Pompe à liquide à piston : but et principe de fonctionnement. Conception et principe de fonctionnement des pompes à piston

Pompe à piston

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.

Riz. 2. Circuit différentiel pour la mise en marche d'une pompe à piston. Lors du mouvement du piston vers la gauche, une partie du liquide est déviée vers la cavité de la tige dont le volume est inférieur au volume du liquide déplacé du fait qu'une partie du volume de la cavité de la tige est occupée par la tige

Contrairement à de nombreuses autres pompes volumétriques, les pompes à piston ne sont pas réversibles, c'est-à-dire qu'elles ne peuvent pas fonctionner comme des moteurs hydrauliques en raison du système de distribution par soupapes.

Les pompes à piston ne doivent pas être confondues avec les pompes à piston rotatif, qui comprennent, par exemple, les pompes à pistons axiaux et à pistons radiaux.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d'une pompe à piston (Fig. 1) est le suivant. Lorsque le piston se déplace vers la droite, un vide est créé dans la chambre de travail de la pompe, la vanne inférieure est ouverte et la vanne supérieure est fermée et le liquide est aspiré. En arrivant sens inverse Une pression excessive est créée dans la chambre de travail et la vanne supérieure est déjà ouverte et celle du bas est fermée - le liquide est pompé.

Un type de pompe à piston est la pompe à membrane.

Combattre les pulsations

Un des inconvénients pompes à pistons, comme les autres pompes volumétriques, il y a des pulsations d'alimentation et de pression. Les pulsations peuvent être réduites en disposant plusieurs pistons en rangée et en les connectant à un seul arbre de manière à ce que leurs cycles de fonctionnement soient décalés en phase les uns par rapport aux autres. angles égaux. Une autre façon de lutter contre les pulsations consiste à utiliser un circuit d'activation de pompe différentielle (Fig. 2), dans lequel le liquide est pompé non seulement pendant la course avant du piston, mais également pendant la course arrière.

Les pompes à double effet sont également largement utilisées, dans lesquelles les chambres à piston et à tige disposent (contrairement au circuit de commutation différentielle) de leur propre système de distribution de vannes. De telles pompes ont un coefficient de pulsation inférieur et un rendement plus élevé que les pompes à simple effet (Fig. 1).

Pour lutter contre les pulsations, on utilise également des accumulateurs hydrauliques, qui stockent l'énergie au moment de la plus grande pression et la libèrent au moment de la chute de pression.

Application

Les pompes à piston sont utilisées depuis l'Antiquité. Leur utilisation pour l'approvisionnement en eau est connue depuis le IIe siècle avant JC. Actuellement, les pompes à piston sont utilisées dans les systèmes d'approvisionnement en eau, dans l'alimentation et industrie chimique, dans la vie de tous les jours. Les pompes à membrane sont utilisées, par exemple, dans les systèmes d'alimentation en carburant des moteurs à combustion interne.

Voir aussi

Littérature

Hydraulique, machines hydrauliques et entraînements hydrauliques : Manuel pour les universités de génie mécanique / T. M. Bashta, S. S. Rudnev, B. B. Nekrasov et autres - 2e éd., révisé. - M. : Génie Mécanique, 1982.
Geyer V. G., Dulin V. S., Zarya A. N. Hydraulique et entraînement hydraulique : Manuel pour les universités. - 3e éd., révisée. et supplémentaire - M. : Nédra, 1991.

Fondation Wikimédia.

2010.

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pompe à pistons axiaux- Pompe à piston rotatif, dans laquelle l'axe de rotation du rotor est parallèle aux axes des éléments de travail ou fait avec eux un angle inférieur ou égal à 45°. [GOST 17398 72] Sujets pompe EN pompe à pistons axiaux DE Axialkolbenpumpe FR pompe à pistons axiaux … Guide du traducteur technique

Description de la pompe

Les pompes à piston sont un type de déplacement positif unités de pompage, où 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, la convertissant de énergie mécanique 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 y a divers classements 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 fonctionnement 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 sans manivelle locomotive à vapeur, 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 liquide deux fois jusqu'à ce que vilebrequin fait une révolution. 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 de pompe fournit du liquide de manière inégale, mais sa conception est compacte. Dans les pompes à cames, les cylindres sont radiaux 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 action simple Le plongeur est relié par une tige au 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 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) ;
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, dans la vie quotidienne, dans les industries alimentaires et chimiques et dans la production d'équipements de pulvérisation. divers matériaux. Diverses pompes à piston, telles que, par exemple, une unité à membrane, sont utilisées dans le cadre d'un moteur à combustion interne comme système d'alimentation en carburant, ainsi que pour travailler avec des mélanges de construction et d'autres substances contenant des impuretés. Pompe submersible reçu répandu lorsque vous travaillez dans des puits. Une pompe à boue est utilisée lors du pompage de solutions d'argile.

