Файл: Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник.pdf

поршня вода будет перемещаться по всасывающей трубе через цилиндр насоса в нагнетательную трубу. Характерным признаком поршневых насосов является принудительное выталкивание жид­ кости поршнем в сторону нагнетания. Поршень насоса приводится в движение от электрического двигателя или двигателя внутрен­

него сгорания, а иногда от парового двигателя.

Графическое изображение изменения давления в цилиндре пор­ шневой машины в зависимости от положения поршня называется индикаторной диаграммой. Нормальная индикаторная диаграмма насоса имеет вид прямоугольни­

ние. Если же насос работает под заливом, т. е. установлен ниже уровня перекачиваемой жидкѳ-

сти, то в цилиндре в период всасывания давление выше атмосфер­ ного; в этом случае линия А —А атмосферного давления пройдет ниже диаграммы.

Для нормального всасывания давление в цилиндре ррлзр дол­ жно быть меньше ра. Поэтому линия всасывания проходит ниже линии Л—А (длина линии ab — ход поршня). Для открывания всасывающего клапана, создающего механическое и гидравличе­ ское сопротивление, абсолютное давление в цилиндре должно быть еще меньше, чем рразр. При нагнетательном ходе поршня всасывающий клапан закрывается, и давление в цилиндре мгно­ венно возрастает до давления нагнетания рн. Больше того, в на­ чале нагнетания по вышеуказанным причинам давление в цилиндре должно быть несколько выше рп. После того как откроется нагне­ тательный клапан, давление в цилиндре рн остается постоянным (линия нагнетания cd параллельна оси абсцисс). С помощью инди­ каторной диаграммы контролируется работа насоса и определяет­ ся его индикаторная мощность.

8

§3. Детали поршневых насосов

Косновным деталям поршневого насоса (рис. 6) относятся кор­ пус, поршень, сальники и клапаны.

Корпус 3 насоса представляет собой главную несущую конст­ рукцию, в которой монтируются все рабочие и движущиеся дета­ ли: поршень 14, клапаны 10 и 15, сальник 13, воздушные колпаки16

16 и 9. При помощи корпуса вся машина крепится на фундаменте, поэтому он выполняется прочным и жестким. Корпус состоит из цилиндра и рабочих камер, обычно отливаемых из чугуна. Для крупных насосов высокого давления они растачиваются из сталь­ ной поковки. Если насос предназначается для перекачивания жид­ кости, химически действующей на чугун, то корпус его отливается из сплавов (например, из хромоникелевой стали), реже — из брон­ зы), или же чугунные цилиндры имеют внутри бронзовые гильзы, если насос перекачивает слабые кислоты. Пришедшие в негодность гильзы периодически заменяются новыми, чем достигается боль-

9

шой срок службы корпуса. На корпусе устраиваются приливы для присоединения арматуры.

Поршни могут выполняться в виде диска или цилиндра; по­ следние называются плунжерами, скалками или нырялами. Пор­

воды, холодной или горячей. Такие кольца изготовляются из мяг­ кого чугуна или бронзы и имеют прорезь, благодаря чему могут пружинить, и в свободном состоянии наружный диаметр их больше, чем внутренний диаметр цилиндра. Преимуществом таких уплот­

10

ным; при диаметрах более 100 мм плунжеры изготовляются из чугуна или стали в виде полых стаканов с бронзовой обли­ цовкой для защиты рабочей поверхности от ржавления. Точной расточки цилиндра для плотного прилегания плунжера здесь не требуется, так как плунжер не касается стенок цилиндра, и уплот­ нение обеспечивается наружным сальником. В насосах двойного действия плунжеры должны быть герметически закрыты с двух сторон. Конец плунжера делают закругленным для уменьшения сопротивления движению воды.

Вода

Сальники служат для уплотнения поршневых штоков и плун­ жеров. Сальниковая набивка в зависимости от условий работы может быть из мягких металлических колец (бронза, чугун), хлоп­ чатобумажной в виде шнура, пропитанного маслом с тальком, или пеньковой (1 на рис. 9). Для крепления нажимной буксы 2 ста­ вятся 2^-6 болтов или шпилек (в зависимости от диаметра штока), рассчитываемых на трехкратное давление в сальнике. Иногда для предохранения от просачивания жидкости или воздуха к сальни­ ковой коробке 1 (рис. 10) присоединяется трубка, подводящая к сальнику от насоса воду или масло под давлением. Грундбукса 5 удерживает набивку 2 в сальнике. Нажимной буксой 3 регули­ руется уплотнение. Среди набивки сальника помещено полое металлическое кольцо 4, называемое «фонарным». Через его ради­ альные отверстия в сальник подается специальная уплотняющая или смазывающая шток жидкость (например, масло). Если при этом поддерживать в уплотняющей жидкости давление, несколько более высокое, чем максимальное в рабочей камере, то в сальнике создается так называемый гидравлический затвор, не пропускающий

11

перекачиваемую жидкость. Если специальная уплотняющая

можно меньшее гидравлическое сопротивление при подъеме с сед­ ла и протекании через них жидкости; в) в за­ крытом состоянии плотно закрывать отвер­ стие и не пропускать жидкости в обратном

ления клапана должны действовать без за­ щемления.

