Насос дозатор: поршневой, мембранный и плунжерный

Насос дозатор – это специализированное устройство, назначение которого состоит в дозировании разнообразных жидких или вязких сред.

Такие агрегаты получили широкое распространение не только в разнообразных областях промышленности, но и в быту.

Самой востребованной областью, где используется дозировочный насос НД являются водоочистные сооружения и системы водоподготовки.

приводной горизонтальный (или вертикальный) одинарного действия применяется для перекачивания чистых нейтральных и агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий с температурой не более 85 °С.

Основные типы дозировочных насосов:

• поршневой;
• мембранный;
• плунжерный;
• перильстатический.

От выбранного типа насоса зависит принцип работы всей установки.

Устройство и принцип работы

Конструктивная схема дозировочного насоса (сокращенно НД) максимально унифицирована. Вся серия насосов создана на базе одного регулируемого механизма.

На картинке обозначены:

• 1 – шатун;
• 2 – эксцентрик;
• 3 – вал;
• 4 – червячное колесо;
• 5 – червяк;
• 6 – упругая муфта;
• 7 – корпус редуктора;
• 8 – кронштейн;
• 9 – ползун;
• 10 – плунжер;
• 11 – корпус гидроцилиндра;
• 12 – проставок.

В основу устройства насоса НД входят электродвигатель, регулирующий механизм, привод и гидроцилиндр.

Гидроцилиндр – это узел, в котором происходит основная работа дозировочного насоса. Конструктивно в него входят:

• 1 – плунжер;
• 2 – нажимной стакан;
• 3 – цилиндр;
• 4 – нажимное кольцо;
• 5 – фланец цилиндра;
• 6 – промывочный штуцер;
• 7 – нагнетательный фланец;
• 8 – ответный фланец линий нагнетания;
• 9 – патрубок;
• 10 – нагнетательный клапан;
• 11 – всасывающий клапан;
• 12, 13 – гайки и шпильки;
• 14 – грундбукса;
• 15 – манжета;
• 16 – фонарь;
• 17 – нажимное кольцо.

Проточная часть гидроцилиндра выполнена из хромоникелевой стали. Уплотняющие манжеты плунжера изготовлены из маслобензостойкой резины или из фторопласта.

Принцип работы.

Электродвигатель через муфту поз. 6 приводит в движение червячный вал поз. 5, на котором закреплено червячное колесо поз. 4. Такой червячный механизм с помощью вала и колеса изменяет вращательное движение электродвигателя на поступательное горизонтальное движение плунжера 10.

Когда плунжер перемещается влево – он откачивает воздух из рабочей камеры и поднимает всасывающий клапан поз.11 из седла. Таким образом открывается всасывающая магистраль и в рабочую полость поступает перекачиваемая среда.

Когда плунжер перемещается вправо, то он возвращает клапан поз. 11 в седло и перекрывает всасывающую линию. Вместе с этим он поднимает из седла нагнетательный клапан поз. 10 и открывает нагнетательную линию.

Давление в рабочей камере увеличивается, и жидкость выталкивает в трубопровод. Далее цикл повторяется.

Обобщенно говоря принцип работы дозировочного насоса заключается во всасывании рабочий жидкости через клапан 11 и нагнетании через клапан 10 далее в магистраль.

Насосы дозаторы НД с помощью переходных фонарей и муфт можно объединять в двухплунжерные и многоплунжерные агрегаты, присоединяя последовательно регулирующие механизмы с гидроцилиндрами к одному электродвигателю.

Такие дозаторные агрегаты (сокращенно ДА) выпускают двух-трехцилиндровыми, и они могут дозировать одновременно два или три реагента. Например, на станции очистки воды можно одновременно дозировать коагулянт, полиакриламид и известковое молоко.

Система управления насосами дозаторами

Подача насоса регулируется от до максимума изменением длины хода штока и плунжера. Регулировка дозировочного насоса обеспечивает плавное бесступенчатое изменение подачи как на ходу, так и при выключенном электродвигателе.

