Подкачивающий насос - Википедия - Booster pump

Насос высокого давления
	Вид спереди российского кислородного бустерного насоса
Использует	Повышение давления жидкости
Похожие материалы	Компрессор

Маленький бустерный насос для дыхательного газа, работающий на сжатом воздухе

А насос высокого давления это машина, которая увеличит давление жидкости. Их можно использовать с жидкостями или газами, но детали конструкции будут отличаться в зависимости от жидкости. Газовый бустер похож на газовый компрессор, но обычно это более простой механизм, который часто имеет только одну ступень сжатия и используется для увеличения давления газа, уже превышающего давление окружающей среды. Также изготавливаются двухступенчатые бустеры.^[1]Бустеры могут использоваться для увеличения давления газа, передачи газа высокого давления, зарядки газовые баллоны и уборка мусора.

Водяное давление

В проектах нового строительства и модернизации используются подкачивающие насосы для обеспечения необходимого давления воды на верхних этажах высотных зданий. Потребность в подкачивающем насосе может также возникнуть после установки устройства предотвращения обратного потока (BFP), которое в настоящее время является обязательным во многих муниципалитетах.^{[куда? ]} для защиты систем водоснабжения от загрязнений внутри здания, попадающих в систему водоснабжения. Использование BFP началось после Закон о чистой воде пройден. Эти устройства могут вызвать потерю 12 фунтов на квадратный дюйм и могут вызвать флюсомеры на верхних этажах не работать должным образом. После того, как трубы эксплуатируются в течение длительного периода, на внутренних поверхностях может накапливаться накипь, что вызовет падение давления при протекании воды.

Конструкция и принцип действия усилителя давления воды

Бустерные насосы для бытового давления воды обычно представляют собой простые центробежные насосы с электрическим приводом и обратным клапаном. Это могут быть насосы с постоянной скоростью, которые включаются, когда давление падает ниже уставки низкого давления, и выключаются, когда давление достигает высокой уставки, или насосы с переменной скоростью, которые регулируются для поддержания постоянного выходного давления.

Насосы постоянной скорости включаются нормально замкнутым реле низкого давления и будут работать до тех пор, пока давление не поднимется, чтобы размыкать реле высокого давления. Они будут работать всякий раз, когда используется достаточно воды, чтобы вызвать падение давления ниже нижней уставки. Аккумулятор в восходящем трубопроводе снизит цикличность.

Насосы с регулируемой скоростью используют обратную связь по давлению для электронного управления скоростью двигателя, чтобы поддерживать достаточно постоянное давление нагнетания. Большинство приложений работают от сети переменного тока и используют инвертор для управления скоростью двигателя.

Установкам, обеспечивающим водой высотные здания, могут потребоваться бустеры на нескольких уровнях, чтобы обеспечить приемлемо постоянное давление на всех этажах. В таком случае на разных уровнях могут быть установлены независимые бустеры, каждый из которых увеличивает давление, создаваемое следующим более низким уровнем. Также возможно однократное повышение давления до необходимого максимального давления, а затем использование редуктора давления на каждом уровне. Этот метод будет использоваться, если на крыше есть сборный резервуар с подачей в систему подачи самотеком.

Давление газа

Принцип работы газового подкачивающего насоса для повышения давления в системе подачи сжатого воздуха

Повышение давления газа может использоваться для заполнения баллонов для хранения до более высокого давления, чем доступный газовый источник, или для подачи добываемого газа под давлением выше, чем давление в трубопроводе. Примеры включают:

Газ для дыхания смешивание для подводного плавания, когда газ должен подаваться из баллонов высокого давления, как в акваланг, замена акваланга и подводное плавание на смешанных газах, где газы-компоненты смешиваются путем добавления парциального давления в баллоны для хранения, а давление хранения смеси может быть выше, чем доступное давление компонентов.^[2]
Системы регенерации гелия, где гелиокс дыхательный газ, выдыхаемый насыщенный дайвер подается по трубопроводу обратно на поверхность, кислород добавляется для получения требуемого состава, и газ нагнетается до соответствующего давления подачи, фильтруется, очищенный от углекислого газа, и вернулся к газораспределительной панели для повторной подачи водолазу.^[3]
Сжатый воздух в мастерской обычно подается под давлением, подходящим для большинства применений, но для некоторых может потребоваться более высокое давление. Небольшой бустер может быть эффективным для обеспечения этого воздуха.