Une pompe à piston pour l'eau est utilisée pour pomper du liquide à partir de puits et de puits dont la profondeur ne dépasse pas 10 m. Cet appareil est nettement supérieur. modèles centrifuges en termes de coûts énergétiques nécessaires et en termes de productivité.

De plus, sur les petits chalets d'été Lorsque les sources d'eau sont situées très loin du réseau électrique, il est plus rentable d'utiliser des pompes à piston manuelles.

1 Conception et principe de fonctionnement d'une pompe à piston

Les pompes à eau à piston sont utilisées lorsqu'un type plus grand de pompe à liquide ou des pompes haute pression ne sont pas rentables à utiliser dans une petite zone.

Il peut être utilisé dans un système d'approvisionnement en eau autonome à partir d'un puits, ou vous pouvez utiliser une version manuelle. Une pompe à piston manuelle est utilisée s'il n'y a pas de lumière dans le pays ou si la consommation d'eau n'est pas trop importante ou pour un pulvérisateur de plantes.

La conception d’une pompe à eau à piston est très simple et presque identique à celle d’un piston de voiture.

Il est composé des éléments suivants :

corps cylindrique ;
action;
piston;
tuyau d'admission;
valve dans le couvercle inférieur de l'appareil ;
tuyau de sortie.

Le piston est situé à l'intérieur d'un corps cylindrique. DANS capot supérieur Dans le boîtier se trouve un trou (bride) avec un joint en caoutchouc spécial. Une tige traverse le trou dont un bord est soudé au piston. Le joint en caoutchouc est responsable de l'étanchéité du cylindre et y maintient une pression élevée.

1.1 Principe de fonctionnement des pompes à piston (vidéo)

1.2 Cycle de fonctionnement

Le piston a une valve type inversé. Il laisse entrer l’eau mais l’empêche de sortir. Exactement la même valve se trouve à l’intérieur du tube d’admission dans le couvercle inférieur du cylindre. Lorsque la tige monte, elle entraîne le piston avec elle. Dans ce cas, une zone de pression déchargée se forme dans l'espace sous-piston, dans laquelle l'eau est aspirée par la vanne inférieure. Ensuite, le piston commence à descendre, créant une pression sur la valve inférieure. Il se ferme et l'eau est forcée à travers la valve supérieure dans l'espace au-dessus du piston.

Le deuxième cycle de mouvement ascendant du piston force le liquide dans le tube de sortie. De là, il pénètre dans le système d'alimentation en eau et se dirige vers le robinet, après quoi tout le cycle de travail est répété. Le tube d'entrée de l'appareil est généralement constitué de matériaux rigides, car il ne doit pas coller les uns aux autres sous l'influence de la force de rétraction. À cette fin, un tuyau renforcé ou un pipeline en plastique est utilisé.

Une pompe à piston pour liquide haute pression, contrairement aux appareils pour puits profonds, est installée au-dessus de l'entrée d'un puits ou d'un puits. Et l'aspiration se fait à travers un long tuyau. Dans ce cas, la tige est fixée au moteur hydraulique si le modèle est une pompe électrique, ou sur une bascule en métal si une pompe à eau manuelle a été achetée.

Les vannes de l'appareil sont généralement soit une bille, soit une membrane dans une pompe à piston à membrane. Dans le premier cas, une boule en verre, en plastique dur ou en caoutchouc dur est utilisée comme rabat pour un trou conique. La particularité du type à membrane est qu'une plaque de caoutchouc fixée sur un côté sert de rabat.

