Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf

57

разгрузочную камеру 5. Камера 5 сообщается трубкой 6 со всасы­ вающей частью первой ступени насоса. Давление жидкости в про­ межуточной камере больше, чем в разгрузочной. Благодаря этому на уравновешивающий диск 7 действует осевое усилие, разгружаю­ щее осевое усилие в насосе. Действие уравновешивающего диска саморегулирующее. При перемещении колеса насоса под влиянием осевого давления влево торцевой зазор 4 уменьшается, вследстствие чего давление в камере 5 снижается и дальнейшее смеще­ ние прекращается. Если же колесо насоса смещается в противопо­ ложную сторону, то зазор увеличивается, при этом давление в разгрузочной камере повышается, в результате чего прекращается дальнейшее перемещение колеса наоооа.

При разгрузке осевого давления уравновешивающим диском упорные подшипники не требуются.

§1.20. ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

Косновным деталям центробежных насосов относятся: рабочее колесо, подводящее и отводящее устройство, вал и корпус насо­ са, сальники и подшипники.

Ра б о ч е е к о л е с о . Рабочее колесо является наи­ более важной деталью насоса. Назначением колеса является пере­ дача энергии приводного двигателя по­ току перекачиваемой жидкости.

Рабочее колесо закрытого типа со­ стоит из двух дисков и лопаток, распо­ ложенных между дисками (рис.1.38). Че­ рез задний диск с втулкой проходит вал. Обычно рабочее колесо отливается шесте

с лопатками. В центробежных насосах бы­ вает 6 - 8 лопаток. Рабочие колеса на­ сосов, перекачивающие загрязненные жид­ кости, имеют 2 - 4 лопатки.

Размеры проточной части колеса определяются гидродинами­ ческим расчетом. Конструкция и размеры колеса должны обеспе­ чивать его механическую прочность. Основные напряжения в теле колеса обычно создаются действием центробежных сил, но в насо­ сах, подающих горячую жидкость, могут возникнуть и значитель­ ные температурные напряжения.

В ■преобладающем количестве случаев колеса насосов изготов­

58

ляют аз чугуна, а в более крупных насосах - из углеродистой стали.

Рабочие колеса насосов, подающих колкости с абразивными веществами, изготавливают из марганцовистой стали.

Для перекачки агрессивных жидкостей применяются кремнистые кислотоупорные чугуны я легированные стали.

Бронзовые рабочие колеса в настоящее время применяются только в насосах для перекачки коррозионно активных и взрыво­ опасных жидкостей.

В с а с ы в а ю щ и й п о д в о д . Наиболее распростра­ ненными всасывающими подводами являются: осевой конический подвод и полуспиральный подвод.

Конический подвод (рис.1.39а; является лучшим типом под­ вода жидкости к всасывающему отверстию рабочего колеса. Полуспиральный всасывающий подвод (рис.396) применяется для умень­ шения габаритов насоса в осевом направлении. Однако в этом

подводе гидравлические потери больше. Полуспиральный подвод на­ ходит применение в насосах двустороннего входа и в многоколес­ ных насосах.

О т в о д . Отводящие устройства служат для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса, отвода ее от насоса, а также для преобразования кинетической энергии движения жидкости в потен­ циальную энергию давления.

Отводящие устройства бывают следующих типов:

1)спиральный отвод;

2)направляющий аппарат;

3)кольцевой отвод.

59

Спиральный отвод (рис.1.40) представляет собой плавно рас­ ширяющийся по опирали канал, расположенный по окружности выхода жидкости из рабочего колеса.

У насоса со спиральной камерой при работе могут возникнуть радиальные силы, изгибающие вал насоса. Радиальные силы возни­ кают вследствие того, что спираль не является симметричным ка­ налом по отношению к оси вращения рабочего колеса. При откло­ нении подачи насоса от расчетной нарушается закон площадей и давление в широких сечениях спирали будет больше, чем в узких, что приводит к появлению радиальной силы. Для устранения этого недостатка у высоконапорных одноступенчатых насосов, а также у насосов с большой производительностью, в спиральном канале

устанавливают перегородку, т.е. образуют двойную спираль (рис.1.406).