Конструкция и принцип работы газового ускорителя

Принципиальная схема газовых бустеров с пневматическим приводом. Сверху вниз: одноступенчатый, одинарный; одноступенчатый, двойного действия; двухступенчатый двойного действия.

Бустерные газовые насосы обычно поршень или компрессоры плунжерного типа. Одноступенчатый бустер одностороннего действия представляет собой простейшую конфигурацию и включает цилиндр, способный выдерживать рабочее давление, с поршнем, который перемещается вперед и назад внутри цилиндра. Головка блока цилиндров снабжена портами подачи и нагнетания, к которым подсоединены шланги или трубы подачи и нагнетания, с обратным клапаном на каждом, ограничивающим поток в одном направлении от подачи к нагнетанию. Когда бустер неактивен, а поршень неподвижен, газ будет течь из впускного шланга через впускной клапан в пространство между головкой блока цилиндров и поршнем. Если давление в выпускном шланге ниже, оно будет вытекать в то место, к которому подключен выпускной шланг. Этот поток остановится, когда давление выровняется с учетом давления открытия клапана.^[1]

Как только поток останавливается, запускается бустер, и когда поршень вытягивается вдоль цилиндра, увеличивая объем между головкой цилиндра и головкой поршня, давление в цилиндре падает, и газ будет поступать через впускной канал. В обратном цикле поршень движется к головке блока цилиндров, уменьшая объем пространства и сжимая газ до тех пор, пока давление не станет достаточным для преодоления давления в выпускной линии и давления открытия выпускного клапана. В этот момент газ выйдет из баллона через выпускной клапан и порт.

Некоторое количество сжатого газа всегда будет оставаться в цилиндрах и пространствах головки цилиндров в верхней части такта. Газ в этом «мертвом пространстве» будет расширяться во время следующего такта впуска, и только после того, как оно упадет ниже давления подаваемого газа, в цилиндр будет поступать больше подаваемого газа. Отношение объема цилиндрового пространства с полностью выдвинутым поршнем к мертвому пространству - это «степень сжатия» усилителя, также называемая «степенью наддува» в этом контексте. Эффективность усилителя зависит от степени сжатия, и газ будет передаваться только тогда, когда соотношение давлений между подаваемым и выпускаемым газом меньше, чем степень наддува, и скорость подачи будет падать по мере увеличения отношения давлений на входе и выходе.

Скорость подачи начинается с очень близкого к рабочему объему, когда нет разницы давлений, и постоянно падает до тех пор, пока не будет эффективной передачи, когда степень давления достигает максимальной степени наддува.^[1]

Сжатие газа вызовет повышение температуры. Тепло в основном переносится сжатым газом, но компоненты бустера также нагреваются за счет контакта с горячим газом. Некоторые бустеры охлаждаются водяными рубашками или внешними ребрами для увеличения конвекционного охлаждения окружающим воздухом, но модели меньшего размера могут вообще не иметь специальных охлаждающих устройств. Устройства охлаждения повысят эффективность, но их производство будет дороже.

Бустеры, которые будут использоваться с кислородом, должны быть изготовлены из кислородосовместимых материалов и использовать кислородосовместимые смазочные материалы, чтобы избежать возгорания.^[1]

Конфигурации

Одноступенчатый, одностороннего действия: имеется один бустерный цилиндр, который сжимает газ в одном направлении движения поршня и наполняет цилиндр при обратном ходе.
Одноступенчатый, двойного действия: есть два бустерных цилиндра, которые работают поочередно, каждый из которых нагнетает газ, а другой наполняет его. В каждом цилиндре создается давление газа, подаваемого непосредственно из источника, и газ, подаваемый из каждого из них, объединяется на выходах. Шлаки работают параллельно и имеют одинаковое отверстие.
Двухступенчатый, двойного действия: есть два цилиндра, которые работают поочередно, каждый нагнетает газ, а другой наполняет его, но вторая ступень имеет меньшее отверстие и заполняется газом, находящимся под давлением на первой ступени, и это увеличивает давление газа. . Ступени работают последовательно, и газ проходит через обе они по очереди.

Источники питания

Небольшой портативный бустерный насос для дыхательного газа высокого давления с пневматическим приводом

Газовые ускорители могут приводиться в движение электрический двигатель, гидравлика, воздух низкого или высокого давления или вручную с помощью рычажной системы.

