Поршневий насос являє собою об'ємну машину зі зворотно-поступальним рухом поршня в циліндрі.
На малюнку 6.1 представлена схема гідравлічної частини однопоршневими насоса односторонньої дії.
Принцип дії такого насоса полягає в наступному. При ході поршня 1 вправо в робочій камері циліндра 2 звільняється обсяг і тиск знижується (р<рВ ), открывается всасывающий клапан 3. По мере движения поршня цилиндр заполняется жидкостью - этот процесс называется процессом всасывания.
Коли поршень дійде до кінця ходу і зупиниться, щоб змінити напрямок руху справа наліво (p = Рb), тоді всмоктувальний клапан закривається. Як тільки поршень починає рухатися вліво, тиск в циліндрі зростає (р> РВ) і відкривається нагнітальний клапан 4.
Рідина поршнем витісняється з циліндра - відбувається процес нагнітання до кінця ходу поршня вліво.
З принципу дії поршневого насоса виявляються особливості його конструкції: а) робоча камера (циліндр) ізольована від підвідного та напірного трубопроводів клапанами; б) подача насоса залежить від геометричних розмірів насоса (довжини ходу і площі поршня) і від числа подвійних ходів поршня; в) межі подоланого поршнем тиску (напору) залежать від встановленої потужності і міцності деталей насоса, тобто насос може розвивати будь-який натиск; г) поршень рухається зі змінною швидкістю (від 0 на початку ходу до максимального в середині ходу і знижується до нуля в кінці ходу).
Залежно від умов роботи і властивостей перекачуваних рідин насоси мають досить різноманітні конструкції. Нижче викладені деякі принципи класифікації поршневих насосів.
1. За типом приводний частини розрізняють насоси приводні, прямодействующие, ручні.
Приводні насоси - це насоси, у яких в приводний частини є кривошипно-шатунний механізм для перетворення обертального руху приводного валу в зворотно-поступальний рух поршня.
На малюнку 6.2 приведена схема приводного насоса, у якого приводная частина складається з крейцкопфа 1, шатуна 2 і кривошипного вала 3. Крім цих частин, для зниження числа ходів поршня в приводний частини зазвичай є редуктор.
Прямодействующие насоси - це насоси, у яких поршень насоса загальним штоком пов'язаний з поршнем двигуна.
На малюнку 6.3 представлена схема прямодействующім насоса, у якого приводная частина являє собою парову машину, що складається з парового циліндра 1, поршня 2 зі штоком 3, безпосередньо з'єднаним зі штоком гідравлічної частини насоса, і золотникової коробки розподілу пара 4. В якості двигуна прямодействующім насоса можуть бути застосовані також гідравлічні силові циліндри і пневмоциліндри.
1. Ручні насоси - це насоси, у яких рух поршня здійснюється за допомогою рукоятки вручну.
2. По розташуванню осей циліндрів насоси бувають горизонтальні, вертикальні і з осями, розташованими похило по відношенню до основи.
3. За кількістю циліндрів насоси виконуються одно-, двох-, трьох- і багатоциліндровими.
4. За конструкцією поршня насоси бувають:
а) власне поршневі, тобто поршень є диск з ущільненнями, які щільно прилягають до циліндра (рисунок 6.4), такі поршні застосовуються в насосах двостороннього дії, що мають великі подачі;
Малюнок 6.4 Малюнок 6.5
б) плунжерні - плунжер має довжину, що значно перевищує діаметр (рисунок 6.5) і застосовуються при значних тисках і малих подачах;
в) з прохідним поршнем, що має в тілі нагнітальний клапан (рисунок 6.6). Такі поршні знаходять широке застосування в глибинних насосах для видобутку нафти, в яких діаметр циліндра обмежений розмірами свердловини;
г) діафрагмові насоси, в яких зміною форми еластичною пластини досягається зміна обсягу робочої камери (рисунок 6.7).
Насоси з діафрагмою мають малу довжину ходу і створюють малі подачі.
5. За кількістю дії розрізняють насоси:
а) односторонньої дії, коли один хід поршня, супроводжується
всмоктуванням рідини, а інший - нагнітанням (рисунок 6.8)
Малюнок 6.8 Малюнок 6.9 Малюнок 6.10
б) двосторонньої дії, коли кожен хід поршня супроводжується процесами всмоктування і нагнітання (рисунок 6.9).
в) диференціального дії (рисунок 6.10), в якому - відбувається один процес всмоктування при ході поршня вправо і два процесу нагнітання. При ході вправо рідина нагнітається з камери Б, а при ході вліво з камери А частина рідини протікає в камеру Б, а інша - в напірний трубопровід, покращуючи рівномірність її надходження.