Гидронасосы – принцип работы, виды и обзор популярных моделей

Гидравлический насос — это устройство, которое преобразует энергию механическую двигателя в энергию масла, с помощью которого жидкость может перемещаться вертикально, горизонтально, или по кругу, в зависимости от типа работы устройства.

Работа гидравлического насоса высокого давления основывается на принципе «поршень-поршень», и является достаточно простой и устойчивой. Жидкость может браться из любого источника или резервуара.

Сферы применения насоса высокого давления.

В святи с долговечность и высокой производительностью гидронасосы используются в большом количестве отраслей производства:

• Очистка от грязи при помощи мощной струи воды, которая подается при большом давлении

• Для уборки улиц

• Погружные и инженерные помпы

• Для очистки труб от загрязнений

• Для тушения пожаров.

Но в реальности больше всего примеров использования такого прибора наблюдаем на автомойках, где они используются для быстрой и качественной очистки автомобиля от разного рода загрязнений, для того чтоб смыть моющее средство.

К насосам высокого давления можно подобрать необходимые аксессуары, среди которых есть распылители, регуляторы давления, и другие приспособления, с помощью которых вы сможете настроить прибор как вам нужно.

Гидронасос высокого давления превращает механическую энергию в гидравлическую. Независимо от модели устройства, принцип выталкивания жидкости одинаковый. Они разделяются на несколько типов:

Принцип работы и устройство гидронасоса

В своем традиционном виде насос гидравлический обладает очень простой конструкций типа «поршень-поршень». Такое устройство гораздо реже поддается повреждениям, отличается высокой устойчивостью и позволяет использовать насос при работе с жидкостями, как из резервуара, так из естественного источника.

Особенный принцип работы гидравлического насоса делает его достаточно производительным. Элементы внутри насосов преобразовывают энергию жидкости из механической в гидравлическую. При использовании мотор насоса создает крутящий момент, необходимый для образования подачи или выработки давления.

В конструкции насоса находятся две камеры. Одна из них отвечает за нагнетание, а вторая – за всасывание. Обе камеры изолированы руг от друга, а между ними проходит жидкость. Как только камера нагнетания становиться полностью заполненной, начинает работать поршень. За всасывание жидкости отвечают патрубки, которые выводят ее в нужном для работы направлении.

Где используются гидронасосы?

Гидравлические насосы выделяются солидной производительностью и долговечностью, что позволяет использовать их в технике из разных сфер промышленности. Создаваемый ими высокий напор позволяет задействовать этот тип оборудования в конструкции экскаваторов, бульдозеров и других машин, работающих на службе у коммунальных предприятий для:

• уборки тротуаров и дорожного полотна;
• обеспечения работы инженерных и погружных помп;
• очистки труб от грязи;
• тушения пожаров.

  

Напорный насос можно часто увидеть на автомойках. Он помогает быстро очистить кузов машины от загрязнений и смыть моющее средство. Для этого гидравлическая насосная станция может комплектоваться насадками, позволяющими настроить ее в необходимый рабочий режим.

Типы гидравлических насосов – классификация агрегатов на рынке

По конструктивным особенностям, назначению и сферам эксплуатации существуют такие виды гидравлических насосов:

• Ручные – это недорогие устройства, работающие по принципу вытеснения. Ручной насос не отличается высокой производительностью и может справиться лишь с наиболее простыми задачами в хозяйстве;
• Радиально-поршневые – в их конструкцию входит эксцентричный вал или ротор. Вся поршневая группа таких агрегатов находится внутри их корпусов. Среди преимуществ этих систем нужно выделить низкий уровень шума и способность работать в условиях высокого давления до 100 Па. Среди недостатков можно отметить большие габариты;
• Аксиально-поршневые – в таких насосах используется плунжерная система вытеснения. К этому типу относятся наклонные и прямые насосы. Среди преимуществ таких систем выделяется самая высокая производительность среди всех видов оборудования. Недостаток – очень высокая стоимость;
• Шестеренчатые – к этому виду относятся агрегаты с электроприводом. Основной гидравлический элемент изготовлен из двух шестерней, которые, в результате сцепления, выдавливают жидкость. Насосы этого типа не способны работать в условиях высокого давления, однако их стоимость гораздо ниже агрегатов двух предыдущих типов.

Большинство современных насосов для воды нередко используется в больших хозяйствах. Это позволяет владельцам сэкономить массу времени при заборе и перекачивании чистой и переработанной жидкости.