Сжатый воздух

Те, кто работает на сжатый воздух обычно представляют собой системы с линейным приводом, в которых пневматический цилиндр напрямую приводит в действие поршень сжатия, часто в общем корпусе, разделенном одним или несколькими уплотнениями. Пневматический привод высокого давления может использовать то же давление, что и выходное давление, для приведения в действие поршня, а привод низкого давления будет использовать поршень большего диаметра для увеличения приложенной силы.^[1]

Воздух низкого давления

Обычная компоновка бустеров с пневматическим приводом низкого давления состоит в том, что поршни бустера напрямую соединяются с приводным поршнем на одной центральной линии. Цилиндр низкого давления имеет значительно большую площадь поперечного сечения, чем цилиндры высокого давления, пропорционально перепаду давлений между приводным газом и наддувом. Усилитель одинарного действия этого типа имеет цилиндр наддува на одном конце силового цилиндра, а усилитель двойного действия имеет цилиндр наддува на каждом конце силового цилиндра, а шток поршня имеет приводной поршень в середине и усилитель. поршень на каждом конце.^[1]

Кислородные бустеры требуют некоторых конструктивных особенностей, которые могут не понадобиться в бустерах для менее реактивных газов. Необходимо обеспечить, чтобы приводной воздух, который может быть недостаточно чистым для безопасного контакта с кислородом под высоким давлением, не мог просачиваться через уплотнения в цилиндр усилителя, или чтобы кислород высокого давления не мог просачиваться в приводной цилиндр. Это можно сделать, обеспечив пространство между цилиндром низкого давления и цилиндром высокого давления, которое выпускается в атмосферу, и шток поршня герметизирован с каждой стороны, где он проходит через это пространство. Любая утечка газа из любого цилиндра через уплотнения штока безвредно уходит в окружающий воздух.^[1]

Особым случаем газовых ускорителей является тот случай, когда бустер использует один и тот же источник газа для питания бустера и в качестве газа для повышения давления. Такая конструкция является расточительной по газу и наиболее подходит для использования в небольших количествах воздуха с более высоким давлением, когда уже доступны большие количества воздуха с более низким давлением. Эту систему иногда называют ускорителем начальной загрузки.^[1]

Высокое давление

Электрические

Принципиальная схема одноступенчатого газового усилителя двойного действия с электроприводом

C1: цилиндр
P: поршневой
T: цапфа
B: опорная рама
C: шатун
G: коробка передач
M: электродвигатель
E: эксцентриковый привод

Вид сзади российского кислородного бустерного насоса

Вид сбоку на российский кислородный бустерный насос

Бустеры с электрическим приводом могут использовать одно- или трехфазный двигатель переменного тока. Выходная мощность высокоскоростного вращения двигателя должна быть преобразована в возвратно-поступательное движение поршней с более низкой скоростью. Один из способов сделать это (Dräger и российские военные ускорители KN-3 и KN-4) - подключить двигатель к редуктору с червячным приводом с эксцентриковым выходным валом, приводящим в движение шатун, который приводит в движение двусторонний поршень через центральную цапфу. . Эта система хорошо подходит для усилителя двойного действия, либо с одноступенчатым наддувом за счет параллельно соединенных цилиндров с одинаковым отверстием, либо для двухступенчатых цилиндров с разными отверстиями, соединенными последовательно. Некоторые из этих усилителей позволяют отсоединять шатун и устанавливать пару длинных рычагов для ручного управления в аварийных ситуациях или при отсутствии электроэнергии.^[1]

Руководство

Принципиальная схема одноступенчатого газового бустера двойного действия с ручным рычажным управлением

Ручные усилители были сделаны с конфигурацией, описанной выше, либо с одним вертикальным рычагом, либо с двухсторонним горизонтальным рычагом в стиле качелей, а также с двумя параллельными вертикально установленными цилиндрами, очень похожими на рычажный. воздушные насосы водолаза используется для раннего стандартное платье для дайвинга но с отверстием гораздо меньшего размера, чтобы два оператора могли создавать высокое давление.^[1]

Производители

Газовые ускорители высокого давления производятся Haskel, MPS Technology, Dräger и другими. Прочные и незамысловатые модели (КН-3 и КН-4) были изготовлены для Советские Вооруженные Силы и избыточные примеры теперь используются технические водолазы так как они относительно недорогие и поставляются с полным набором запчастей и инструментов.^[4]