ются специальными распределительными уст­ ройствами, работающими согласованно с дви­ жением поршня. Современные поршневые на­ сосы оборудуются исключительно самодейст­ вующими клапанами.

Клапаны могут быть весовыми или пру­ жинными. Весовым клапаном отверстие за­ крывается под действием собственного веса. Однако он используется очень редко, так как в момент посадки в результате инерции он ударяется о седло. В насосах чаще всего приме­ няются пружинные клапаны, которые закры­ ваются под действием пружины. Клапаны бы­ вают тарельчатыми и шаровыми. В обычных конструкциях насосов чаще всего применяет­

ся пружинный тарельчатый клапан из бронзы, причем седло может иметь плоскую или коническую форму. Уплотнение между седлом и поверхностью клапана 2 обеспечивается прокладкой или притир­ кой клапана к седлу (рис. 11). Для надежности посадки тарельча­ тый клапан имеет направляющие ребра 3. В клапанной коробке устраивается ограничитель хода 1, который не дает клапану выпа­ дать из седла; он располагается так, чтобы клапан при работе насоса об него не ударялся. На рис. 12 представлен клапан с кони­ ческой пружиной / и с верхним направляющим стержнем 2, име­ ющим то же назначение, что и направляющие ребра в клапане. Седло 3 клапана укрепляется в корпусе насоса на резьбе.

Шаровые клапаны (рис. 13) применяются при перекачивании густых и засоренных жидкостей. Они отливаются из чугуна или бронзы, а в некоторых случаях покрываются снаружи слоем рези­ ны. Применяются также клапаны из сплошной резины со свин-

12

цовой или стальной сердцевиной. Для возможности изменения их веса шаровые клапаны изготовляются пустотелыми и заполняют­ ся металлическими опилками. Диаметр шара во избежание закли­ нивания его равен 1,5 диаметра седла. Достоинством шаровых клапанов, по сравнению с тарельчатыми, является лучшая обте­ каемость, а недостатком — неполная их герметичность.

Откидные клапаны применяются в насосах с малым числом ходов и при небольших давлениях. Материалом для уплотнения в этом случае служит резина или кожа. Поэтому откидные клапаны не имеют специального шарнира. Они снабжены ограничителем, который препятствует излишнему открыванию клапана жид­ костью.

§ 4. Арматура поршневых насосов

Поршневая насосная установка должна быть оборудована сле­ дующей арматурой (см. рис. 6): а) приемная сетка 17 с клапаном, установленным на конце всасывающего трубопровода; приемный клапан удерживает жидкость в корпусе насоса и во всасывающей трубе после остановки насоса; б) предохранительный клапан 8 (рычажный или пружинный) для защиты насоса и напорного тру­ бопровода от разрушения при гидравлическом ударе, во время которого через предохранительный клапан сбрасывается жидкость и давление падает; предохранительный клапан помещается между обратным клапаном и задвижкой непосредственно за насосом на напорном трубопроводе или на напорном воздушном колпаке; в) обратный клапан 11 на напорном трубопроводе; он не пропу­ скает жидкость из трубопровода при прекращении подачи, а при

13

параллельной работе насосов — из одного насоса в другой; г) спе­ циальные клапаны 4 на корпусе насоса, служащие для пополне­

в тех случаях, когда жидкость подводится к насосу под напором или когда всасывающая труба насоса соединена со всасывающими трубами других насосов, работающих с ним параллельно; ж) водо­ указательные стекла 1 и 5 на всасывающем и нагнетательном кол­ паках для наблюдения за уровнем жидкости в них; 3) манометр 7, устанавливается на напорном патрубке насоса или на напорном колпаке; и) вакуумметр 2, устанавливается на всасывающем тру­ бопроводе непосредственно у насоса или на всасывающем колпа­ ке; к) краники для спуска воздуха.

5.Классификация поршневых насосов

Взависимости от конструкции, назначения и условий работы поршневые насосы классифицируются следующим образом.

ференциальные (рис. 16), которые работают на всасывающей сто­

По производительности: а) малой — до 15 м3/ч; б) средней —

15-г-60 м3/ч; в) большой — свыше 60 м3/ч.

14