Насос высокого давления для воздуха

Воздушный насос предназначен для закачивания воздуха в сжатом состоянии. В жизни он используется достаточно часто, например, применяетсядля накачки шин автомобиля или воздушной вилки велосипеда, мяча, спасательных кругов и т. д.

Главным преимуществом воздушного насоса можно считать скорость его работы.

1 Преимущества использования

Использование насосов для воздуха имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• быстрый набор до необходимого уровня давления;
• простота конструкции;
• длительный период эксплуатации;
• минимальное техническое обслуживание на протяжении всего срока применения;
• проведение ремонта при наличии необходимых знаний не займет много времени;
• компактные размеры;
• стабильность рабочих показателей;
• универсальность;
• широкий модельный ряд.

Тепловые воздушные насосы

2 Классификация

По принципу действия все воздушные насосы можно разделить на следующие категории.
к меню ↑

2.1 Динамические

Они работают за счет взаимодействия ротора с особым веществом, благодаря чему начинает поступать энергия от вала. Динамические насосы могут быть:

• центробежными;
• осевыми.

Центробежные модели характеризуются высокими показателями производительности, которые опережают показатели других видов насосов. Вследствие этого, их можно интенсивно использовать в промышленном производстве. Насосы этого типа состоят из корпуса, рабочих колес, привода, диффузора и патрубков. Они, в свою очередь, могут классифицироваться по количеству ступеней и роторов. Внешний вид корпуса в разных устройствах также разнится.

При включении рабочего режима инерция, возникшая из-за вращения рабочего колеса, начинает воздействовать на газ, что ведет к увеличению скорости его движения. После включается диффузор. Именно в нем энергия из кинетической превращается в потенциальную.

Главным отличительным признаком центробежных воздушных насосов является недоступность взаимодействия между самим газом и маслом, по причине этого потребность в смазке снижается. Потребляемая мощность, показатель давления и КПД напрямую зависят от эффективности работы компрессора.

Принцип действия осевых насосов заключается во воздействииэлементов, обладающих лопаточной формой, на проходящий в потоке воздух. В результате этого несложного процесса происходит повышение давления.

2.2 Объемные

Они работают за счет изменения объема рабочей камеры. Такой тип воздушных насосов объединяет в себе множество разнообразных механизмов, таких как:

Стандартный поршневой воздушный насос имеет в своем составе двигатель, ресивер, фильтр, вал, клапаны (впускной и нагнетательный), поршень.

Насос для воздуха начинает работу с вращения приводного вала. Вследствие этого происходит перемещение поршня, имеющее возвратно-поступательный характер. Вследствие этого происходит подача необходимого продукта в ресивер. Фильтр нужен для очищения поступающего внешнего воздуха и процесса его осушения. Воздух в устройство поступает циклами за счет работы клапанов. Ресивер выступает в роли хранилища для сжатого газа.

Агрегаты поршневого типа могут обладать угловой, вертикальной и горизонтальной компоновкой цилиндра, простым или двойным действием, разным числом применяемых в работе цилиндров.

В винтовых насосах работа происходит благодаря вращению двух роторов. Их производительность доходит до 100 см³, а воздух посредством их применения сжимается до 15 атмосфер. По сравнению с другими видами требует меньшего количества масла, обладает меньшим уровнем вибрации и отсутствием шумовых эффектов.

Сухой винтовой вакуумный насос

Механизм винтового насоса для воздуха состоит из:

• фильтра, который монтируется в корпус;
• всасывающего клапанов холостого хода, всасывающего, минимального давления;
• винтового блока, состоящего из двух роторов;
• ременного привода, задающего скорость вращения винтов;
• шкивов, определяющих скорость их оборотов;
• двигателя, дополнительно оснащенного датчиком, который защищает от воздействия высоких температур;
• масляного фильтра, предназначенного для очищения масла для роторов;
• маслоотделительногофильтра, отвечающего за второй этап очищения, и маслоотделителя первичной очистки;
• клапана предохранения (обеспечения безопасности); термостата; охладителя масла и воздуха;
• вентилятора.

