Для подачи жидкостей и сжиженных газов в ап­параты высокого давле­ния применяют обычно поршневые, вернее плун­жерные, насосы. Примене­ние их выгодно при срав­нительно небольших про­изводительностях, высоких напорах и требующейся постоянной подаче при меняющемся давлении нагнетания. Плунжерные насосы обладают высоким к. п. д. и пригодны для работы как с подвижными, так и густыми и вязкими жидкостями. На­сосы большой производительности громоздки, дороги и менее надежны в эксплуатации, чем центробежные. Поэтому большие плунжерные насосы применяются только там, где по роду пере­качиваемой жидкости или вследствие очень высоких рабочих давлений не могут быть применены центробежные насосы.

Работая с жидкостью при высоком давлении, необходимо учитывать ее сжимаемость, так как под давлением 3000—5000 ат объем большинства жидкостей сокращается до 10—20%, что заставляет реально считаться с величиной вредного простран­ства, начинающего сильно влиять на подачу насоса. При проек­тировании плунжерных насосов высокого давления величину вредного пространства следует, по возможности, уменьшить, так как недооценка его роли приводит к значительному снижению производительности насоса и неравномерной подаче при измене­нии величины напора.

С большими трудностями приходится сталкиваться у насосов, предназначенных для подачи жидкостей, обладающих специфи­ческими свойствами. Насосы для вязких жидкостей требуют обогрева и клапанов специальной конструкции, насосы для жидких газов (О2, СО2, NH3) и других жидкостей с низкой точкой кипения требуют значительного охлаждения; некоторые про­дукты сильно корродируют клапаны и движущиеся части, либо растворяют обычные смазки.

В последнем случае применяют иногда мембранные насосы, в которых клапанная коробка разобщается от цилиндра мембра­ной. Плунжер насоса двигает при этом вперед и назад столб масла, который соответственно перемещает мембрану, являю­щуюся как бы поршнем по отношению к перекачиваемой жидкости. Таким образом из движущихся частей насоса с корро­дирующей жидкостью соприкасаются только клапаны и одна сторона мембраны. Насосы с мембранами изготовляют на раз­личную производительность до давлений в несколько сот атмо­сфер.

Угольные пасты, Применяющиеся при процессе гидрирования углей, сильно истирают рабочие поверхности и обладают способ­ностью расслаиваться, образуя твердые отложения.

В насосах высокого давления, так же как и в компрессорах, наиболее ответственными деталями являются клапаны и уплотне­ния движущихся частей. У клапанов насосов большое внимание следует обратить на плавность переходов и, по возможности, меньшее изменение направления потока, так как это сильно уменьшает гидравлические потери и при подаче паст уменьшает их расслоение. Шариковые клапаны у насосов применяются чаще, чем у компрессоров. Особенно это относится к небольшим насосам и насосам для подачи, вязких и загрязненных жидкостей.

Насосы, как правило, уплотняются манжетами или сальниковыми набивками; иногда в малых насосах применяется уплотнение за счет прошлифовки плунжера к цилиндру. Прошлифованные по­верхности хорошо работают только при смазывающих жидкостях, они чувствительны к попаданию мелких твердых частиц и при пропусках требуют смены скалки и новой пришлифовки ци­линдра или направляющей втулки. Набивка в сальниках приме­няется разнообразная, в зависимости от свойств жидкости, ее температуры, величины давления и конструктивных особенностей насоса.

Рис. 76. Насос с регулировкой подачи на ходу конструкции Т. П. Блохина (Институт высоких давлений), подача 0—2500 см/час, давление 300 am.

1—шкив; 2—шатун; 3—балансир; 4—сухарь; 5—регулировочный винт; 6—скалка насоса; 7, 8— всасывающий и нагнетательный клапаны; 9—масленка; 10 - штуцер подогревательной рубашки.

