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

(см. рис. 4), поршень выполнен в виде диска с уплотняющими коль­ цами или манжетами; дисковый поршень перемещается в расто-

Рис. 15. Схема плунжерного вертикального насоса тройного действия

ценном цилиндре; б) плунжерные (скальчатые, см. рис. 16), с порш­ нем в виде продолговатого пустотелого цилиндра; в) с проходным поршнем, у которого нагнетательный клапан расположен в теле поршня (рис. 17); г) мембранные, в которых всасывание и нагне­ тание достигаются изменением формы гибкой мембраны из кожи, прорезиненной ткани или стали (рис. 18);

По способу соединения с двигателем — насосы: а) приводные соединенные с отдельно расположенным двигателем через криво­ шипный механизм (рис15 и 19); б) прямодействующие паровые, у которых поршень насоса связан общим штоком с поршнем паро­ вой машины, составляющей, таким образом, вместе с насосом один общий агрегат (рис. 20).

15

§ 6. Конструкции поршневых насосов

Горизонтальные прямодействующие насосы (рис. 20) при­ водятся в движение непосредственно от паровой машины. Они отличаются большой компактностью, поскольку в них отсутствует кривошипно-шатунный механизм. Обычно применяется два спа­ ренных насоса двойного действия. У паровых насосов можно сво-

Рис. 20. Прямодействующиіі насос:

бодно регулировать частоту вращения подачей пара в цилиндр парового двигателя. Поршень насоса движется с постоянной ско­ ростью, за исключением начала и конца хода, которые относитель­

и, как будет рассмотрено далее, воздушные колпаки имеют мень­ шие размеры. Эти насосы надежно и спокойно работают, всегда готовы к пуску; они имеют широкие пределы соотношений про­ изводительности и напора. Прямодействующие насосы применя­ ются чаще всего в качестве питательных насосов к паровым кот­ лам, а также для водоснабжения предприятий, имеющих пароко­ тельные установкиОднако эти насосы неэкономичны вследствие большого расхода пара на 1 м3 подаваемой воды.

Мембранные насосы (рис. 18) получили широкое распростра­ нение для перекачивания жидких масс, содержащих 30-н40% взвешенных в воде твердых частиц. Главными его деталями, при помощи которых создается разрежение при всасывании и давление при нагнетании, являются цилиндр 1 и плунжер 2. Во избежание

2 261S

засорения рабочий цилиндр 1 отделен от клапанной короб­ ки 6 резиновой мембраной 3. Плунжер 2 получает возвратно-по­ ступательное движение через шатун 13 и кривошипный вал 12, на который насажен шкив 11 клиноременной передачи. Полость цилиндра 1 соединяется с одной стороны при помощи трубки 19 с коробкой 17 пружинного регулятора, служащего для снижения давления и вакуума в камере перед мембраной, а с другой сторо­ ны — с камерой 4 и с клапанной коробкой 6. Последняя имеет вса­ сывающий шаровой 5 и нагнетательный 7 клапаны, изготовленные из резины. Для более равномерного движения жидкости за нагне­ тательным патрубком 8 устанавливается над клапанной короб­ кой 6 воздушный колпак 9, снабженный манометром 10. Регуля­ тор давления имеет два клапана: предохранительный 18 и всасы­ вающий 14, регулируемые винтами 15 и 16, действующими на пру­

щегося разрежения в цилиндре 1 мембрана выгибается в сторону цилиндра, при этом в клапанной коробке создается разрежение, жидкая масса под действием атмосферного давления открывает всасывающий клапан 5 и заполняет клапанную коробку 6 до мем­ браны 3. Чистая вода или масло из камеры 4 уходит в полость цилиндра. При движении вниз плунжер давит на воду (масло). Давление это передается через мембрану на жидкую массу в кла­ панной коробке 6, которая прикрывает всасывающий клапан 5 и выходит через нагнетательный клапан 7 в нагнетательную тру­ бу. Затем процесс повторяется. Поскольку мембранные насосы перекачивают массу, движущуюся во всасывающем и нагнета­ тельном трубопроводах с большим сопротивлением, то мембрана при всасывающем ходе поршня может оказаться под большим разрежением, а при нагнетательном ходе — под большим давлени­ ем. В результате она может быть повреждена. Для предотвраще­ ния этого вода, предварительно залитая в корпус регулятора, при движении плунжера вверх частично поступает через клапан 14 в полость цилиндра 1. Разрежение уменьшается. При ходе плун­ жера вниз открывается клапан 18, и вода поступает в коробку пру­ жинного регулятора. Давление в камере перед мембраной снижа­ ется. Клапаны 14 и 18 отрегулированы так, что давление и разре­ жение в камере 1 не превышают допустимых значений.

