Princip činnosti vysokotlakého plunžrového čerpadla

Pár pístů se skládá ze 2 hlavních jednotek, z nichž každá plní své vlastní funkce:

• Píst. Jeho úkolem je provádět vratné pohyby uvnitř rukávu. Délka kovového válce by měla výrazně přesahovat průměr.
• Rukáv. Jedná se o dutý válec vyrobený z obzvláště odolného kovu. Uvnitř pouzdra jsou vytvořeny otvory, které umožňují přívod a odvod paliva nebo pracovních kapalin.

Existují dva hlavní typy párů pístů, mezi nimiž je rozdíl v přítomnosti speciálního prstencového zářezu v pístu. Účelem zářezu je shromáždit a vrátit část paliva do hlavního potrubí palivového čerpadla. Náklady na takový pár pístů budou vyšší než náklady na jednotku s pístem bez zářezu. Dodatečné výrobní náklady jsou však kompenzovány zvýšenou účinností vznětového motoru.

Hlavním problémem při výrobě dvojice pístů je zajištění těsnosti pracovní jednotky, přičemž je nutné dosáhnout volného pohybu pístu uvnitř pouzdra. Problém je vyřešen přesným dodržením geometrických rozměrů. Pracovní plochy pouzdra a plunžru jsou zpracovány tak, aby byla zajištěna požadovaná těsnost kontaktu mezi prvky. Pracovní mezera mezi pouzdrem a plunžrem se dnes považuje za 1-3 mikrony. Taková přesnost při zpracování povrchů prvků pracovní jednotky nám umožňuje klasifikovat dvojici plunžrů jako přesné díly.

Během provozu je pár plunžrů vystaven vysokému tlaku a dalším souvisejícím zatížením. To vysvětluje požadavky na pevnost prvků dvojice pístů a také na odolnost vůči fyzikálním vlivům. Z těchto důvodů se pro výrobu montážních prvků používají třídy oceli odolné proti opotřebení a vysoké pevnosti. Pro dosažení požadované přesnosti geometrických rozměrů obou prvků a dodržení technologie zpracování kovů jsou práce prováděny na moderním zařízení schopném tyto parametry zajistit. Činnost dvojice plunžrů do značné míry určuje provozní parametry celého vznětového motoru.

Princip fungování páru pístů

Standardní provozní schéma páru plunžrů:

1. Na začátku pracovního cyklu je plunžr pod působením pružin umístěn ve spodní části pouzdra.

2. Vlivem vačkového hřídele se plunžr přesune do horní části pouzdra, čímž se zvýší tlak paliva nad vytlačovačem.

3. Při zvýšení tlaku paliva se ventil otevře a palivo vstupuje tryskami do spalovacího prostoru.

4. Na konci cyklu se píst pod vlivem pružin vrátí do své výchozí polohy.

Spolehlivost a životnost dvojice plunžrů je do značné míry vysvětlena jednoduchostí principu činnosti této jednotky.

Použití a účel páru pístů

Ve vysokotlakém palivovém čerpadle plní dvojice plunžrů následující funkce:

• zajištění průtoku motorové nafty do vstřikovačů při současném zvýšení tlaku;
• dávkování požadovaného objemu paliva pro dodávku do vstřikovačů;
• stanovení optimálního režimu vstřikování nafty do spalovací komory.

Dosažení přesného a účinného výkonu těchto funkcí je možné díky společnému ovládání dvojice pístů spolu se systémy tlumení nárazů a řídicími systémy. Automatizace určuje parametry a charakteristiky, kterých musí být dosaženo během provozu dvojice plunžrů.

Další oblastí použití pro páry plunžrů jsou čerpadla, hydraulické stroje a další podobná zařízení různých konstrukcí a účelů.

Výhody a nevýhody páru pístů

Poptávka po vznětových motorech výrazně vzrostla po nástupu vysokotlakých palivových čerpadel, ve kterých se jednou z hlavních pracovních jednotek staly dvojice plunžrů. Tento prudký nárůst popularity palivových vstřikovacích čerpadel lze vysvětlit technickými a provozními vlastnostmi palivového čerpadla díky použití dvojice plunžrů v konstrukci. Hlavní výhody pracovní jednotky a celého vstřikovacího čerpadla:

• Výjimečná spolehlivost uzlu. Tuto charakteristiku lze spravedlivě aplikovat jak na samotný pár plunžrů, tak na celý dieselový motor.
• Schopnost dvojice palivového vstřikovacího čerpadla a plunžru současně řešit několik problémů, včetně dodávání paliva pod vysokým tlakem, dávkování objemu paliva a výběru optimálního režimu vstřikování paliva pro spalování v komoře. Tato všestrannost umožňuje zajistit efektivní provoz vznětového motoru.
• Hlavní výhodou vznětových motorů je jejich vysoká účinnost, která má dnes spolu s účinností vznětových spalovacích motorů mimořádný význam především z hlediska úspory peněz.
• Neméně významnou předností je šetrnost k životnímu prostředí naftových motorů. Nutno podotknout, že vznětový spalovací motor nelze z pochopitelných důvodů považovat za zcela bezpečný. Moderní vznětové motory však díky svému efektivnímu provozu a téměř úplnému spalování motorové nafty začaly splňovat přísné současné ekologické normy. Vznětový motor přitom vyžaduje ke svému provozu relativně malé množství nafty. Nízká spotřeba paliva vede k minimálním emisím škodlivých látek, což je také nutné vzít v úvahu při posuzování ekologičnosti vznětového spalovacího motoru.