La profondeur maximale à partir de laquelle une pompe à piston de cette conception puise de l'eau ne dépasse pas 8 mètres. Si la surface de l'eau est plus basse par rapport à l'emplacement de l'appareil, pression atmosphérique empêchera le téléchargement. Il existe des modèles pour réservoirs profonds, mais leur conception est différente. Leur tige en duralumin n'entre pas par une bride, mais par un tube de sortie sur le capot supérieur. Cet appareil augmente la pression dans le cylindre et élève l'eau jusqu'à 30 mètres de profondeur. L'appareil fonctionne lorsqu'il est immergé dans une profondeur d'eau de 1,5 m.

2 Classification des pompes à piston

La répartition des unités par type s'effectue en fonction de la conception et du principe de fonctionnement du mécanisme. La première caractéristique selon laquelle l'équipement de pompage à piston est divisé est le type d'entraînement. À cet égard, les options mécaniques et manuelles se démarquent.

Une pompe manuelle à piston utilise un culbuteur relié à une tige d'un côté comme entraînement.

Dans les modèles mécaniques, il existe également une distribution. Le moteur ici est un moteur électrique. Mais la transmission du couple s'effectue soit directement à la bielle, soit à l'aide d'un mécanisme à manivelle. Le moteur lui-même est situé séparément de l'appareil dans des endroits inaccessibles à l'humidité.

Concernant le type de piston, Il existe trois types d'appareils :

Type à piston liquide. Dans de tels dispositifs, un piston plat standard avec une valve fait office d'élément de travail.
. Une pompe hydraulique mécanique qui utilise un piston (piston cylindrique).
Type de diaphragme. Sur de tels appareils, un joint est installé au-dessus du piston standard, l'isolant du liquide pompé. Ce type de conception est utilisé par les pompes à boue et les unités à piston de forage. Le corps est généreusement lubrifié avec de l'huile ou une émulsion.

Pompe à pistons radiaux - principe de fonctionnement

Selon le principe de fonctionnement, les unités à pistons sont divisées en :

Célibataire. Ils représentent un cycle de fonctionnement standard et fournissent de l’eau par à-coups.
Appareils à double effet. Dans ce cas, deux chambres de travail sont utilisées. Dans ce cas, dans un tour, il y a deux cycles d'injection de liquide à la fois. Assure une alimentation uniforme.
Les unités différentielles ont deux chambres. De plus, les deux vannes (de travail et d'entrée) sont situées dans la même chambre.

En fonction de la fonction de l'appareil et du débit requis, un, deux ou plusieurs pistons sont installés sur les pompes à piston. Il existe des modèles avec différents montants cylindres Dans ce cas, un mécanisme à manivelle est utilisé pour l'entraînement. Les pistons, selon leur taille, peuvent être petits (diamètre jusqu'à 50 mm), moyens (de 50 à 150 mm) et grands (diamètre supérieur à 150 mm).

Le type et la structure des unités de pompage varient également en fonction du liquide avec lequel l'appareil fonctionne.

À cet égard, se distinguent les éléments suivants :

Pompes à eau froide. Mécanismes standard conçus pour pomper l'eau des puits et des puits. La température du liquide ne doit pas dépasser 45 degrés.
Modèles pour pomper de l'eau chaude. Utilisé pour les liquides dont la température est supérieure à 45 degrés. Ils diffèrent par des alliages qui ne sont pas soumis aux effets thermiques.
Les unités acide à piston sont conçues pour fonctionner avec des produits chimiques agressifs. Les mécanismes de l'appareil sont constitués de matériaux à haute résistance qui ne réagissent pas avec les acides.
Pompes de forage. Utilisé pour le forage puits de pétrole et des canaux dans un sol argileux. Dans ce cas, une pompe à piston pompe l'argile et la saleté pendant le forage. Utilisé comme composant d’un appareil de forage.

En plus des installations à piston conventionnelles, il existe souvent types combinés. Standard sur eux principe du piston le travail coexiste avec d’autres types. De ce fait, ils se complètent. Les pompes rotatives à piston sont un exemple d'une telle combinaison.

Dans une pompe à piston rotatif, en plus du mouvement de translation du piston, le mouvement de rotation du rotor est utilisé. Le résultat est un flux de liquide stable et uniforme. Dans le même temps, la puissance de l'appareil augmente considérablement. Le principe de fonctionnement est identique pour les pompes réglables à pistons axiaux et les moteurs hydrauliques.