Мембранные насосы могут быть одноцилиндровые и двухци­ линдровые; последние обеспечивают не только большую производи­ тельность, но и более равномерную нагрузку на двигатель, так как колена кривошипного вала смещены друг относительно друга на 180°.

Насосы с проходным поршнем. Нагнетательный клапан распо­ ложен в самом поршне. При ходе поршня 5 вверх (см. рис. 17) жидкость всасывается через клапан 1 под действием разрежения, образующегося под поршнем. Клапан 2 при этом закрыт под дей­ ствием силы инерции и давления жидкости в нагнетательной час­

18

ти насоса. При ходе поршня вниз всасывающий клапан 1 закры­ вается, а клапан 2 открывается под действием давления, развивае­ мого поршнем в нижней части цилиндра. Приэтом жидкость от­ сюда переходит в нагнетательную часть цилиндра 3 и далее в на­ гнетательную трубу 4. Насосы с проходным поршнем удобны для установки в колодцах глубиной более 7—8 м или в тех случаях, когда вода находится на значительной глубине, и цилиндр прихо­ дится опустить ниже, а привод должен находиться на поверхности. Тогда насос соединяется с приводом вертикальной штангой. По­ этому такие насосы называются штанговыми.

АНАЛИЗ РАБОТЫ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ

§ 7. Производительность и объемный к. п. д. поршневых насосов

Насосы простого действия. Процессы всасывания и нагнетания в поршневом насосе (см. рис. 4) происходят периодически. Пор­ шень, получая движение от двигателя через кривошипный меха­ низм, движется неравномерно, а следовательно, и движение пере­ качиваемой жидкости будет неравномерным. В этом состоит один из недостатков поршневых насосов.

са по сравнению с теоретической; при перека­ чивании густых и вязких жидкостей объемный к. п. д. меньше на (5-МО) %.

19

Действительное количество жидкости, подаваемой насосом, меньше теоретического по следующим причинам: а) клапаны, всасывающие и нагнетательные, открываются и закрываются

сопозданием; в том случае, когда всасывающий клапан закрывается

сопозданием (при нагнетательном ходе поршня), часть жидкости успевает уйти во всасывающую трубу; если же этот клапан от­ крывается с опозданием (при всасывающем ходе поршня), то за­ держивается начало всасывания, т. е. уменьшается полезный ход поршня; если несвоевременно закрывается нагнетательный кла­ пан (при всасывающем ходе поршня), то часть жидкости возвра­ щается в цилиндр из нагнетательного трубопровода; б) поршни, сальники, крышки насоса, фланцы могут иметь неплотности, вслед­

ствие чего часть жидкости просачивается со стороны нагнетания в область всасывания, а также за пределы корпуса насоса; в) воз­ дух попадает в цилиндр насоса извне через неплотности в сальниках и во всасывающей трубе, а также вместе с водой в растворенном со­ стоянии и в виде пузырьков; вследствие этого всасывание начи­ нается только тогда, когда давление в цилиндре упадет до давле­ ния всасывания; в этом случае также уменьшается полезный ход поршня; г) несоответствие между производительностью насоса и размерами клапанов, вследствие чего клапан не может пропу­ стить требуемый объем жидкости; это может случиться после ре­ монта насоса, при неправильной замене клапана.

Из перечисленных дефектов первый устраняется правильным подбором пружин. Второй и третий дефекты являются результа­ том плохой сборки насоса, некачественного уплотнения, плохого ухода за насосом.

Насосы двойного действия имеют два всасывающих и два нагнетательных клапана (см. рис. 14), расположенных по обе сто­ роны поршня, которые являются рабочими.

При движении поршня вправо открывается всасывающий кла­ пан 1, и жидкость попадает в левую полость цилиндра. В то же время клапан 4 также открывается, и жидкость выталкивается из правой полости цилиндра в нагнетательную трубу. При этом кла­ паны 2 и 6 закрыты под действием давления жидкости. При пере­ мещении поршня влево клапаны / и 4 закрываются, а 2 и 6— открываются: через клапан 6 жидкость всасывается, через клапан 2— нагнетается. К фланцу 3 присоединяется нагнетательный тру­ бопровод. Сальник 5 уплотняет шток. При движении поршня впра­ во из цилиндра выталкивается жидкость в объеме

<h = ( F - f ) S - ,

при ходе поршня влево объем выталкиваемой жидкости

<72 = FS,

где F — площадь поршня, м2;

f — площадь поперечного сечения штока поршня, м2.

2в