Mezi významné nevýhody dvojice plunžrů patří opotřebení prvků pracovní jednotky. Opotřebení se vysvětluje obtížnými provozními podmínkami pracovní jednotky. Životnost páru plunžrů lze prodloužit výrobou montážních prvků z vysokopevnostních ocelí s přísným dodržováním výrobní technologie. Ani splnění těchto podmínek však zcela nevylučuje možné opotřebení dílů.

Pro průmysl a výrobu, kde technologické procesy zahrnují periodické nebo stálé čerpání plynů a plynných směsí, je jedním z nejvhodnějších typů zařízení vysokotlaké plunžrové čerpadlo. Taková zařízení se používají pro čerpání vzduchu a směsí obsahujících vzduch, neagresivních plynů, par a směsí pára-plyn. Nezbytnou podmínkou pro provoz takového zařízení je předběžné čištění plynu od mechanických částic.

Plunžrová pumpa – jak to funguje

Konstrukčně se vakuové plunžrové čerpadlo skládá ze dvou hlavních prvků: elektromotoru a krytu, ve kterém jsou umístěny hlavní části. Tělo je vyrobeno z odolného kovu, všechny ovládací prvky jsou umístěny vně.

Plunžrová pumpa – jak to funguje

Hlavní prvky jednotky jsou:

• píst;
• vodicí válec;
• hřídel;
• výstřední;
• tlakové a sací potrubí;
• kulové ventily.

Konstrukce plunžrového čerpadla je v mnoha ohledech podobná konstrukci pístového zařízení, avšak s některými rozdíly, které významně ovlivňují účinnost instalace. Konstrukce plunžru tedy neznamená přítomnost drážek na jeho povrchu, je delší než běžný píst a jeho pohyb se neprovádí přímo v komoře, ale ve válci. Kromě toho se píst díky excentru pohybuje nejen nahoru a dolů, ale také do stran, což zvyšuje produktivitu zařízení. Je důležité přesně lícovat píst s válcem, aby byla zajištěna optimální vůle mezi nimi.

Takové jednotky se vyrábějí vždy se dvěma pracovními komorami, ale existují typy jako jednokomorové a dvoukomorové. Rozdíl je v posloupnosti procesů.

U jednokomorových systémů je tedy médium odčerpáváno přímo vstupním potrubím, plyn je distribuován do obou komor najednou, což zajišťuje vysokou účinnost zařízení.

Ve dvoukomorových systémech plyn okamžitě vstupuje do prvního oddělení a poté do druhého – tím je dosaženo větší hloubky vakua a efektivního čištění směsi od vodní páry.

Mezi další typy zařízení patří:

• ve vertikálním nebo horizontálním provedení;
• s ručním nebo automatickým ovládáním;
• víceválcový, vícepístový;
• s utěsněnými válci;
• s olejovým těsněním;
• s tepelným oddělením.

Pro každý technologický proces si můžete vybrat optimálně vhodný model. Výpočet výkonu, produktivity a dalších charakteristik se provádí na základě technických údajů a potřeb výroby.

Princip činnosti plunžrového stroje

Takový mechanismus je klasifikován jako objemová jednotka s jednoduchým účinkem, jejímž hlavním orgánem je plunžr – část, jejíž struktura a princip fungování jsou podobné pístu. Podstatný rozdíl je v tom, že díl není umístěn přímo v komoře, ale ve válci. Mezi jejich stěnami je vytvořena dutina ve tvaru půlměsíce.

Princip činnosti plunžrového stroje

Jak funguje plunžrové čerpadlo: když je mechanismus zapnutý, pohybuje se excentr, který rotuje kolem středu těla a pohybuje plunžrem podél válce. V tomto případě se mění úhel natočení excentru, díky čemuž se mění i poloha oblasti ve tvaru půlměsíce, respektive funkční oblast a sací zóna jsou spojeny a naplněny čerpaným plynem. Poté, co plunžr dokončí svou rotaci, jsou tyto zóny odděleny.

Další otáčka vede ke stlačení uzavřeného objemu plynu, zvýšení tlaku – v důsledku toho se otevře vypouštěcí ventil a plyn je odstraněn ze stroje.

Princip činnosti a konstrukce takových instalací jsou jednoduché, ale účinné a poskytují vysokou produktivitu. Pokud zvážíme výhody a nevýhody plunžrových čerpadel, výhody zahrnují následující:

• dlouhá životnost;
• strukturální spolehlivost;
• pevnost a odolnost proti opotřebení prvků zařízení;
• ekonomická spotřeba energie;
• poměrně vysoká účinnost;
• možnost použití ve vakuových systémech jakéhokoli typu;
• snížená hladina hluku a vibrací;
• velký výběr modelů pro různé technické potřeby.

