Принцип работы ручных насосов, их типы насосов, как купить качественный

Наверное, многие люди, пускай и не связанные с техническим оборудованием слышали слово механический ручной насос, а некоторые с ним даже работали. Они используются в различных отраслях: начиная от сельского хозяйства, промышленности, строительства, и заканчивая бытовой сферой. В статье мы познакомимся с таким на первый взгляд простым, но в то же многогранным и полезным оборудованием как ручной насос для перекачки различных жидкостей.

Ручные насосы, что это и как они работают

В учебниках по механике написано, что ручной насос - это устройство, которое приводится в действие при помощи физической силы и предназначается для перекачивания жидких веществ. Принцип его работы заключается в том, что объемные рабочие органы насоса заполняются жидкостью, при помощи двигающегося (вращения, поступательных движений, колебаний, деформации) механизма и 2-4 клапанов одностороннего действия (пропускают жидкость только в одном направлении) и уплотнителей. Материалы, из которых изготовлены элементы и конструкция определяют допустимые жидкости.

В настоящей статье мы обсудим только: Виды ручных насосов по конструкции и какая в них разница по принципу действия.

За всю историю своего существования, человечество не только придумало ручной насос, но и разделило его на виды. Ниже будут представлены основные виды ручных насосов, их конструкция и принципу работы.

Ручные поршневые насосы (рычажный насос)

Исходя из названия, можно сразу понять, что в основе работы такого насоса лежит движение поршня или же нескольких поршней. Они производят возвратно-поступательные движения, тем самым всасывая жидкость. Принцип работы такого насоса основывается именно на движении поршня/поршней в корпусе насоса. В первом цикле работы нижний клапан открывается и через него происходит всасывание жидкости. После перемещения поршня в обратном направлении в камере создается высокое давление, после чего открывается верхний клапан, через который жидкость выталкивается из камеры насоса. Узнав принцип действия такого типа насоса становится понятно, что его главным недостатком является пульсация жидкости, связанная с частотой вращения вала. Для того чтобы предотвратить эту пульсацию, современные поршневые насосы имеют на одном валу несколько поршней, которые сдвигаются на равные углы относительно друг друга. Передача движения от вала к поршню осуществляется посредством механизма, который преобразовывает вращение вала в поступательное движение. При исправных уплотнителях (имеют свой ресурс и приходят в негодность от трения) – отличный всасывающий эффект.

Ручные роторные насосы (пластинчато-роторные или шиберные механические) с вращением

С жидкостью контактируют: уплотнители, ротор (вал), корпус, лопатки. Ручные роторные насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла, дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость "на сухую", т.е. не требуют предварительного заполнении корпуса рабочей жидкостью (только первый пуск после производства). Механизм действия довольно прост: он приводится в действие путем приложения мускульной силы к вращению рукоятки, которая по средством смещенного относительно центра оси ротора вращает лопатки (реже ламели). Более сложной терминологией: рабочее колесо насоса выполнено в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы) или гибкие и закрепленные, прижимаемые к статору-корпусу центробежной силой. Зазор между корпусом насоса и лопатками – минимальный (чем меньше, тем выше всасывающий эффект), благодаря чему создается пониженное давление в камере. Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него. Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение, и перекачиваемая жидкость заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок. Чем быстрее вращаете - тем лучше всасывающий эффект и выше производительность (иногда могут подключать дрель). Рекомендуют при первом пуске залить немного жидкости, чтобы зазоры стали еще меньше. Роторные насосы предназначены для подачи, перекачивания и транспортировки воды, не содержащей твердых частиц, а также для перекачки дизельного топлива, бензина, мазута, парафина, спирта и пищевых масел. В отличии от поршневых, требуют меньшего усилия для осуществления той же работы (перекачки одинаково объема), так как вращать ручку совсем не сложно, но насосы данного типа имею хуже всасывающий (важно при сильно текучих жидкостях), но не имеет значения при постоянно заполненном трубопроводе или первоначальном заполнении полости насоса и линии всасывания. К преимуществам также относят возможность реверса, просто меняете направление вращения.

Ручные крыльчатые насосы

Ручные крыльчатые насосы (типа К) мы отнесли как подвид роторных – это не верно, движения поступательные (туда-сюда, не вращение! и по факту являются разновидностью поршневых насосов). Но ничего не сделаешь для поиска в интернете (так как все-таки мы коммерческая организация), а рынок диктует условия – поощряет самую низку стоимость (а не квалификацию) и требует экспертов подстраиваться под запросы обывателей (назвать и относить насосы так – как ищут люди в интернет вообще ничего не понимающие). Внутри корпуса размещены рабочие органы насоса: Г-образная двухсторонняя крыльчатка вдоль одной оси, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную.

