содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..

ГЛАВА V

НАСОСНЫЕ, ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

§ I. НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ



Схема устройства и принцип действия лопастных насосов

К числу лопастных насосов, серийно выпускаемых отечественной промышленностью, относятся центробежные, осевые и вихревые. Работа их основана на силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости. Однако механизм этого взаимодействия у насосов перечисленных типов неодинаков, что, естественно, приводит к существенным различиям в их конструкциях и эксплуатационных показателях.

Центробежные насосы. Основной рабочий орган центробежного насоса (рис. V.1)—свободно вращающееся внутри корпуса колесо 4, насаженное на вал 5. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего и заднего), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и боковые поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые для нормальной работы должны быть заполнены перекачиваемой жидкостью.

При вращении колеса на каждый объем жидкости массой т, находящийся в межлопастном канале на расстоянии г от оси вала, будет действовать центробежная сила
Fn

Под действием силы Fn жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разрежение, а на периферийной его части — повышенное давление. Для обеспечения непрерывного потока жидкости необходимо обеспечить подвод ее к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость подводят через отверстие в переднем диске рабочего колеса с помощью всасывающего патрубка 1 и всасывающего трубопровода. Жидкость по всасывающему трубопроводу движется за счет разности давлений над свободной по-верхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разреженное).

Для отвода жидкости корпус насоса имеет расширяющийся спиральный канал 6 (в форме улитки), в который и поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральный канал (отвод) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок 2, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.

Анализ уравнения (V.1) показывает, что центробежная сила, а следовательно, и напор, развиваемый насосом, тем больше, чем больше угловая скорость и диаметр рабочего колеса. В качестве привода центробежного насоса можно использовать любой высокооборотиый двигатель. Чаще всего для этой цели применяют электродвигатели.

В зависимости от требуемых параметров, назначения и условий работы разработано много разнообразных конструкций центробежных насосов, которые можно классифицировать по нескольким признакам.

По числу рабочих колес различают одноступенчатые и многоступенчатые насосы. В многоступенчатых насосах перекачиваемая жидкость проходит последовательно через ряд рабочих колес, насаженных на общий вал. Создаваемый таким насосом напор равен сумме напоров, развиваемых каждым колесом. В зависимости от числа колес (ступеней) насосы могут быть двухступенчатыми, трехступенчатыми и т. д.

По величине создаваемого напора центробежные насосы делятся на низконапорные (напор до 20 м), средненапорные (20—60 м) и высоконапорные (свыше 60 м).

По способу подвода жидкости к рабочему колесу различают насосы с односторонним и двусторонним подводом.

Рис. V.1. Схема центробежного насоса

По способу отвода жидкости из рабочего колеса насосы разделяются на спиральные и турбинные. В спиральных насосах перекачиваемая жидкость из рабочего колеса поступает непосредственно в спиральный канал корпуса и затем либо отводится в напорный трубопровод, либо по переточным каналам поступает к следующим колесам. В турбинных насосах жидкость, прежде чем попасть в спиральный отвод, проходит через систему неподвижных лопаток, образующих особое устройство, называемое направляющим аппаратом 3.

По компоновке насосного агрегата (расположение вала) различают насосы горизонтальные и вертикальные.

По способу соединения с двигателем центробежные насосы делятся на приводные (со шкивом или редуктором), соединяемые непосредственно с двигателем с помощью муфты, и моноблочные, рабочее колесо которых устанавливается на удлиненном конце вала электродвигателя.

По роду перекачиваемой жидкости насосы бывают водопроводные, канализационные, теплофикационные (для горячей воды),.кислотные, грунтовые и др.

Напор одноступенчатых центробежных насосов, серийно выпускаемых промышленностью, достигает 120 м, подача — 15 м3/с. К. п. д. насоса в зависимости от конструктивного исполнения меняется от 0,85 до 0,9 у крупных одноступенчатых насосов и до 0,4—0,45 у высоконапорных многоступенчатых. Параметры центробежных насосов специального изготовления как одноступенчатых, так и многоступенчатых могут быть значительно выше.

Осевые насосы. Рабочее колесо осевого насоса состоит из втулки, на которой укреплено несколько лопастей, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло с закрученной передней, набегающей на поток кромкой. Рабочее колесо насоса вращается в трубчатой камере, благодаря чему основная масса потока в пределах колеса движется в осевом направлении, что и определило название насоса. Подача серийно выпускаемых осевых насосов колеблется от 0,5 до 45 м3/с при напорах 25—27 м.

Таким образом, по сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. К. п. д. насосов с большой подачей достигает 0,9 и выше.

Вихревые насосы. Рабочее колесо/ вихревого насоса (рис. V.2) представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопастями 2, расположенными на периферии колеса 6. В корпусе имеется кольцевая полость 7, в которую и входят лопасти колеса. Внутренний уплотняющий выступ 4, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопастей, разделяет всасывающий 5 и напорный 3 патрубки, соединенные с кольцевой полостью 7.

При вращении колеса жидкость увлекается лопастями и одновременно под действием центробежной силы закручива-ется. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение. Поэтому насос называется вихревым. Особенность вихревого насоса заключается в том, что одна и та же частица жидкости, двигаясь по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора. Благодаря этому вихревой насос в состоянии развить напор, в 2—4 раза больший, чем центробежный насос, при одном и том же диаметре колеса, т. е. при одной и той же окружной скорости. Это в свою очередь приводит к значительно меньшим габаритам и массе вихревых насосов по сравнению с центробежными.

Преимуществом вихревых насосов является также и то, что они обладают самовсасывающей способностью, исключающей необходимость заливки корпуса и всасывающей линии перекачиваемой жидкостью перед каждым пуском.

Недостаток вихревых насосов — сравнительно невысокий к. п. д. (0,25—0,5) и быстрый износ их деталей при перекачке жидкостей, содержащих взвешенные твердые частицы. Серийно выпускаемые вихревые насосы имеют подачу от 1 до 40 м3/ч и напор от 15 до 90 м.

Рис. V.2. Схема вихревого насоса

содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..