Файл: Упоров, Н. Г. Землесосные снаряды и перекачивающие установки учебник.pdf

на по сравнению с шириной колеса насосов для перекачивания во­ ды такой же подачи (рис. 28). Благодаря этим особенностям рабо­ чее колесо грунтового насоса развивает меньший напор и к. п.д. его значительно ниже.

Для уменьшения влияния абразивного износа рабочего колеса на гидравлические характеристики грунтового насоса, а также для увеличения долговечности колеса все элементы его (передний и зад­ ний диски, рабочие лопатки) изготовляют значительной толщины. В связи с необходимостью частой замены рабочих колес при работе на абразивных пульпах для них предусмотрена коническая посадка на консоль вала, что облегчает напрессовку и съем колес.

Рис. 28. Рабочие колеса насосов одинаковой подачи:

а — грунтового ЗГМ-1, б — водяного 12НДс

Ступица рабочего колеса служит элементом сальникового уплот­ нения и является защитной рубашкой вала. Это позволяет сократить

леса и носком отвода, а также снизить скорость движения пульпы в отводе для уменьшения абра­ зивного износа корпуса.

У некоторых грунтовых насосов (например, НЗУ, Гру-Т, 20Р-11М) предусмотрен внутренний сменный вкладыш (броневкладыш), защищающий корпус от абразивного износа. В связи с этим корпус делают разъемным.

58

У п л о т н е п и я примэняют для уменьшения внутренней цирку­ ляции пульпы и предотвращения выхода пульпы в атмосферу вдоль ступицы рабочего колеса. Эти уплотнения служат для повышения к. п. д., уменьшения абразивного износа поверхностей, вдоль кото­ рых идет утечка пульпы (диски и ступица рабочего колеса, стенки передней и задней крышек). Для предохранения от износа переднюю и заднюю крышки корпуса защищают бронедисками.

Уплотнение, препятствующее внутренней циркуляции пульпы между бронедиском и передним диском рабочего колеса, осуществ­ ляется путем создания минимальных торцовых зазоров между бро­ недиском 1 (рис. 30, а) и передним диском рабочего колеса 2 (для насосов с диаметром всасывающего патрубка 100—150 мм), а так­ же между торцом рабочего колеса 3 (рис. 30, б) и специальным уп­ лотнительным кольцом 4 (для насосов с диаметром всасывающего патрубка 150 мм и выше). В более крупных грунтовых насосах при­ меняют уплотнение с подвижным уплотнительным кольцом 9 (рис. 30, в), передвигающимся при помощи регулировочных шпи­ лек 8 и болтов 7 вдоль установочного кольца 6.

Рис. 30. Щелевые уплотнения всасывающей части грунтового насоса:

Для предохранения от износа ступицы рабочего колеса и уплот­ нения с напорной стороны служит сальниковое уплотнение (рис. 31, а). Чистая вода подается от вспомогательного насоса че­ рез патрубок 1 и водораспределительное кольцо 5 в сальниковую коробку 2. Проходя через кольцевой зазор между бронедиском и ступицей, а затем между рабочим колесом и бронедиском, вода оттесняет частицы грунта и не дает им проникнуть в сальник через кольцевой зазор между ступицей и упорным или водораспредели­ тельным кольцом. Кроме того, применяют резино-металлическое уплотнение (рис. 31,б) напорной части: вместо сальниковой на­ бивки в коробку закладывают попеременно стальные 8 и резино­

59

вые 9 кольца определенного профиля. Сжатые крышкой сальника и металлическими кольцами резиновые кольца плотно прижимаются к ступице и уплотняют зазор. Благодаря большой стойкости резины такое уплотнение служит дольше, чем сальниковая набивка. От­ жимная вода подается в полость 6, а затем поступает в полость 10.

Г р у п п а в а л а отличается большей, по сравнению с водяными насосами аналогичной характеристики, массивностью вследствие возможности появления значительных усилий, изгибающих вал при дебалансе (неуравновешенности) рабочего колеса. Дебаланс воз­ никает при неравномерном износе торцовых дисков и лопаток рабо­ чего колеса.

Рис. 31. Сальниковое (а) и резино-металлическое (б) уплотнения на­ порной части грунтового насоса:

1 — патрубок для воды, 2 — сальниковая коробка, 3 — набивка, 4 — крышка, 5 —

Вал вращается в подшипниках скольжения или качения. Осевые усилия в больших грунтовых насосах воспринимают упорные под­ шипники, а в небольших грунтовых насосах для этого достаточны обычные однорядные радиальные шариковые подшипники. В круп­ ных грунтовых насосах (подача более 6000 м3/ч) применяют спе­ циальные устройства, например плиту Митчела для грунтового на­

соса 1000—80.

Подшипники скольжения (рис. 32), применяемые в грунтовых насосах, представляют собой чугунные из двух половин вклады­ ши 1, залитые баббитом. Смазка кольцевая. Из масляной ванны 2 масло захватывается кольцами 10, свободно висящими на валу 11 в специальных прорезях верхней половины вкладыша и вращаю­ щимися за счет силы трения.