Регулирующий механизм имеет микрометрическую шкалу с ценой деления, равной 0,1 мм, и устройство для компенсации люфта в резьбе регулировочной гайки, что исключает самопроизвольное разрегулирование насоса. Погрешность в дозировании не превышает 0,1 – 2,5% независимо от изменения внешних параметров работы насоса.

Поршневой дозатор

Поршневой дозатор применяется для перекачивания больших объемов жидких и вязких продуктов.

Поршневой дозатор для вязких жидкостей относится к агрегатам объемного типа. Принцип его работы основан не перемещении поршня и создания поочередно разрежения для всасывания жидкости и повышенного давления – для нагнетания этой перекачиваемой среды.

Насос дозировочный плунжерный представляет собой вариации этого типа оборудования, разница заключается в изменении в цилиндре поршня на плунжер. Принцип работы при этом не изменяется.

Насос дозировочный НД выпускают различных типоразмеров с подачей 0,04 – 2500 л/ч и развиваемым напором 100 - 4000 м. Эти насосы могут дозировать нейтральные и агрессивные жидкости с концентрацией твердых неабразивных частиц размером не более 1% (от диаметра условного прохода присоединительных патрубков) до 10% по массе.

К особым преимуществам плунжерных насосов дозаторов следует отнести:

• Высокоточные в регулировке, отлично встраиваются в АТП (автоматические технологические процессы);
• В процессе дозирования способны достигать высочайших уровней расхода и давления;
• Минимум потребления энергии и высокий КПД.

Мембранный дозатор

Мембранные дозировочные насосы также относятся к оборудования объемного типа. Рабочим органом в этом случае является неподвижно закрепленная мембрана.

Разновидностью такого типа оборудования относятся также диафрагменные НД.

Рабочим органом этих агрегатов является мембрана или диафрагма в зависимости от типа оборудования. Главное отличие от остальных насосов в том, что всасывание и вытеснение жидкости осуществляется за счет вынужденного колебания мембраны.

Процесс всасывания происходит после колебания (выгибания) мембраны. Мембрана в этом случая является одной из стенок рабочей камеры. Затем на мембрану подают сжатый воздух и она выгибается в противоположную сторону, а жидкость нагнетается в напорный трубопровод.

Для осуществления непрерывного цикла работы мембранные дозировочные насосы оборудованы двумя камерами, соединенными между собой.

Основные преимущества:

• конструкция таких агрегатов не включает вращающихся элементов и исключает попадание загрязнений в рабочую камеру, поэтому мембранные и диафрагменные дозаторы широко используются в фармацевтической отрасли;
• Корпус и рабочая камера изготавливаются из коррозионно стойких металлов или специальных пластиков, что позволяет использовать такое оборудование в химической отрасли;
• Рабочая камера оборудования исключает образования застойных зон.

Область применения

Дозирующие насосы – это агрегаты, с помощью которых дозируют жидкие среды под напором. Жидкость может различаться по составу и свойствам. К средам, которые могут быть применены для дозирования насосом, относятся: чистые, химические (нейтральные), агрессивные, токсические либо эмульсии, суспензии с различной вязкостью.

Поэтому такие агрегаты используются практически во всех сферах:

В химической отрасли дозировочный насос применяют для перемешивания, дозирования или растворения разнообразных химических элементов и присадок.

В нефтеперерабатывающей отрасли насос НД используется для добавления и правильной дозировки различных добавок в топливо с целью дальнейшей транспортировки.

На станциях опреснения насос дозировочный нд применяется для обработки различных систем.

Широкое применение насос дозатор получил на водоочистных сооружениях. Такие агрегаты используются для правильного добавления химикатов для очистки, а так же обработки воды.

В пищевой промышленности поршневые дозаторы используется для перемещения вязких продуктов, таких как майонез, томатные пасты, соусы, масла и т.д.

Поршневой дозатор используется для перекачивания жидких продуктов в приготовлении различных напитков, а также правильного дозирования красителей и консервантов.

Поршневой дозатор используется даже в сталелитейной промышленности для проведения очистки систем от окалин и осадка.