مضخة مكبسية

في مضخة الرفع، يسحب المكبس الماء، عبر صمام، إلى الجزء السفلي من الأسطوانة عند صعوده. وعند هبوطه، يمر الماء عبر صمامات مثبتة في المكبس إلى الجزء العلوي من الأسطوانة. وفي شوط الصعود التالي، يُصرّف الماء من الجزء العلوي للأسطوانة عبر فوهة. ويُحدّ من قدرة هذا النوع من المضخات ارتفاع الماء الذي يمكن أن يدعمه ضغط الهواء في مواجهة الفراغ.

في المضخة القسرية، يسحب شوط المكبس الصاعد الماء، عبر صمام المدخل، إلى داخل الأسطوانة. أما في شوط المكبس الهابط، فيُصرّف الماء، عبر صمام المخرج، إلى أنبوب المخرج.

يمكن تصنيف مضخات المكبس إما على أنها أحادية الفعل وأحادية التأثير (يتم ضخ السائل بواسطة وجه واحد من المكبس، ويكون الشوط النشط في اتجاه واحد فقط) أو ثنائية الفعل وثنائية التأثير (يتم ضخ السائل بواسطة كلا وجهي المكبس، وتكون الأشواط في كلا الاتجاهين نشطة).

• 
  مضخة ضغط
• 
  رسم متحرك لمضخة ضغط مكبسية أحادية الفعل.
• 
  رسم متحرك لمضخة ضغط مكبسية مزدوجة الفعل مزودة بمراكم على كل من المدخل والمخرج.

في المضخة أحادية الفعل، يكون جانب واحد فقط من المكبس على اتصال بالسائل. ونتيجة لذلك، تُعتبر شوطًا واحدًا فقط شوطًا للضخ. ويمكن حساب معدل الضخ النظري باستخدام المعادلة التالية: ^{[ 5 ]}

${\displaystyle Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times n}$

حيث Q هي معدل التدفق، وd هو قطر المكبس، وh هو شوط المكبس، و n هي سرعة الدوران (بالدورات في الدقيقة). إذا كانت المضخة تحتوي على عدة أسطوانات، فإن Q تُضرب في عدد الأسطوانات.

في المضخة ثنائية الفعل، يكون كلا جانبي المكبس على اتصال بالسائل. ونتيجة لذلك، فإن كلا الشوطين هما شوطان للضخ. ويُعطى معدل الضخ تقريبًا بالمعادلة التالية: ^{[ 5 ]}

${\displaystyle Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times 2n}$

مع ذلك، لا تأخذ هذه المعادلة في الحسبان الحجم الذي يشغله قضيب المكبس . ويمكن حساب معدل التدفق الحقيقي وفقًا لذلك:

${\displaystyle Q=nh\times \left(2{\frac {d^{2}\times \pi }{4}}-{\frac {d_{1}^{2}\times \pi }{4}}\right)=nh\times {\frac {\pi }{4}}\left(2d^{2}-d_{1}^{2}\right)}$

d ₁ يساوي قطر قضيب المكبس.

لا يتحرك المكبس في مضخة المكبس بسرعة ثابتة، ونتيجة لذلك، يتذبذب الضغط ومعدل التدفق خلال شوط المضخة. قد تُسبب هذه التذبذبات في الضغط ومعدل التدفق آثارًا غير مرغوب فيها، مثل ظاهرة الطرق المائي، ولذا يُخفف عادةً بتركيب مُجمِّع هواء. ويمكن تحسين معدل التدفق باستخدام أسطوانات متعددة مُزاحة عن بعضها.

ونتيجة لذلك، يكون معدل التسليم الفعلي في كثير من الأحيان أقل، ويمكن إيجاده من خلال المعادلة التالية:

${\displaystyle Q_{s}=Q\times \lambda }$

Q _s هو معدل التسليم الفعلي، و Q هو المعدل النظري، و λ هو معامل الخسارة.

• مضخة مكبس محورية
• مضخة مكبس شعاعية