Винтовые воздушные насосы могут быть маслозаполненными, безмасляными и водозаполненными.

1. Роторные насосы для воздуха. Они работают по принципу сжатия воздуха вращающимися элементами.
2. Пластинчато-роторные насосы для воздуха. В их составе находится один ротор, статор, пластины, количество которых не меньше восьми. На последние воздействует центробежная сила. Существует прямая зависимость между центробежной силой и силой трения, то есть, если повышается одна характеристика, значит, происходит увеличение показателей другой. Этим объясняется частое использование подобных агрегатов в области вакуумных технологий.Этот вид насосов имеет и недостатки, выражающиеся в износе оборудования, происходящего из-за взаимовоздействия поверхности пластин и статора, и необходимости полной замены всего блока после некоторого времени эксплуатации из-за слишком большой чувствительности масляной пленки к частицам пыли.

Насосы для амортизатора и воздушной вилки

Вследствие этого, производители не дают никаких гарантий относительно срока их эксплуатации. Слишком многое зависит от условий, в которых пластинчато-роторный насос для воздуха будет работать. Для более длительной эксплуатации необходимо наличие чистой воздушной смеси, поэтому в помещении, где находится агрегат, нужно регулярно проводить влажную уборку и проветривание.
к меню ↑

3 Где применяется насос для откачки вторичного воздуха?

Это еще одна сфера использования воздушных насосов. По-другому подобное оборудование называют системой дополнительной подачи воздуха, ее функцией является увеличение кислорода в отработанных газах ради совершенствования в системах старта двигателей, относящихся к типажу внутреннего сгорания.

Широкое распространение подобные системы получили из-за очевидной пользы своего применения. Они уменьшают содержание вредных веществ в выхлопных газах, вследствие чего значительно уменьшается их токсичность.

Такое влияние обеспечивается конструкцией насоса вторичного воздуха, характеризующейся наличием выпускных клапанов и блока цилиндров, содержащих каналы для нагнетания атмосферного воздуха. Положительным моментом может стать скорость его прохождения, в стандартном агрегате весь процесс происходит за 65 с.

Помимо оберегания окружающей среды от концентрированных токсических газов насосы для воздуха также служат для разогревания катализатора и лямбда-зонда, необходимого для холодного старта. Необходимым условием срабатывания системы является определенная температура охлаждающей жидкости, которая должна находиться в диапазоне от +15 C до +40 C. Насос подачи вторичного воздуха нагнетает воздушный поток, проходящий через клапан комбинированного типа, управляемого электроникой.
к меню ↑

4 Где используется вакуумный насос для откачки воздуха?

Использование воздушно-вакуумных насосов помогает справляться со многими задачами, недоступными для других видов насосов. Вакуумные агрегаты применяются повсеместно, это объясняется их универсальностью. Подобные устройства также называют компрессорами, с помощью которых можно уменьшать значения атмосферного давления с целью образования вакуума высшего порядка.

Ручной воздушный насос

Принцип действия вакуумных насосов для воздуха заключается в необходимости принудительно откачивать воздух из рабочей камеры путем его сжатия и последующего передвижения к патрубку, посредством которого он выводится наружу. Для создания форвакуума необходимы условия, когда абсолютное давление воздуха в герметичном пространстве становится равным минимуму на атмосферном столбике.

При выборе вакуумного насоса необходимо учитывать место их непосредственной работы, так как атмосферное давления может разниться в зависимости от местоположения, а это напрямую влияет на показатели мощности. Откачка воздуха из рабочей камеры может происходить разными путями, это зависит от выбранного потребителем типа аппарата.