Certains types de pompes à pistons axiaux et de moteurs hydrauliques sont utilisés sur les grosses machines agricoles et autres équipements. Ils sont conçus pour réguler l'entraînement hydraulique des machines.

2.1 Les modèles les plus populaires d'équipements de pompage à piston

Malgré la simplicité de conception, l'efficacité et la rareté des pompes à piston, leur popularité sur le marché n'est pas très élevée. Par conséquent, certains produits de ce type sont fournis sur les marchés par des producteurs nationaux.

Un exemple d'équipement de pompage populaire est l'unité à piston R 3 80 s. Il s'agit d'un modèle universel utilisé pour pomper de l'eau vers espace ouvert, pour les travaux en intérieur et sur les navires. Pompe l'eau, l'essence, l'huile. Equipé d'un entraînement manuel.

Les caractéristiques techniques de l'appareil sont les suivantes :

diamètre du corps du cylindre – 80 mm ;
course du piston de travail à l'intérieur du cylindre – 80 mm ;
augmentation du liquide, absorbe l'eau à une profondeur de 5,5 m;
le dispositif est du type à double action ;
par cycle, 0,74 litre de liquide sont fournis.

Un autre modèle sort Fabricant russe Livgidromas. La pompe à pistons AN 2 16 utilise deux pistons et deux cylindres. L'entraînement est un entraînement par courroie provenant d'un moteur électrique. Celui-ci est monté sur un bâti de charge.

Le modèle se décline en plusieurs configurations. Certains d'entre eux sont utilisés comme pompe pour l'eau technique fraîche d'un puits. D'autres pompent de l'essence et d'autres liquides. Utilisation de la pompe comme élément nutritif pour les circuits de chauffage.

L'équipement présente les caractéristiques de performances suivantes :

puissance de fonctionnement du moteur électrique – 1,5 kW ;
l'apport de liquide est de 2 m3 par heure ;
nombre de coups de piston par minute – 165 ;
l'appareil fournit une pression sur une superficie de 160 m ;
poids – 110 kg.

À soumettre eau potable du puits, on utilise le plus souvent des versions manuelles, fabriquées par des fabricants ukrainiens et russes. Séries populaires : Economy, Optima K, Country, Style. Coût moyen ces haut-parleurs coûtent entre 5 000 et 10 000 roubles. Les modèles avec une grande profondeur de pompage d'eau (jusqu'à 36 m) coûtent environ 30 à 35 000 roubles.

Annotation: Les caractéristiques de conception, les processus théoriques et les domaines d'application des pompes volumétriques les plus courantes sont pris en compte.

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 chambre de travail ou de la chambre de travail au 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.

Transport hydroélectrique matériaux durs 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 de pompe à piston - à l'aide d'un joint d'huile 3. Pour protéger le joint et le piston des particules abrasives, de l'eau propre est introduite dans la cavité 4 par le trou 12 sous une pression qui dépasse la pression du liquide dans la chambre de travail. Eau propreÀ travers l'espace entre la bague et le piston, une petite quantité pénètre dans la chambre de travail 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. Pièces 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, un rotor tourne planétairement dans le forme d'une vis à un seul pas avec un pas moitié inférieur à celui de la 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.

Termes clés :

Piston- une pièce cylindrique qui effectue un mouvement alternatif à l'intérieur du cylindre et sert à convertir les changements de pression d'un gaz, d'une vapeur ou d'un liquide en travail mécanique, ou vice versa - un mouvement alternatif en un 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.

Pompe à vis ou 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 sécurité

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.

Pompe à main sera utile à tout propriétaire d'un pays ou maison de campagne, auquel le réseau public d'eau n'est pas raccordé. Bien sûr, vous pouvez utiliser une conception plus simple, comme une « grue », mais si la profondeur du puits ou du puits est grande, il vaut quand même mieux privilégier une pompe. Si la profondeur des eaux souterraines peut atteindre 10 mètres, vous pouvez utiliser avec succès une pompe à piston manuelle pour l'eau, facile à fabriquer de vos propres mains.

Caractéristiques de l'utilisation d'une pompe à piston

Dans le secteur privé, il n'est pas toujours possible de se connecter à approvisionnement en eau centralisé. Par conséquent, les jardiniers amateurs doivent souvent utiliser à leurs propres fins eaux souterraines. Cependant, tous les jardiniers ne savent pas comment extraire l'eau avec le moins de travail possible ni quel équipement utiliser pour cela.