По форме сечения спиральная камера мо­ жет быть прямоугольной, трапециевидной, круглой и круглой, переходящей в эллипти­ ческую (рис.I.41).

Спиральная камера служит в основном для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса. Уменьшение скорости потока проис­

Рис.1.41. Формы по­ ходит главным образом в прямоосном диффу­

60

торыми помещаются направляющие лопатки, отогнутые в сторону, противоположную изгибу лопаток рабочего колеса. Живо*» сечение каналов между лопатками направляющего аппарата постепенно уве­ личивается, благодаря чему и происходит преобразование скорост­ ной энергии в энергию давления.

Недостатком направляющего аппарата (с неподвижными лопат­ ками) является то, что в случае изменения режима работы насо­ са, по причине отклонения направления скорости потока, имеют место значительные потери на удар.

Кольцевой отвод представляет собой канал постоянного сече­ ния, расположенный вокруг рабочего колеса. Кольцевой отвод при­ меняют в насосах, перекачивающих загрязненные жидкости. При по­ стоянном сечении кольцевого канала средние скорости движения жидкости в разных сечениях его неодинаковы, что ведет к увели­ чению гидравлических потерь и к появлению поперечных сил, из­ гибающих вал насоса.

В а л н а с о с а . Наиболее распространенным материалом для изготовления валов является кованая сталь. Размеры вала определяются по условиям прочности при критическом (предельном) числе оборотов. Колеса закрепляют на валу посредством шпонок и гаек.

С а л ь н и к и . Сальниковое уплотнение служит для пред­ отвращения подсоса атмосферного воздуха внутрь насоса через зазор между валом и корпусом (со стороны всасывания) или для

предупреждения утечки жидкости через этот зазор (со стороны нагнетания).

Простейший сальник (рис.1.42) состоит из грундбуксыі, помещенной между корпусом 2 и ва­

Lлом 6, сальниковой на­ бивки 4 и крышки сальни­

ка 5 со шпильками и гай­

ками. В таком исполнении сальниковое уплотнение размещается с напорной стороны насоса.

Сальниковая набивка приготовляется из спе-

61

циального хлопчатобумажного шнура квадратного сечения. Шнур на­ резается кольцами и укладывается в пространство между корпусом сальника и валом. После укладки набивка зажимается крышкой саль­ ника 5. Натяжение сальника должно быть таким, чтобы через него просачивалось некоторое количество капель жидкости. Перетяну­ тый сальник будет нагреваться. Набивку сальника меняют через 200 - 500 чаоов работы, в зависимости от степени загрязнения перекачиваемой жидкости.

• Сальники на всасывающей стороне насоса имеют еще гидравли­ ческий затвор, предотвращающий засасывание воздуха внутрь кор­ пуса.Затвор состоит из кольца 7 двутаврового сечения, к которо­ му по трубке 3 из напорной камеры насоса подводится под давле­ ние жидкость. Образующееся жидкостное кольцо препятствует про­ никновению воздуха по валу.

'Сальники - это самый ответственный узел при работе насоса. Неумелая эксплуатация сальников, частое их подтягивание являют­ ся в отдельных случаях причиной серьезных аварий.

В насосах, перекачивающих сжиженные газы, кислоты и другие специальные жидкости вместо сальников применяют особые торцо­ вые уплотнения.

К о р п у с. В корпусе насоса (рис.1.43) объединены все неподвижные детали проточной части: всасывающий и напорный патрубки, каналы подвода к рабочему колесу и отвода от них. Вся внутренняя полость кор­ пуса насоса при работе за­ полнена перекачиваемой жид­ костью и находится под дав­ лением.

Корпус насоса обычно от­ ливается из чугуна или угле­ родистой стали. Стенки кана­ лов корпуса должны быть по возможности гладкими, так как их сильная шероховатость значительно понижает к.п.д. насоса.

В верхней части корпуса

имеется отверстие для заливки насоса и краник для выпуска

воздуха, а в нижней части - краник для спуска жидкости.