В конструкции любого вакуумного аппарата присутствует фильтр, который проводит очистку поступающего воздуха от абразивных частиц, способных нарушить герметичность рабочей камеры. Очищение происходит обычно в 3 этапа, для каждого из них требуется использовать свое приспособление.
к меню ↑

Воздушный насос – это механическое устройство для закачивания сжатого воздуха в различные емкости. В отличие от электрического компрессора, для его работы применяется мускульная сила человека. Это позволяет использовать устройство в любых условиях. Кроме того отсутствие электрических элементов обеспечивает низкую стоимость в сравнении с компрессорами.

Виды насосов в зависимости от сферы применения

Воздушный насос используются очень широко, поэтому существует много разновидностей данного оборудования для:

• Автомобилей.
• Мотоциклов.
• Велосипедов.
• Амортизаторов.
• Надувных лодок и матрасов.
• Пневматического оружия.

Автомобильный воздушный насос

Это обязательное оборудование, которое имеется в багажнике практически любого автомобиля. С его помощью осуществляется подкачка шин. В насосе имеется гибкий шланг со специальной насадкой, позволяющей подсоединяться к вентилю колеса.

Механические автомобильные насосы можно разделить на две категории:

1. Ручные.
2. Ножные.

Ручной

Подразумевает применением рук. Он представляет собой невысокую стойку с упорами в нижней части и рукояткой, закрепленной на движущемся штоке. Для работы необходимо наступить одной или двумя ногами на нижний упор устройства и взявшись за рукоятку руками вытягивать и опускать шток. Принцип действия такого устройства практически идентичен медицинскому шприцу, которым осуществляется вакцинирование. Поднимая шток с рукояткой вверх, воздух набирается в камеру насоса, а при сдавливании принудительно выдавливается через шланг в шину.

Работать таким оборудованием довольно трудно. При необходимости подкачать колеса большого диаметра, к примеру, у внедорожника, вполне можно с непривычки потянуть мышцы. Чтобы минимизировать усталость необходимо пользоваться насосом правильно. При движении штока с рукояткой нужно стараться работать не руками, а разгибать и сгибать спину. Мышцы спины более устойчивы к нагрузкам, поэтому шины удастся накачать гораздо быстрее, не делая длительных перерывов.

Ножные

Более короткие, но обладают камерой для накопления воздуха более крупного диаметра. Они устанавливаются на пол, после чего накачка осуществляется путем нажатия ногой специальной педали. Такое оборудование будет более предпочтительным для девушек, а также людей, которые страдают болями в спине, поэтому предпочитают минимизировать сгибания. Нажатие осуществляется одной ногой. По мере уставания можно чередовать ноги. Хотя такая конструкция и очень удобная, но как показывает практика, ручные насосы более долговечны. В том случае если хочется приобрести инструмент один раз и на намного лет, то ножное устройство лучше не покупать или выбирать действительно качественный экземпляр, стоимость которого будет соответствующей.

Зачастую автомобильные насосы ручного и ножного типа оснащаются встроенным манометром. Благодаря этому можно проводить прокачку шин сразу определяя степень давления. Если же встроенного манометра нет, тогда стоит приобрести его отдельно, чтобы контролировать процесс. Закачав колесо до приблизительно необходимых параметров нужно отсоединить насадку насоса от вентиля и провести измерения. Если давление недостаточное, то придется продолжить работу, а если избыточное, то спустить лишний воздух.

Автомобилисты со стажем, которые используют воздушный насос без манометра, зачастую определяют приблизительное давление в шинах от количества сделанных качков. К примеру, для колеса диаметра R14 при применении стандартных насосов, для достижения показателя 0,1 атм нужно сделать 10 качков. Подсчитав количество пройденных движений штоком насоса, и сравнив его с фактическим показателем давления в колесе, можно определить сколько раз придется повторить цикл сжатия штока, чтобы достигнуть нужных параметров. Это исключит перекачку и дальнейший спуск избыточного воздуха.