Масло с кольца стекает на вал и, двигаясь по специальным мас­ ляным канавкам, вырезанным в баббите, смазывает поверхности вала и вкладыша. Излишки масла стекают с торцов вкладышей в масляную ванну. Вкладыш фиксируется на специальных ребрах 9 станины 8 и верхней крышки.

60

Станине через специальный корпус 3 передаются осевые усилия, воспринимаемые или упорными, или обыкновенными радиальными шарикоподшипниками 4, закрепленными на валу гайками и крыш­ кой 5. Такая конструкция надежно предохраняет вал от передви­ жек в осевом направлении. Упорный подшипник смазывают жидким маслом, заливаемым в его корпус.

3

кольцо, 11 — вал

Подшипники качения (рис. 33) смонтированы в специальных корпусах 2, закрепленных в гнездах станины 1 крышками 3 в виде полухомутов. В ближайшем к рабочему колесу опорном узле уста-

Рис. 33. Группа вала грунтового насоса на подшипниках качения:

/ — станина, 2 — корпус переднего подшипника, 3 — крышка станины, 4 и 10 — пе­

редний и задний роликовые подшипники, 5 и /3 — крышки, б — вал, 7 и Р — проставочные втулки, 6 — упорный шариковый подшипник, / / — кольцевая гайка, 12 —

муфта

61

новлен шариковый или двухрядный роликовый подшипник 4, рас­ считанный на большие радиальные нагрузки. В заднем опорном уз­ ле смонтированы два подшипника 8 и 10, первый воспринимает осевые усилия, а второй — радиальные.

Упорный подшипник 8 передает осевое усилие на торцовую стенку корпуса. Буртик проставочной втулки 9 нажимает на вра­ щающееся кольцо упорного подшипника, передающего осевое уси­ лие через шарики на неподвижное кольцо, которое опирается на торцовую стенку корпуса подшипника.

В корпуса подшипников 4 и 10 через пресс-масленки подается консистентная смазка. Вал грунтового насоса с двигателем соеди­ нен эластичными муфтами 12.

Станина 1 (консоль) представляет собой чугунную отливку с обработанными присоединительными поверхностями. К ней при­ соединены группа вала и задняя крышка корпуса грунтового насо­ са с бронедиском. Задняя крышка корпуса присоединена на шпиль­ ках к полуфланцу станины, а корпуса подшипников группы вала уложены в гнезда подшипниковых стоек станины и закреплены крышками.

Станины грунтовых насосов имеют полости для подачи воды, ох­ лаждающей масло. Для установки радиальных подшипников 10 скольжения предусмотрены специальные ребра, а для присоедине­ ния корпуса 2 упорного подшипника — фланец.

Станина имеет отверстия для анкерных болтов крепления грун­ тового насоса на фундаменте или на специальной раме.

§ 19. Режим работы грунтового насоса на землесосном снаряде

62

Подача грунтового насоса также снижается в связи с увеличе­ нием консистенции пульпы, так как при этом увеличиваются потери на трение в трубопроводе и, кроме того, грунтовому насосу прихо­ дится развивать большее давление для преодоления массы столба транспортируемой пульпы.

Развиваемый любым центробежным насосом напор прямо про­ порционален квадрату скорости вращения рабочего колеса и плот­ ности перекачиваемой жидкости. Поэтому если земснаряд после разработки грунта перевести на чистую воду, то развиваемый грун­ товым насосом напор уменьшится пропорционально уменьшению плотности перекачиваемой жидкой среды, т. е. в 1,2—1,4 раза

(табл. 6).

Т А Б Л И Ц А 6

Плотность пульпы в зависимости от ее объемной консистенции

В то же время плотность пульпы в пульпопроводе остается прежней. Вследствие этого грунтовый насос резко (в 1,5—2 раза) уменьшает подачу и скорость движения пульпы в трубе уменьшает­ ся. Частицы грунта при этом могут опуститься на дно и начнется заиление трубопровода, нередко приводящее к его закупорке грун­ том. Благодаря крайней неравномерности консистенции пульпы, об­ разующейся при работе земснаряда, режим работы грунтового на­ соса неравномерен.

Режим работы грунтового насоса зависит от режима работы всасывающей и напорной линий.

Рассмотрим режим работы всасывающей линии грунтового насо­ са ЗГМ-1-350, установленного на полутрюмном земснаряде. Высота расположения центра всасывающего патрубка грунтового насоса над уровнем воды 1,2 м, глубина разработки 8 м (рис. 35). Расстоя­ ние от оси всасывающего патрубка грунтового насоса до горизон­ та воды называется геометрической высотой всасывания.

При работе на воде геометрическая высота всасывания равна 1,2 м (уровень-/). При заборе пульпы с консистенцией 1 : 5 (20% по объему) ее плотность составит 1,15 (см. табл. 6). Давление слоя во­ ды 8 м уравновешивается столбом пульпы во всасывающей трубе

63