Компоненты гидравлической системы

Основные компоненты

Гидравлическая система состоит из многих частей. Основными деталями являются насос и привод. Насос подаёт масло, преобразуя механическую энергию в энергию давления и кинетическую энергию. Привод является частью системы, которая преобразует гидравлическую энергию обратно в механическую энергию для выполнения работы. Другие детали, кроме насоса и привода, необходимы для полной работы гидравлической системы.

Бак: хранение масла

Клапаны: контроль за направлением и величиной потока или ограничение давления

Линии трубопровода: соединение деталей системы

Давайте посмотрим на две простые гидравлические системы. 

Пример 1, гидравлический домкрат

Что вы видите на рисунке, называется гидравлический домкрат. Когда вы прилагаете усилие к рычагу, ручной насос подаёт масло в цилиндр. Давление этого масла давит на поршень и поднимает груз. Гидравлический домкрат во многом напоминает гидравлический рычаг Паскаля. Здесь добавлен гидравлический бак. Обратный клапан установлен, чтобы держать масло в баке и цилиндре между ходом поршня.

На верхнем рисунке, давление удерживается, обратный клапан закрыт. Когда ручка насоса тянется вверх, впускной обратный клапан открывается и масло попадает из бака в камеру насоса.

Дальше ручка насоса двигается вниз. Давление масла закрывает впускной обратный клапан, но открывает выпускной обратный клапан. При этом, масло поступает в цилиндр и давит на поршень снизу вверх.

Нижний рисунок показывает открытый запорный клапан для соединения бака и цилиндра, позволяя маслу перетекать в бак, при этом поршень движется вниз.

Пример 2, работа гидравлического цилиндра

1. Во первых, имеется гидравлический бак, заполненный маслом и подсоединённый к насосу.

2. Далее, насос необходим для создания потока, но насос не всасывает масло из бака. Масло попадает в насос под действием силы тяжести.

3. Насос работает и качает масло. Важно понять, что насос перемещает только объём. Объём устанавливает скорость гидравлического действия. Давление создаётся нагрузкой и не создаётся насосом.

4. Шланг от насоса соединён с распределительным клапаном. Масло поступает из насоса к клапану. Работа данного клапана заключается в направлении потока или к цилиндру, или в бак.

5. Следующим шагом является цилиндр, который выполняет фактическую работу. Два шланга от распределительного клапана соединены с цилиндром.

6. Масло из насоса направляется в нижнюю полость поршня через распределительный клапан. Нагрузка вызывает сопротивление потоку, которое в свою очередь создаёт давление.

7. Система выглядит законченной, но это не так. Ещё необходима очень важная деталь. Мы должны знать, как защитить все компоненты от повреждения в случае внезапной перегрузки или другого происшествия. Насос продолжает работать и подавать масло в систему, даже если с системой произошло происшествие. Если насос подаёт масло и нет возможности для выхода масла, давление возрастает до тех пор, пока какая либо деталь не сломается. Мы устанавливаем предохранительный клапан, чтобы предотвратить это. Обычно он закрыт, но когда давление достигает установленной величины, предохранительный клапан открывается и масло течёт в бак.

8. Бак, насос, распределительный клапан, цилиндр, шланги соединения и предохранительный клапан являются основой гидравлической системы. Все эти детали необходимы.

Как выбрать гидравлический насос – советы экспертов

Выбирая напорный насос, помимо цены, давления внутри системы и условий эксплуатации, следует обращать внимание на ряд следующих факторов:

• Мощность двигателя системы;
• Соответствие конструкции дальнейшим условиям применения;
• Максимальное давление при работе;
• Емкость рабочих камер;
• Максимально допустимый показатель вязкости жидкости, которая будет перекачиваться;
• Усилие, необходимое для приведения системы в работу;
• Легкость в эксплуатации;
• Масса и размеры оборудования.

Каждая характеристика из списка играет очень важную роль. Тщательно изучив все факторы, вы сможете приобрести подходящий электрогидравлический насос, который будет хорошо и быстро справляться со своими функциями.

Гидравлическая схема

Ранее в тексте приводились рисунки, помогающие понять принципы работы гидравлической системы и её составных частей. Мы старались показать конструкцию на различных примерах и использовали различные типы рисунков. Рисунки, которые мы используем, называются графической схемой.

Каждая часть системы и каждая линия изображается графическим символом.

Ниже приведены примеры графической диаграммы.

Важно понять, что назначение графической диаграммы не показать устройство деталей. Графическая диаграмма используется только для показа функций и мест соединений.