Мотоциклетные насосы

Для мотоциклов также разработана своя линейка воздушных насосов, которые отличаются меньшей вместимостью рабочей камеры, что обусловлено небольшими параметрами используемых шин. Зачастую такое оборудование не входит в базовую комплектацию мотоцикла. Исключением являются только двухколесные транспортные средства с коляской, которые уже практически не выпускаются в серийном производстве. Многие мотозаводы отказались от данной техники, за исключением нескольких зарубежных производителей и завода Урал, устанавливающего насос в люльку.

Для мототехники предлагаются практически аналогичные автомобильным насосам устройства, отличающиеся небольшими габаритами. Такое оборудование может размещаться в багажнике под сидением при его достаточной вместительности. В большинстве случаев используются специальные трубчатые насосы складной формы, которые защелками прикрепляются к свободным частям мотоцикла, к примеру, раме или усиливающим стойкам. Такое оборудование никак не портит внешний вид мотоцикла, но при необходимости его легко достать и подкачать колеса.

Велосипедные воздушные насосы

Такой воздушный насос гораздо меньше мотоциклетного. Обычно он представляет собой трубку без нижнего упора, основание которой нужно удерживать левой рукой, а шток двигать правой, повторяя принцип медицинского шприца. Зачастую у них нет манометра, поэтому колеса накачиваются приблизительно, ориентируясь по жесткости покрышек. Более дорогие модификации имеют небольшой манометр, который быстро выходит из строя от встряски. Возить такой насос приходится в рюкзаке, или фиксировать на раме велосипеда используя специализированные крепления. В крайнем случае, можно применять обычные стяжки-хомуты. Обычно гибкий шланг для соединения насоса с вентилем колеса является съемным и прячется в рукоятке устройства, что сделано в целях безопасности, чтобы во время движения трубка не могла попасть в спицы.

Стоит отметить, что в связи с небольшими габаритами такого устройства, используя его для подкачки даже небольших велосипедных шин можно существенно устать, поэтому многие велосипедисты предпочитают использовать более крупные ножные насосы, располагая их в рюкзаке.

Насосы для амортизаторов

Современные горные велосипеды, а также отдельные виды мотоциклов оснащаются передней воздушной вилкой, жесткость которой определяется по количеству закаченного в нее воздуха. Это весьма удачное техническое решение, которое позволяет скорректировать эффективность работы системы подвески в зависимости от веса велосипедиста или мотоциклиста. Чтобы проводить закачивание амортизатора нужно использовать специализированный воздушный насос высокого давления. Он имеет очень маленький поршень, поэтому способен при применении мускульной силы провести достаточное нагнетание воздуха. Такое устройство имеет очень скромные габариты, поэтому его применение и для подкачки колес нецелесообразно, поскольку на то чтобы заполнить камеру будут уходить часы.

Насосы для надувных лодок и матрасов

Для эксплуатации плавсредств необходимо провести их предварительную накачку. Сделать это ртом как в случае с надувным спасательным кругом не удастся, учитывая большие объемы баллонов. Специально для этого разработаны насосы для надувных изделий.

Они бывают двух типов:

1. Ножные.
2. Ручные.

Зачастую ножные насосы представлены дешевым ассортиментом, который отличается небольшим сроком службы. Они представляют собой конструкцию подобную старинных кузнечных мехов. Рабочая камера делается из гибкого материала напоминающего брезент, который со временем трескается. Также можно встретить воздушный насос типа «жабка», представляющий собой резиновую грушу. Немаловажным преимуществом таких устройств является высокая скорость заполнения баллонов. Чтобы увеличить срок службы оборудования его необходимо прятать от прямых солнечных лучей. В связи с этим накачав на берегу плавсредство, насос лучше убрать в тень.

В большинстве случаев более дорогими и надежными являются ручные насосы. Они подобны автомобильным, но обладают большой камерой и широким поршнем, что обеспечивает высокую производительность. Реализация такого технического решения стала возможным благодаря тому, что в надувных лодках создается минимальное давление, которое в разы ниже, чем в автомобильных шинах.