Cependant, vous pouvez être sûr que la construction par vous-même de puits forés bon marché, simples et actuellement fiables sera abordable pour chaque résident d'été amateur. Et en même temps, il n'est pas nécessaire de transporter de l'eau dans des seaux, il suffit simplement d'installer une pompe qui pourra assurer son approvisionnement directement jusqu'à la maison.

Pour extraire l'eau d'un puits, deux types de pompes sont principalement utilisées : centrifuges et à piston. De plus, l'appareil centrifuge nécessite des forces presque 3 fois supérieures à celles requises par une pompe à piston. De plus, un appareil centrifuge ne peut pas aspirer l'eau à une hauteur telle qu'un appareil à piston. Par conséquent, l’intérêt pour les pompes à piston a récemment augmenté de manière significative.

De telles pompes sont généralement utilisées lorsque la surface de l'eau est haut niveau, c'est-à-dire que l'eau est proche du sol. La limite maximale d'occurrence d'eau pour de telles pompes est de 8 à 10 mètres. La pression atmosphérique ne permettra pas à une pompe à piston de soulever l'eau d'une plus grande profondeur.

De plus, vous ne souhaitez pas toujours utiliser une pompe puissante si vous n’avez besoin que d’un peu d’eau – un seau ou deux. Il convient également de noter que les appareils alimentés par l'électricité ne sont pas toujours réseau électrique, peuvent remplir leur fonction sans échec. Dans ce cas, une pompe à eau manuelle à piston peut être extrêmement utile. Une pompe à piston non volatile s'avérera utile en cas de panne de réseau, si les lumières sont éteintes pendant un certain temps ou parcelle de jardin tout simplement pas.

Conception de pompe à piston à eau

Une pompe à piston est appelée ainsi parce que le processus de pompage des liquides est assuré par un élément de travail appelé piston. La pompe elle-même est boîtier en métal avec un piston et une tige qui entraîne l'élément de travail. Le piston, quant à lui, est situé dans un tuyau relié au bas de l'appareil. Le corps de travail monte et descend dans le cylindre sous la force de la tige, qui est entraînée par un levier spécial. Dans ce cas, un simple multiplicateur est généralement utilisé, ce qui augmente la force de traction de la poignée.

Lorsque le piston descend, l'eau s'écoule à travers la valve du piston dans l'espace situé au-dessus du piston (sous la pression de l'eau, la valve inférieure est fermée). Lorsque le piston commence à monter, l’eau est expulsée de l’espace au-dessus du piston et se déverse dans le tuyau de sortie. En même temps, un vide se forme dans l'espace sous-piston, la soupape inférieure s'ouvre et l'eau est aspirée le long du piston. Ensuite, le cycle se répète automatiquement.

Des versions profondes de la pompe à piston sont utilisées si les eaux se trouvent à une profondeur supérieure à 8 à 10 mètres. Dans sa conception, un tel dispositif reprend complètement le modèle décrit ci-dessus, mais il existe quelques différences. Par exemple, la tige du piston « marche » dans le tuyau d'échappement, qui est situé sur le couvercle supérieur du cylindre, et non sur le côté.

Types de pompes à eau à piston

Les pompes à eau à piston peuvent être mécaniques ou entraînement manuel. Les pompes à entraînement mécanique, quant à elles, sont divisées en deux types : les unités d'entraînement, dans lesquelles le piston est activé à l'aide d'un mécanisme de bielle et de manivelle à partir d'un moteur situé séparément et relié à la pompe par transmission ; pompes à action directe, dans lesquelles le piston effectue des mouvements alternatifs à l'aide d'une tige.

En fonction du type d'organe de travail qui assure le déplacement du fluide, on distingue les pompes suivantes :

Piston (le piston a la forme d'un 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 une émulsion ou de l'huile).

Conformément au mode de fonctionnement, on distingue les types suivants de pompes à piston pour le relevage de l'eau :

Pompe simple action.
Une pompe à double effet qui fournit du liquide de manière plus uniforme par rapport aux dispositifs différentiels ou à simple effet, car elle est équipée de deux chambres de travail et le piston pompe le liquide deux fois en un tour.
Pompes différentielles. Ces pompes sont des appareils à double effet et sont équipées de 2 chambres de travail : l'une n'a pas de vannes et l'autre contient une vanne de travail et d'aspiration.

