementales.

L'appareil du modèle double face présente un assez grand nombre de fonctionnalités :

Il y a un cylindre et un piston, ainsi qu'une tige. Ces éléments sont légèrement différents de ceux utilisés pour créer un mécanisme à sens unique.
Contrairement à la version précédente exécution, celui en question dispose de deux chambres de travail.
Les deux chambres de travail disposent de leurs propres vannes de refoulement et d'aspiration.

Malgré l'augmentation significative de l'efficacité de la pompe à piston, sa conception est assez simple. Dans ce cas, chaque coup implique l'aspiration et l'expulsion du liquide. Cela augmente considérablement la valeur d'efficacité.

Variétés

Les plus populaires sont en vente diverses options exécution de pompes à piston. Le classement s'effectue selon les critères suivants :

Le nombre de pistons qui créent une pression dans le système.
Le nombre de cycles de refoulement et d’aspiration en un seul coup.

En vente, il existe une pompe à pistons à double effet, ainsi qu'une version à un, trois ou plusieurs pistons. Comme indiqué précédemment, en augmentant le nombre d'éléments mobiles, la possibilité d'un mouvement d'écoulement pulsé est éliminée. Quant au nombre de cycles, il existe des modèles à simple effet et à double effet, ainsi que des modèles différentiels.

Le classement peut également être effectué selon les critères suivants :

Pouvoir.
Débit ou performances.
Dimensions de la structure.
Fonctionnalités de mise en page.

Diverses entreprises produisent des pompes à piston. La qualité peut dépendre du type de matériaux utilisés, de la popularité de la marque et du but d'un modèle particulier.

Zones d'application

La pompe à liquide peut être utilisée pour résoudre une grande variété de problèmes. Le design créé se caractérise par une grande polyvalence. Cependant, la présence d'un élément mobile et l'utilisation de bagues d'étanchéité lors de la création d'un piston rendent impossible l'utilisation d'une pompe à piston pour pomper de gros volumes de liquides.

Compte tenu du champ d'application, nous notons les points suivants :

Les matériaux utilisés dans la fabrication peuvent résister aux effets de divers substances chimiques. C'est pourquoi les pompes à piston sont utilisées pour travailler avec divers types carburants, mélanges explosifs et environnements chimiquement agressifs.
Il existe un assez grand nombre de modèles en vente qui peuvent être utilisés pour travailler à la maison.
Dans l’industrie alimentaire, le design est également extrêmement souvent utilisé. Cela est dû à l'effet délicat sur le fluide pompé.

Dans la fabrication de la structure, le plus divers matériaux, qui déterminent le champ d’application.

Avantages et inconvénients

La pompe à liquide à piston se caractérise par suffisamment gros montant avantages et inconvénients. Les avantages incluent :

Simplicité de conception. Comme indiqué précédemment, des pompes à piston similaires ont été fabriquées il y a plusieurs décennies et leur conception a légèrement changé.
Haute fiabilité, qui peut être associée à la simplicité du mécanisme et à l'utilisation de matériaux de haute qualité. Les matériaux résistants à l'usure peuvent résister à un impact mécanique prolongé.
Capacité à travailler avec divers médias. Le large éventail d'applications est déterminé par le fait que les matériaux utilisés ne réagissent pas aux effets de divers produits chimiques.

Il existe également plusieurs inconvénients sérieux. Un exemple est la faible productivité. De tels modèles sont moins adaptés au pompage grande quantité liquides. De plus, la conception n'est pas adaptée à un fonctionnement à long terme, car les éléments actifs s'usent rapidement et perdent leurs caractéristiques de performance.