Насосы для пневматики

Любители использования традиционного пневматического оружия, такого как винтовки или пистолеты, которые работают от сжатого воздуха, а не баллонами с закаченным углекислым газом, используют специализированный воздушный насос высокого давления. Обычно такое оборудование имеет собственный манометр, поскольку при сильном нагнетании воздуха свыше допустимой нормы возможно разорвать баллон винтовки. Стоит отметить, что для большинства видов современного пневматического оружия наличие манометра отдельно на насосе не обязательно, поскольку у них имеется собственный датчик. В зависимости от качества винтовки или пистолета после закачки можно будет сделать от нескольких до почти сотни выстрелов.

Насосы высокого давления для пневматики имеют ручное исполнение, что обусловлено высокой надежностью такого технического решения. Кроме этого вытянутая форма позволяет носить устройство в чехле вместе с винтовкой. Также такие насосы можно применять для закачки воздуха в компактные аварийные мини-баллоны для дайвинга, но в этом случае потребуются тысячи качков, чтобы создать достаточное давление даже в столь маленькой емкости.

Основной сегмент насосного оборудования ориентируется на работу с водой. Огромный ассортимент таких агрегатов имеет классификации по рабочим характеристикам, принципам водозабора, конструкционным параметрам и функциональному обеспечению. Но, кроме обычной воды, на производствах и в некоторых направлениях строительства нередко возникает потребность в перекачивании особых жидкостей, отличающихся высокой степенью вязкости и плотности. Для обслуживания составов масел, суспензий, шламов и лакокрасочных сред предназначается диафрагменный пневматический насос, который способен поддерживать высокое давление в процессе перекачивания.

Особенности агрегатов

По сравнению с традиционными насосами, модели с пневматическим приводом, как правило, имеют меньшие размеры и предусматривают возможность интеграции в технологическое оборудование. К примеру, на производствах такой насос может встраиваться в линию подачи технических масел к станкам. Но также встречаются и автономные модификации – к примеру, в строительной сфере агрегат может работать независимо от другого оборудования. К таким версиям относится ручной насос пневматический, который может служить для подачи или перекачивания строительных растворов, красок и лаков. Важной особенностью является и работа на сжатом воздухе. Именно регуляция давления воздушной среды позволяет стабильно поддерживать перекачивание вязких смесей. К моменту достижения максимального давления агрегаты автоматически прекращают подачу воздуха и отключаются.

Конструкция

В базовый состав типового пневматического агрегата для перекачивания вязких жидкостей входят пилотные клапаны, приводная часть, управляющий зольник и камера сжатия. Основной рабочий момент обеспечивают пилотные клапаны, в задачи которых, в частности, входит переключение положения под действием пневматического поршня. Они передают воздушные потоки на управляющий зольник. Последний, в свою очередь, предназначен для подачи сжатого воздуха на нижнюю и верхнюю стороны поршневого механизма. Приводная часть подключает к потокам сжатого воздуха нагнетательную часть. И в этой части надо отметить, что в зависимости от назначения оборудования, в конструкции может предусматриваться и нагревательная камера. Например, если используется пневматический насос для масла, которое должно подаваться на целевую область с высокими показателями температурного режима, то нагнетающий блок с головкой компрессора сначала направит жидкость в узел нагрева. Собственно, эту функцию может выполнять и нагнетательная часть при подключении соответствующих обогревательных коммуникаций.

Принцип работы

В соответствии с традиционной схемой, начинается рабочий процесс от патрубка, к которому подключается воздуховод. Нагнетаемый воздух по каналу зольника направляется в сторону пневмопривода, после чего поршень активизирует функцию всасывания насоса. Через патрубок жидкость всасывается и передается в нагнетательную камеру. Попеременно открывающиеся и закрывающиеся пилотные клапаны обеспечивают стабильную циркуляцию жидкости под оптимальным давлением. В зависимости от реализации управляющей инфраструктуры, насос пневматический может работать в автоматическом или механизированном режиме. В современных производственных линиях и вовсе задействуются контроллеры с датчиками, позволяющие программировать рабочий процесс. Датчики фиксируют показатели температуры, степень вязкости, интенсивность подачи жидкости и т. д. Сигналы от чувствительных сенсоров направляются на центральный пульт управления, который, опять же, в зависимости от заложенной программы и настроек может корректировать отдельные характеристики рабочего процесса.