Par emplacement, les pompes à piston peuvent être horizontales ou verticales, et par nombre de cylindres - celles équipées d'un, deux ou plusieurs cylindres. Les pompes à un, deux ou plusieurs pistons se distinguent en fonction du nombre de pistons. De plus, il existe des pompes à pistons avec de grands pistons d'un diamètre supérieur à 150 millimètres, des pompes moyennes d'un diamètre d'environ 50 à 150 millimètres et des petits pistons d'un diamètre inférieur à 50 millimètres.

En fonction de la vitesse du corps de travail, on distingue les pompes à piston à basse vitesse, les appareils à vitesse moyenne et les pompes à grande vitesse. Les pompes à piston peuvent être utilisées pour pomper de l'eau froide ( pompes conventionnelles), eau chaude (pompes chaudes), ainsi que pour travailler avec diverses substances acides (pompes acides) et solutions d'argile (pompes à boue).

Forer un puits pour une pompe à piston

La pompe est suspendue dans un puits ou un puits. Avant d'installer une pompe à piston pour l'eau, vous devez forer un puits, après avoir d'abord déterminé la profondeur approximative des eaux souterraines dans votre région. Il est recommandé d'effectuer les travaux dans l'ordre suivant :

Pour rendre le forage plus pratique, il est nécessaire de creuser une fosse sur le site du puits, qui a une profondeur de 1 à 1,2 mètres. Placez un trépied fait de fines bûches au centre au-dessus. Vous devez accrocher le bloc sur un trépied. Vissez la perceuse sur l'extrémité inférieure du tuyau et fixez la clé sur l'extrémité supérieure.
Il est recommandé d'installer le tuyau verticalement au centre du trou. Son extrémité supérieure reposera sur un trépied ou sera suspendue à un bloc. En tournant le tuyau vers la droite avec un collier, il doit être enterré sur toute la longueur du foret dans le sol - environ 30 à 40 centimètres.
Ensuite, le tuyau doit être élevé jusqu'au niveau du fond du trou, le sol doit être retiré de la foreuse, puis continuer à forer le puits. Il est nécessaire de travailler de cette manière jusqu'à ce que tout le tuyau pénètre dans le sol.
Puis vissez-le à l'aide couplage placez le deuxième lien de tuyau dessus et continuez à forer jusqu'à ce que le foret atteigne le sol saturé d'eau.
Après cela, remplacez la perceuse par un filtre, scellez soigneusement le joint avec le tuyau filtrant avec un câble imprégné de plomb rouge. Abaissez le tuyau avec le filtre dans le puits et enfoncez-le dans le sol avec une masse.
À haut de gamme protégez le tuyau des dommages, vissez le raccord dessus et placez un joint en bois dur dessus. Faites des repères sur le tuyau pour observer le niveau d'immersion du tuyau.
Le joint devra être remplacé de temps en temps. Mesurez périodiquement la distance jusqu'à l'eau dans le tuyau avec une corde et un poids.
Lorsque la couche d'eau dans le tuyau s'élève de 30 à 40 centimètres au-dessus de la tête du filtre, c'est-à-dire qu'elle sera égale à 1,2 à 1,3 mètres, vous pouvez arrêter le colmatage.
Vérifiez le débit d’eau dans le puits. Versez l'eau d'un seau dans l'extrémité supérieure du tuyau. Si l'eau ayant rempli le puits ne diminue pas, cela signifie que vous n'avez pas suffisamment foré le puits et que vous devrez continuer à forer. Si l'eau du tuyau est rapidement absorbée par le puits, les travaux peuvent alors être considérés comme terminés.

Pompe à piston DIY pour l'eau

La question de fabriquer une pompe à piston de vos propres mains est la plus urgente pour les jardiniers et les résidents d'été. Les fabricants proposent aujourd'hui une large gamme de pompes à eau, mais ils principal inconvénient prix. De plus, la grande majorité d'entre eux sont électriques, et dans des conditions d'utilisation périodique de l'eau, il est plus conseillé de s'approvisionner en unité de secours pour pomper l'eau dans toutes les conditions.