Регулировка производительности насосов осуществляется из­менением числа ходов насоса, изменением длины хода плунжера, запаздыванием закрытия всасывающего клапана, сообщением нагнетательной полости со всасывающей и другими способами. Для регулировки в некоторых конструкциях может требоваться остановка насоса, например, для изменения хода плунжера. Бо­лее удобна регулировка производительности на ходу при помощи изменения числа оборотов электромотора, уменьшения хода плунжера при помощи кулисного механизма и т. д.

На рис. 76 изображен насос Института высоких давлений конструкции слесаря-новатора Т. П. Блохина, рассчитанный на рабочее давление 300 ат при производительности до 2500 см3/час.

Для регулировки применена обычная кулиса, изменяющая ход скалки. Передача ременная на шкив 1, вращающий криво шип с шатуном 2. Качающийся балансир 3 может перемещаться в сухаре 4 при помощи винта 5, соединенного с ним тягами. Су­харь 4 имеет шарнирное соединение с продолжением скалки 6; длина хода зависит от более или менее высокого положения ба­лансира, который может перемещаться на ходу винтом 5.

На рисунке видны штуцеры 7, 8 всасывающего и нагнета­тельного клапанов, штуцер 10 у обогревательной рубашки и масленка 9. Насос этой конструкции очень удобен и допускает плавную регулировку производительности на ходу при постоян­ном числе оборотов.

В лабораторной работе могут быть применены некоторые спе­циальные насосы, например, смазочные насосы различных типов, а также топливные дизельные насосы, рабочее давление в кото­рых достигает у бескомпрессорных дизелей 400—500 ат. Приме­няя приведенные насосы и смазчики, следует помнить, что при работе с жидкостями, не обладающими смазочными свойствами, может произойти заедание скалок, так как скалки обычно при­шлифовываются к цилиндру.

В качестве жидкостных насосов иногда пользуются мульти­пликаторами или дожимающими компрессорами, так, например, компрессор сверхвысокого давления Института высоких давлений (рис. 65) хорошо работает при давлении 5000 ат и как жидкост­ный насос, производительностью до 60 л/час. Хотя величина вредного пространства у этого компрессора очень невелика (5—6%), тем не менее производительность его повышается при работе на жидкостях, которые меньше сжимаются, чем газы.

На рис. 77 показан общий вид жидкостного насоса конструк­ции Л. Ф. Верещагина, названного им «гидрокомпрессором». Насос, рассчитанный на давление до 5000 ат и производи­тельность 1,7 л/час, приводится в движение электродвигателем мощностью 5,8 кВт. Редуктор между двигателем и насосом уменьшает число ходов плунжера до 40 в минуту. Плунжер имеет диаметр 6 мм и получает возвратно-поступательное движение от кулисы, перемещаемой пальцем кривошипа. Уплотнение плун­жера предусмотрено двойное: во-первых, сальником с мягкой на­бивкой и затем за счет пришлифовки плунжера к металлической гильзе по способу, примененному Бриджменом в его поршневом манометре [21, 29].

Как видно из рисунка, расположение клапанов в насосе не­удачное, заимствованное из конструкций насосов сравнительно невысокого давления. При этом расположении величина вредного пространства очень велика и, по сообщению автора, достигает 85% [29].

В некоторых случаях жидкостными насосами пользуются для создания газового давления. К ним прибегают при работе со сверхвысокими давлениями, а также при более низких давлениях если не имеют в распоряжении компрессора. Этот способ полезен в лаборатории, но отнюдь не пригоден для крупных промыш­ленных установок.

Рис. 77. Жидкостный насос „гидрокомпрессор" конструк­ции Л. Ф. Верещагина (р = 5000 am, производительность 1,7 л/час).

В oсновных чертах способ сводится к нагнетанию жидкости в цилиндр, заполненный газом, имеющим сравнительно невысокое давление. Жидкость вначале сжимает газ, а затем вытесняет его через трубку в следующий сосуд, в котором протекает хими­ческая реакция или проводятся исследования, требующие нали­чия сжатого газа.

Как видно из изложенного, максимальное давление газа, ко­торое можно получить на таких установках, равно рабочему давлению жидкостного насоса.