Плунжерный водяной насос — отличительные особенности и применение в быту

Если вы решили заняться автомобильным бизнесом в виде автомойки или просто решили содержать свой личный автомобиль в идеальной чистоте, не прибегая к сервисным услугам, то при разработке конструкции для мойки своими руками не обойтись без использования насосов высокого давления. Наиболее оптимальным вариантом в этом случае является использование плунжерных моделей, обеспечивающих необходимое давление в системе и отличающихся высокой производительностью и ценой.

Что такое плунжерный насос. Принцип действия

Основным элементом насоса является плунжер — длинный вытеснитель в форме цилиндра с малым диаметром. В отличие от поршневого вида, уплотнитель размещен внутри наружного цилиндра, в котором перемещается плунжер, соприкасаясь с его стенками. При обратном ходе плунжера в рабочую камеру через впускной клапан засасывается жидкость, при поступательном движении впускной клапан закрывается и жидкость выталкивается наружу через выпускной.

Отличия плунжерных насосов от поршневых

Очень многие путают плунжерный и насос поршневого вида из-за схожести принципа действия и конструкции (в рабочем цилиндре перемещается вытеснитель). Однако имеются существенные отличия, делающие плунжерные насосы незаменимыми устройствами во многих областях.

1. Плунжер имеет цилиндрическую форму, позволяющую максимально точно и с высокой чистотой обработать его поверхность, что нельзя сказать о внутренней поверхности цилиндров, обработка которой технически и технологически затруднена. Это позволяет максимально точно подогнать плунжер к геометрии поверхности рабочего цилиндра, что положительно сказывается на показателях выходного давления.
2. В отличие от поршня с короткой длиной рабочей поверхности выталкивателя, цилиндр плунжера имеет удлиненную форму, что позволяет разместить по его ходу большое количество уплотнителей и соответственно получить на выходе более высокое давление.
3. Уплотнители в плунжерных видах находятся на внутренней стороне рабочего цилиндра, которую технологически сложно обработать с высокой чистотой и точностью, плунжер, соприкасающийся с уплотнителями, наоборот имеет очень высокий класс обработки — этот фактор также позволяет получить в плунжерных насосах очень высокое давление.

В современных высококачественных плунжерных насосах точность изготовления очень высока — рабочий цилиндр перемещается внутри внешнего с зазором между стенками около 2-3 мкм., а уплотнители размещаются с внешней стороны к плунжеру на его входе и выходе из цилиндра.

4. В отличие от поршневых видов, рабочая поверхность которых при соприкосновении с жидкостью при высоких давлениях деформируется, в плунжерных насосах жесткий и прочный рабочий цилиндр не меняет своей формы при высоких давлениях, что делает их незаменимыми при необходимости точной дозировки жидкостей.

Благодаря своим конструктивным особенностям плунжерные насосы позволяют получить давление на выходе в 3 раза больше по сравнению с поршневыми при тех же размерах рабочей камеры.

Область применения

Плунжерные модели являются устройствами специального назначения, создающими очень высокое давление, поэтому в быту практически не применяются. Основные области их использования — промышленная сфера, они находят применение в следующих отраслях:

• В химической промышленности для перекачки веществ с высокой вязкостью и их точной дозировки при изготовлении химических соединений, не вступающих в реакцию с металлом.
• Для подачи дозированного количества воды и других жидкостей с высоким давлением.
• В нефтедобывающей и газовой промышленности при бурении скважин.
• В энергетической промышленности в парогенераторах.
• В машиностроении при изготовлении оборудования с гидроприводом с рабочим давлением до 3000 бар., автомобилестроении в системах впрыска дизельных двигателей.
• Плунжерные насосы для воды широко применяются в сервисных центрах для мойки автомобилей.

Одна из нетрадиционных областей применения плунжерных насосов — водоструйная очистка и резка материалов. При давлении около 2000 бар. струя воды способна удалять лакокрасочное покрытие или ржавчину без остатка. Технология широко используется при очистке железобетонных конструкций, бортов кораблей и взлетно-посадочных полос. Струя воды давлением 3500 бар позволяет получить наивысшую степень чистоты поверхностей WJ-1 по международному стандарту.

Основные характеристики плунжерных насосов

Плунжерные насосы относятся к объемным видам, то есть при увеличении объема рабочей камеры жидкость поступает в устройство, а при уменьшении объема выталкивается.

• Потребляемая мощность. Потребляемая электроэнергия напрямую зависит от производительности и создаваемого давления, в этом отношении плунжерные модели имеют преимущество перед другими видами в связи с высоким КПД более 90%.
• Производительность. Определяется объемом рабочей камеры насоса, имеет широчайший диапазон от десятых долей литра в минуту до десяти тысяч.
• Рабочее давление. Рабочее давление плунжерных видов варьируются в широких пределах от сотен до тысяч бар., максимальное значение составляет около 3500 бар.
• Модели отличаются друг от друга количеством плунжеров.

Работе насоса присущи повышенные вибрации, отрицательно сказывающиеся на его сроке службы и эксплуатационных характеристиках. Инженерным решением этой проблемы стало использование в одном агрегате нескольких плунжеров, работающих со сдвигом фаз. Наиболее часто встречается трехплунжерные модели со смещением хода рабочих цилиндров в 120 градусов, максимальное количество плунжеров может достигать 6. Реализация этого способа достигается установкой на валу двигателя трех эксцентриков, управляющих ходом цилиндров плунжера со сдвигом в 120 градусов.

Плунжерный насос в устройстве автомойки своими руками

В быту можно использовать плунжерные насосы высокого давления для воды при организации моек для автомобилей своими руками.

Для этого понадобятся следующие компоненты:

• Плунжерный насос высокого давления для воды на 100 — 200 бар. и производительностью 15 л./мин. Водные электронасосы с электроприводом найти довольно сложно, обычно к ним подключают электродвигатель.
• Электродвигатель 2 — 3 Квт. с максимальной частотой вращения около 2000 об./мин.
• Редуктор и клиноременная передача для соединения электродвигателя и насоса. Можно непосредственно соединить вал насоса и двигателя при помощи мягкой муфты, способной нивелировать разницу валов и избежать поломок в случае заклинивания.
• Шланги из армированной резины или пластика высокого давления.
• Пистолет с форсункой и рукояткой, управляющей подачей воды.
• Бак для воды с подпиткой от водопроводной магистрали и фильтрующим элементом на выходе. Необходимость отдельного бака для мойки автомобиля связана с тем, что в него добавляют автошампуни — это невозможно сделать при прямом подключении насоса к водопроводной магистрали.
• Для удобства работы в системе необходимо использовать регулировку мощности насоса в паре с разгрузочным клапаном, отравляющим лишнюю воду обратно в бак.

Основные элементы монтируются на жесткой раме, которую для удобства перемещения снабжают колесами и ручкой.

Плунжерные насосы являются довольно дорогими устройствами, широко используемыми в промышленности для создания высокого давления рабочих жидкостей и их точной дозировки. В быту они могут быть использованы в системах, предназначенных для мойки автотранспорта своими руками.

Советуем почитать: Насос высокого давления для воды