Takové zařízení má několik nevýhod, nejsou kritické a lze je snadno odstranit správnou instalací a správnou konfigurací.

Rozsah použití technologie je široký – chemický, petrochemický, farmaceutický průmysl, metalurgie, výroba elektronických zařízení, výzkum, odsolování vody, strojírenství

Pístové olejové čerpadlo – jaká je účinnost?

Mezi několika typy takových strojů se rozlišuje technologie plunžrového olejového čerpadla s tepelným oddělením, protože princip jejich činnosti je stejný. Konstrukčním prvkem tohoto zařízení je olejové těsnění. Díky němu se zvyšuje výkon zařízení.

Pístové olejové čerpadlo – jaká je účinnost?

Konstrukčním rozdílem olejového zařízení je přítomnost nádrže s technickou kapalinou (vakuový olej), která vstupuje do komory. Díky tomu jsou mezery mezi plunžrem a stěnami válce vyplněny, což zvyšuje účinnost instalace 2 – 2,5krát, při stejných požadavcích na výkon. Kapalina neustále cirkuluje, její malá část může vystupovat s plynem z výfukového ventilu – shromažďuje se ve speciální nádrži, čistí se a může být znovu použita. Nebo se zlikviduje.

Olejové čerpadlo plunžrového typu vyžaduje opravy méně často, protože jeho prvky jsou neustále mazány a jejich opotřebení je sníženo.

Co se týče tepelné separace, jedná se o pokročilejší technologii, která zajišťuje kvalitní separaci oleje a vodní páry, které jsou vždy přítomny v čerpané směsi plynů.

Než se olej dostane zpět do systému, prochází tepelným separátorem, kde se ohřeje a rozdělí na frakce – kvůli rozdílu v bodu varu. A teprve poté podtlaková kapalina vstupuje do chladicí nádrže a odtud do komory jednotky.

Tato zařízení mají mnoho výhod, ale je zde také nevýhoda – citlivost na čistotu oleje. Při jeho znečištění kondenzátem nebo pevnými částicemi se zvyšuje zbytkový tlak a zvyšuje se i opotřebení dílů.

Údržba a opravy plunžrového čerpadla

Takové zařízení vyrábí domácí i zahraniční podniky. Rozsah modelů je velký a ruské nejsou ve svých vlastnostech horší než dovážené. V některých případech mají výhody, protože jejich konstrukce je přizpůsobena našim podmínkám.

Údržba a opravy plunžrového čerpadla

Aby se však životnost instalace nezkrátila a její parametry zůstaly nezměněny, je nutná pravidelná údržba, kterou provádí pouze kvalifikovaný odborník. Harmonogram údržby je stanoven výrobcem pro každou sérii zařízení, nedoporučuje se jej porušovat.

Údržba zařízení zahrnuje kontrolu, kontrolu systémů, výměnu mazací kapaliny a opotřebovaných prvků. Závažnější opravy mohou být vyžadovány v následujících případech:

1. Montážní vady. Nejméně častý problém, pokud jste zakoupili zařízení od známých značek. Většina závad je identifikována ve fázi přípravy nebo zkušebního provozu méně často, problémy se objevují po určité době provozu.
2. Koroze dílů. Vzniká při zvýšeném obsahu vodní páry ve směsi plynů. Tomu lze zabránit pomocí sušiček a plynových balastních systémů.
3. Porušení pravidel instalace, používání, údržby.
4. Přirozené opotřebení dílů, těsnění, ventily, těsnění.
5. Ucpaný olej, ventily.
6. Nedostatečná tuhost uchycení zařízení.
7. Porucha elektromotoru, problémy s napájením.

Známky poruchy závisí na jejím typu. Ke zvýšeným vibracím tedy dochází při nesprávné instalaci jednotky, opotřebování ložisek nebo zlomení utahování šroubů. Při broušení hlavních dílů se zvyšuje příkon přístroje.

Ucpané nebo špatně fungující ventily, těsnění nebo trysky, nesprávné seřízení dílů nebo porušení tolerancí při instalaci zařízení vedou ke snížení výkonu zařízení. Pokud se pevné částice dostanou do ventilů, dochází ke kolísání tlaku.

Pokud se zařízení stalo hlučnějším, příčinou mohou být prasklé pružiny ventilů nebo ucpaná instalace.

U olejových modelů se těsnění často opotřebovávají – známkou toho budou kapky vody v oleji. Ukazují také na vysokou úroveň vlhkosti ve směsi plynů.

Existují další typické poruchy – praskliny, třísky na povrchu hřídele, uvolnění upevnění a nesouosost hřídelů.

Všechny tyto problémy musí řešit vyškolení technici za použití pouze originálních součástí a spotřebního materiálu a kapalin doporučených výrobcem. V opačném případě povedou opravy k závažnějšímu poškození a učiní zařízení nebezpečným pro personál.