Соединительные узлы пневматических насосов

Инфраструктура соединений также отличает пневматическое оборудование от обычных насосов. В первую очередь такие агрегаты редко предусматривают создание сложных трубопроводных сетей, по которым циркулируют большие объемы рабочих сред. На начальном уровне подключается патрубок для управляющего воздуха. В данном узле также могут предусматриваться устройства для регулировки объема подачи и фильтрации. Далее организуется связь управляющего зольника и присоединительного отверстия для него (в некоторых моделях может использоваться тот же патрубок). Не обходится насос пневматический и без соединения с выпускными клапанами, обеспечивающими отвод воздушных потоков. Данный узел тоже может иметь дополнительное функциональное назначение, к примеру, позволяя устанавливать счетчики трактов.

Виды оборудования

Принципиальные отличия демонстрируют мембранные, винтовые и поршневые модели. В первом случае агрегаты имеют вакуумное устройство механизма подачи жидкостей. Наиболее распространен мембранный пневматический насос на производствах, где требуется обслуживание смазочных жидкостей, технических масел и воды. К достоинствам таких моделей относят возможность обслуживания агрессивных сред, включающих абразивы и примеси. Винтовые агрегаты нашли применение в пищевой промышленности. Они в основном используются для транспортировки сыпучих материалов.

В некотором роде универсальным средством перекачивания жидкостей разного рода является поршневая модель. Ее можно применять и для выталкивания, и для распыления составов. Ограничения по возможностям работы с жидкостями высокой степени вязкости обуславливаются только мощностью поршневых пневматических насосов, количеством клапанов и свойствами конструкции.

Рабочие характеристики

Диапазоны поддерживаемого давления при нагнетании являются ключевой рабочей характеристикой таких насосов. Для небольших объемов предназначены агрегаты с давлением от 10 до 20 бар. На крупных производствах используется оборудование с показателями 200-400 бар. Также учитывается питающее давление в пневмоприводе – эта величина обычно варьируется от 2 до 10 бар. Что касается производительности, то средний пневматический насос высокого давления способен обеспечивать порядка 200 нл/мин. Это значение будет определяться параметрами работы пневматической линии.

Производители оборудования

Данное оборудование не имеет широкого распространения, поэтому и производители занимают на рынке специализированную нишу. К передовым изготовителям в сегменте можно отнести компании Maximator, Pressol и Hatsan. К примеру, для бытового назначения стоит присмотреться к моделям Pressol, которые подходят для работы с маслами, смазками и топливом. Но и для промышленных целей фирма предлагает несколько модификаций, среди которых ТА-40А. Аналогичные предложения можно найти и в линейках Maximator и Hatsan. Эти компании предлагают функциональные и надежные пневматические насосы, цена которых, в среднем, варьируется от 20 до 50 тыс. руб. Стоимость зависит от мощности оборудования, показателя производительности и конструкционного устройства.

В заключение

Оборудование, предназначенное для работы с вязкими и агрессивными средами, в первую очередь представляет собой коммуникации для направления жидкости от места забора к целевой точке ее применения. В свою очередь, насос пневматический не имеет первостепенных задач, связанных с распределением обслуживаемого материала. В оптимизированных производственных линиях он выступает лишь средством для обеспечения достаточного усилия при подаче жидкости.

Впрочем, существуют разные версии таких насосов, которые могут выполнять и полный цикл обращения жидкости в той или иной инфраструктуре. К таким относятся или мощные агрегаты промышленного типа, или, напротив, ручные модели, рассчитанные на разовую передачу состава конечному оборудованию. Например, это могут быть насосы, с помощью которых выполняется распыление лакокрасочных средств или абразивных пескоструйных материалов для очистки поверхностей.