Ainsi, vous pouvez fabriquer votre propre pompe à eau à piston manuelle à partir de matériaux de rebut en suivant les instructions suivantes :

Nous fabriquons le corps. Le corps d'une pompe à piston manuelle est un cylindre métallique, que vous pouvez utiliser comme morceau de tuyau, corps de cylindre hydraulique ou chemise d'un moteur diesel. Choisir un cas ne sera pas difficile si vous comprenez ce que vous voulez obtenir au final. Mais il est préférable d'utiliser comme corps un morceau de tuyau d'un diamètre de 80 millimètres ou plus. La longueur du segment est d'environ 60 à 80 centimètres. Option idéale, si vous pouvez retourner l'intérieur du tuyau sur un tour ou au moins éliminer les irrégularités internes avec un grattoir. Ensuite, la pompe à piston sera de haute qualité et pompera facilement de l'eau. Soit dit en passant, le corps n'a pas besoin d'avoir forme cylindrique. Il peut s'agir de 4 ou 6 gonalités, l'essentiel est que tout au long longueur de travail il y avait la même section transversale et le piston avait une forme similaire.
Découpez le couvercle. Les couvercles peuvent être en plastique épais ou en métal. Vous pouvez même les fabriquer en bois ! Si vous utilisez du mélèze ou du chêne, ces couvertures dureront plus d'une saison. Le bois gonflera dans l'eau et scellera de manière fiable l'espace entre les parois du corps. Vous devez faire un trou dans le capuchon pour la tige, couper le fond et insérer un piston à l'intérieur, puis insérer un nouveau capuchon avec une valve dans le fond. Le pot d'échappement est soudé sur le côté.
Installez le piston. Le piston peut être réalisé à partir de différents matériaux- bois, métal, plastique. L'essentiel est qu'il soit scellé avec un anneau en caoutchouc. Curieusement, le piston peut former un grand espace entre les parois du boîtier. Mais il est conseillé de l'installer plus étroitement, mais de manière à ce qu'il bouge librement sans trop de tension. Une petite quantité d’eau s’infiltrera entre les parois du boîtier et le piston, mais la majeure partie passera par les soupapes.
Tuyau d'admission. Tous les composants d'une pompe à eau à piston faite maison doivent être fiables. Le tuyau d'arrivée, par lequel l'eau est amenée dans l'appareil, doit être rigide afin que ses parois ne s'effondrent pas lorsque l'eau est aspirée. Il est préférable d'utiliser des tuyaux spéciaux renforcés par un ressort en acier, des tuyaux en plastique ou en métal.
Clapets anti-retour. Assez partie importante La pompe est équipée de clapets anti-retour, les performances de l'ensemble de la pompe à piston en dépendent. Ils doivent être suffisamment solides pour que l'eau ne puisse pas refluer dans le tuyau d'arrivée. N'oubliez pas que si les vannes « empoisonnent », vous entraînerez inutilement la moitié de l'eau d'avant en arrière, et une pompe laissée au ralenti drainera lentement toute l'eau des tuyaux vers le puits. Par conséquent, faites très attention au rodage des soupapes. Les plus simples d'entre eux sont la membrane et la balle. Si vous utilisez une valve ronde, il sera préférable qu'elle soit en verre, en plastique épais ou en caoutchouc dur. Excellente option consiste à fabriquer des vannes à membrane en caoutchouc assez résistant, mais pas trop épais. Un morceau de ce caoutchouc doit être fixé au trou de la valve. Vous pouvez utiliser des rivets ou des vis-écrous.
Autres composants. Le tuyau de sortie, comme la tige, doit avoir une longueur permettant à la pompe d'être immergée dans une couche d'eau d'une profondeur d'un demi-mètre ou d'un mètre. Pour le rendre plus léger, une tige constituée de minces tuyaux en duralumin est généralement utilisée.

Ainsi, pour puiser l'eau d'un puits dans une datcha, il est d'usage d'utiliser des pompes à piston, qui permettent aux jardiniers d'utiliser les eaux souterraines à leurs propres besoins. Vous pouvez fabriquer une pompe manuelle à piston de vos propres mains et elle deviendra votre assistant en cas de panne de courant. De plus, un tel dispositif peut être adapté pour prélever l'eau d'un étang situé à proximité de votre site.