Классификация линий

Все составные части гидравлической системы соединены линиями. Каждая линия имеет своё название и выполняет свою функцию. Основные линии:

Рабочие линии: Напорная линия, Линия всасывания, Сливная линия

Не рабочие линии: Дренажная линия, Пилотная линия

Масло рабочей линии участвует в преобразовании энергии. Линия всасывания доставляет масло из бака к насосу. Напорная линия доставляет масло от насоса к приводу под давлением для совершения работы и сливная линия возвращает масло от привода обратно в бак.

Не рабочие линии являются дополнительными линиями, которые не используются в основных функциях системы. Дренажная линия используется для возврата в бак лишнего масла или масла пилотной линии. Пилотная линия используется для управления рабочими органами.

НШ 10 – описание популярной модели

Агрегат данной модели успешно используется в автомобилестроении, при изготовлении тракторов и других видов тяжелой сельскохозяйственной техники. Он зачастую входит в конструкцию отечественных погрузчиков и экскаваторов, создаваемых на базе тракторов, класса 1,4 тс.

Среди основных технических характеристик насоса следует выделить:

• Рабочая емкость – 10 см3;
• Частота вращения – 3600 об./мин.;
• Максимальный показатель производительности – 11,5 л./мин.;
• Номинальный показатель давления на выходе – 16 МПа;
• Максимально допустимое давление – 21 МПа;
• Вес – 2 кг;
• Показатель КПД – 0,95.

Благодаря высокой надежности и отличному качеству сборки, данный пневмогидравлический насос хорошо зарекомендовал себя в промышленности. Он редко нуждается в ремонте и не требует регулярного обслуживания.

Шестеренные

Роторные гидромашины этого вида нашли применение в системах смазки, дорожной и сельскохозяйственной спецтехнике, мобильных гидравлических конструкциях. К их плюсам относят:

• простоту конструктивного исполнения;
• работу на частотах до 5000 об/мин.;
• небольшой вес;
• компактность.

Заметные минусы:

• рабочее давление до 20 МПа;
• низкий КПД;
• небольшой ресурс;
• проблемы пульсации.

Рабочими вытесняющими элементами конструкции являются две шестерни. Они различаются по виду зацепления:

• Внешнее. Со стороны входа шестерни вращаются в разные стороны, захватывают жидкость впадинами зубьев и перемещают ее вдоль стенок корпуса к выходу из насоса. Когда зубья входят в зацепление, рабочая жидкость выталкивается из впадин к выходу из корпуса.
• Внутреннее. Принцип работы не меняется. Жидкость переносится в область нагнетания во впадинах между зубьями шестерни вдоль поверхности вспомогательного серпообразного разделителя. Пульсация давления и уровень шума в таких агрегатах снижаются.

Технические характеристики модели НШ 32

Этими насосами оснащено большинство экскаваторов. При чем, более половины экскаваторов, созданных на базе тракторов МТЗ и ЮТЗ, насос вмонтирован на переднем контуре. Это гарантирует улучшенную работу машины с ковшом и бульдозером. Более старые цепные трактора оснащались насосами НШ 32 с целью обеспечения работы цилиндров и опор бульдозера.

У тракторов, созданных на базе МТЗ, насосное оборудование отвечает за работу ковша, захвата и стрелы.

Технические характеристики насоса включают:

• Рабочий объем – 31,7 см3;
• Показатель номинальной частоты вращения – 3 тыс. об./мин.;
• Показатель производительности при 1200 об./мин. – 36 л./мин.;
• Номинальное давление на выходе – 16 Мпа;
• Максимальный показатель давления на выходе – 21 Мпа;
• Вес насоса – 5 кг.;
• Показатель КПД – 0,95.

Агрегат данной модели отличается высокой надежностью и длительными сроками эксплуатации. Благодаря этому его активно закупают иностранные производители сельхозтехники.

Разное

Бак

Прямоугольник с длинной стороной по горизонтали – это символ бака. Символ с открытым верхом обозначает вентилируемы бак. Символ с закрытым верхом обозначает герметичный бак.

Аккумулятор

Аккумулятор имеет овальную форму и может иметь дополнительные детали для показа давления пружины или величины заряда газа.

Охладитель масла

Охладитель масла изображён как квадрат, повёрнутый на 45° и имеет соединения по углам.

Фильтр/Стрэйнер

Пунктирная линия внутри повёрнутого квадрата

НШ 50 – области применения насоса

Данный автоматический насос успешно используется при строительстве дорожной, сельскохозяйственной и станочной техники. Зачастую он эксплуатируется в гидросистемах, работающих при давлении 155 кгс/см2. Данную модель на сегодняшний день выпускает сразу несколько производителей.

Продукция каждой из них имеет множество сходств в конструкции и производительности, однако разнится между собой по габаритам.