Ручной мембранный (диафрагменный) насос

Мембранные насосы относятся к категории насосов объемного типа (перекачка жидкостей в таких агрегатах осуществляется за счет циклического изменения объема рабочей камеры при помощи мембраны-диафрагмы). Если у поршневых и крыльчатых насосов движение жидкости происходит при возвратно-поступательных движениях, а у роторных - вращение, то у мембранных насосов за это движение отвечает мембрана, которая находится на одной из стенок корпуса насоса и механически деформируется, и изменяет объем рабочей камеры. Существуют одно- и двухмембранные насосы с расположением мембраны по у края корпуса или ближе к центру. Фундаментальный принцип работы мембранного насоса – выгибание мембраны в сторону от камеры, таким образом создавая в камере область пониженного давления, в результате этого насос засасывает жидкость. При выгибании мембраны в противоположную сторону объем камеры уменьшается, тем самым повышая давление и выталкивая жидкость наружу. Центральным элементом работы ручного мембранного насоса является слаженная зеркальная работа двух клапанов (при всасывании открывается впускной клапан, пропуская жидкость в рабочую камеру, а при выталкивании жидкости открывается выпускной клапан, в это время впускной клапан закрывается). Обладают отличным самовсасыванием с глубины (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

Сильфонный насос (сифонный)

Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон (гармошку, вантуз и два клапана одностороннего действия), сжимая который производят перекачку жидкости. Увеличивая объем камеры при закрытом клапане сброса происходит появляется всасывающий эффект (набирается жидкость), а при сжатии – клапан входа закрывается и жидкость выходит через клапан сброса. Конструкция насоса очень простая, изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена). Основное применение - выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п. Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса. Бытового уровня, ввиду механического изнашивания частей.

Винт Архимеда, насос шнековый

Название насоса говорит само за себя, в корпусе насоса находиться винт как в «мясорубке», края винта вплотную прилегают к корпусу.

Насос-груша – самые дешевые насосы, по факту приставляет собой эластичную насосную камеру с двумя клапанами (вход и выход), сжатием ладонью камеры мы выталкиваем жидкость (первоначально воздух), в «груше» создается «вакуум», за счет силы упругости материала пытается восстановиться первоначальная форма, образуется пониженное давление и происходи всасывание жидкости.

Самовсасывающие ручные насосы

Самовсасывающие ручные насосы практически все – зависит от степени и скорости приложения усилий.

По типу использования: иногда стоит задача всасывать жидкость из емкости, а не установить ручной насос в цепи постоянно заполненного трубопровода (это важное отличие). Следует понимать, что многое зависит от вязкости (текучесть) среды, глубины подъема, точности подгонки деталей (уплотнителей, ламелей, корпуса), принципа действия и даже температуры и давления.

К примеру, керосин и бензин имеет высокую «текучесть» и низкую плотность (легкие) в связи с чем, чтобы поднять жидкость на высоту 1 метр (из бочки) создав разряжение (пониженное давление) в корпусе бюджетного роторного насоса (где точность подгонки литья оставляет желать лучшего, а герметичность всех соединений и первоначальное заполнение корпуса – должно быть по уполномочию обеспечено пользователем) будет крайне сложно – вращать придется очень быстро, не 40-60 об/мин (влиять будут даже температура воздуха и атмосферное давление). Поэтому, при задаче всасывания из емкости с очень текучими средами используют самовсасывающие насосы, поршневого ли мембранного (диафрагменного типа), либо профессиональные (более 15к) роторные насосы. А бюджетные роторные насосы отлично справляются с перекачкой моторного масла, ДТ

Важно: не стоит ожидать отменного качества от бытовых насосов в бюджетном ценовой категории до 6000 р, так как сами материалы, работа (точность литья, явно не проточка), зазоры, допуски, деформация при разных внешних температурах, уплотнители – оставляют желать лучшего. Про прохождении ОТК (отдела технического контроля) на таких насосах вообще не поднимаем вопрос, так как его нету и быть не должно (вы же тоже не работаете за бесплатно?), испытания давлением, рентгеном даже нарезки резьбы (китайские друзья совсем не предсказуемые). Для разных задач, с разной степенью интенсивности использования, ответственности используйте разного типа и уровня оборудование. Не экономьте на собственном бизнесе.

© ООО Артаз – любое использование материалов разрешается только с письменного разрешения владельца. В статье использовались данные и рассуждения Овчиинникова А.В.