Для зменшення коливання тиску, обумовленого нерівномірністю подачі насоса, застосовують повітряні ковпаки, встановлюючи їх на всмоктуючому і нагнітальному трубопроводах. Принцип дії повітряних ковпаків полягає в їх заповненні рідиною, що перекачується при збільшенні миттєвої подачі вище середньої і в спорожнення при зменшенні її нижче середньої. В результаті в. напірному і всмоктуючому трубопроводах підтримується постійної швидкість руху рідини і вплив сил інерції її руху зводиться до мінімуму. Установка повітряних ковпаків дозволяє різко поліпшити параметри насосів, підвищити їх подачу і надійність. Ефект від застосування повітряних ковпаків тим вище, чим більше нерівномірність подачі насоса - особливо у одноциліндрових насосів одинарної і подвійної дії.
Повітряний ковпак (рис. 1.4.) Являє собою циліндричну посудину, частково наповнений газом.
При збільшенні тиску в трубопроводі рідина, наповнюючи ковпак, стискає газ, а при зменшенні тиску - витісняється з нього стислим газом.
Розглянемо роботу ковпака досить великого обсягу, встановленого на нагнітальному трубопроводі одноциліндрового насоса подвійної дії.
У статичному стані при нерухомій рідини в трубопроводі газ, що заповнює верхню частину ковпака, знаходиться під тим же тиском, що і рідина.
Мал. 1.4. Схема роботи повітряного ковпака: а - фази роботи повітряного ковпака, б - графік подачі одноциліндрового насоса подвійної дії
На початку витіснення поршнем рідини з циліндра (рис. 1.4. Фаза 1) витрата її мінімальний, і поки він не досягне середнього, обсяг рідини, що надходить в напірний трубопровід, буде
де QH - миттєва подача насоса; QK- витрата рідини з ковпака.
У міру збільшення миттєвої подачі насоса витрата рідини з ковпака буде зменшуватися, а при QH = Qcp буде дорівнює нулю. При збільшенні миттєвої подачі насоса вище середньої (фаза 2) ковпак почне наповнюватися і витрата рідини в напірному трубопроводі буде дорівнює
При зменшенні миттєвої подачі насоса нижче середньої (фаза 3) ковпак почне опорожняться, при цьому
Таким чином, обсяг повітря в компенсаторі весь час буде змінюватися від мінімального Vmin до максимального Vmax. і в процесі роботи ковпак буде акумулювати обсяг рідини, що дорівнює
Зміни обсягу повітря буде відповідати збільшення або зменшення тиску.