Технические характеристики насосов включают в себя:

• Рабочий объем – 49 см3;
• Показатель номинальной частоты вращения – 3 тыс. об./мин.;
• Производительность при вращении 1200 об./мин. – 56 л./мин.;
• Значение номинального давления на выходе – 16 МПа;
• Показатель максимального давления на выходе – 21 МПа;
• Вес – 8 кг.;
• Показатель КПД – 0,95.

Гидронасосная станция, оборудованная таким агрегатом, прослужит длительное время, независимо от условий и типа жидкости.

Пластинчатые

В этих гидромашинах пластины, размещенные на роторе, выполняют основную работу. Специальные пружины усиливают их прижим к неподвижному корпусу. Соседние элементы становятся ограничителями объемной камеры, в ней рабочая среда при вращении ротора попадает из полости подачи к полости нагнетания. Присутствие двух и более областей всасывания и стольких же зон входа в систему свойственно конструкциям двукратного или многократного действия.

Нужно знать: регулируемыми могут быть только механизмы однократного действия.

Достоинства пластинчатых насосов:

1. Пониженная пульсация.
2. Снижение рабочего шума.
3. Пониженные требования к засоренности перемещаемой среды.
4. Регулируемый рабочий объем.

Минусы:

1. Подшипники ротора сильно нагружены.
2. Низкое давление.
3. Сложность при уплотнении пластин на торцах.
4. Низкая ремонтопригодность.

Г12 – популярная марка одно- и двухпоточных пластинчатых конструкций.

Насосы НП 90 – предназначение и характеристики

Этот агрегат относится к аксиально-поршневым насосам, имеющим функцию регулировки. Он используется при работе больших гидроприводов, в конструкцию которых входит двигатель. Агрегаты этой модификации нашли широкое применение при создании комбайнов, дорожных уплотнителей и автобетоносмесителей.

Насосы НП 90 отличаются простотой в эксплуатации и небольшими габаритами. Они долговечные, не требуют специального ухода и не боятся экстремальных условий. Среди технических характеристик насосов следует выделить:

• Максимальный показатель рабочего объема – 89;
• Емкость насоса подпитки – 18,06;
• Показатель номинального давления на выходе – 26,5 МПа;
• Значение максимального давления на выходе – 35,8 МПа;
• Максимальный показатель частоты вращения – 2590 об./мин.;
• Вес в пустом виде – 78 кг.

Данная модель пользуется широким спросом за счет отличной комплектации и высокого качества сборки. Она хорошо сбалансирована, не требует частого ремонта и стоит гораздо дешевле импортных аналогов.

Символы клапана – 2

2) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ПОТОКА

Обратный клапан

Обратный клапан открывается, чтобы дать двигаться маслу в одном направлении и закрывается, чтобы препятствовать движению масла в обратном направлении.

Золотниковый клапан

Символ распределительного золотникового клапана использует сложную закрытую систему, которая имеет отдельный прямоугольник для каждой позиции.

Клапан с четырьмя отверстиями

Обычно клапан с четырьмя отверстиями имеет два отделения, если этот клапан имеет две позиции или три отделения, если клапан имеет центральную позицию.

Символы управления рычагов

Символы управления рычагов отображают рычаг, педаль, механические органы управления или пилотной линии, расположены на краю отделения.

Насос с ручным приводом гидравлический: преимущества и недостатки

Плюсы и минусы оборудования

Насосы ручные гидравлические обладают скорее преимуществами, чем недостатками.

К плюсам можно отнести:

• Надежность конструкции.
• Простая инструкция для использования.
• Малый вес и габариты.
• Автономная работа.

Рассмотрим подробнее:

• Модель не требует электрических сетей. Ее можно использовать в любом месте.
• Насос прекрасно работает без дизельного топлива и пневматики.
• Для работы понадобится простая человеческая сила.

Если предусматриваются небольшие объемы работы, то ручные гидравлические насосы, это оптимальный вариант. Но есть минус: не подходят для больших объемов из-за низкой производительности.

Принцип работы оборудования

Ручной гидравлический насос своими руками (гидравлический ручник)

В основу ручного гидравлического насоса входит опора, где находится бак для масляной жидкости и корпус с ручкой. В данный набор входит манометр для контроля над всеми показателями.

Итак:

• Встречаются конструкции, которые дополняются специальным ножным приводом, что облегчает все этапы работ.
• Бак для масла изготавливается из пластмассы.
• Внутренние элементы производятся из латуни.

В качестве крепежного элемента ручного насоса и гидравлической системы выступает рукав, выполненный из прочного материала.