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

разрежения. Поэтому перед пуском всасывающий трубопро­ вод и корпус насоса должны быть предварительно залиты жид­ костью. Приемный клапан 2 служит для того, чтобы эта жидкость не уходила в резервуар 3, а приемная сетка 1 предохраняет насос от загрязнения.

При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, увлекается лопатками, под действием центро­ бежной силы движется от центра колеса к периферии вдоль лопа­ ток и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу. Поэтому на 'входе в колесо в том месте, где всасывающая труба примыкает к корпусу, создается разрежение, под действием которого вода из водоема всасывается в насос. Таким образом устанавливается непрерывное движение жидкости из водоема 3 через всасывающую трубу 4, насос 11, задвижку 9, обратный кла­ пан 7 в нагнетательную трубу 8. На насосе устанавливают ваку­ умметр 5 и манометр 10.

§ 18. Детали центробежных насосов

Корпус насоса составляют все неподвижные детали его про­ точной части: всасывающий (приемный) 2 и напорный 1 патрубки (рис. 25), каналы подвода к рабочим колесам и отвода от них, пе­ реводные (обратные) каналы в многоступенчатых насосах и др. Вся внутренняя полость корпуса при работе насоса заполнена пере­ качиваемой жидкостью и находится под давлением. Для обеспе­ чения лучшей всасывающей способности насоса скорость входа жидкости должна быть не более І-ь-2 м/с, а гидравлические поте­ ри —■незначительными.

Для одноступенчатого насоса корпус выполняется в виде спи­ рали; в современных насосах он разъемный по горизонтальной плоскости. Такая конструкция позволяет очень легко и быстро раз­ бирать насос; для этого достаточно снять верхнюю половину кор­ пуса, а затем, освободив вал от подшипников, поднять его вместе с колесами.

В многоступенчатых насосах турбинного типа с направляющим аппаратом корпус состоит из нескольких секций в зависимости от числа колес. Секция корпуса вместе с колесом и направляющим аппаратом образует одну ступень насоса. Последняя секция имеет вид спирали. Секции — разъемные в вертикальной плоскости и стягиваются анкерными болтами. В верхней части корпуса каж­

выпуска воды при разборке или остановке насоса в зимнее время. В насосах спирального типа корпус общий для всех колес и имеет разъем в горизонтальной плоскости.

Спиральная камера корпуса центробежного насоса служит для плавного отвода жидкости из рабочего колеса в нагнетательную трубу и для непрерывного уменьшения скорости движения жидко­

38

сти (кинетической энергии) с целью повышения давления, т. е. увеличения потенциальной энергии. Она представляет собой оди­ нарную (рис. 26, а) или двойную (рис. 26, б) улитку с постоянно расширяющимися сечениями. Стрелками на рис. 26 показано ра­ диальное давление на колесо.

Из условий износа трубопровода и во избежание гидравличе­ ского удара скорость движения жидкости в трубопроводе ограни­ чена. Так как скорость жидкости при выходе из спиральной каме­ ры больше скорости в нагнетательной трубе, нагнетательный пат-

рубок выполняется расходящимся. При этом для достижения бо­ лее высокого к. п. д. угол конусности нагнетательного патрубка берется в пределах (8-f-10)°. В таком патрубке, вследствие увели­ чения живого сечения, скорость уменьшается, давление увеличи­ вается (на основании уравнения Бернулли) и происходит дальнейшее превращение кинетической энергии движения в по­ тенциальную энергию давления. ,

Корпус у центробежных насосов отливается из чугуна, а при высоких давлениях— из стали. Для насосов, перекачивающих жидкость с содержанием до 65% взвешенных твердых частиц (например, шламовых), применяется отбельный чугун, а также стальные штампованные лопатки. Для предохранения от износа корпуса таких насосов внутри снабжаются так называемыми бро­ недисками. В настоящее время освоен выпуск насосов из пласт­ масс (например, из винипласта) для перекачивания кислот и дру­ гих разъедающих жидкостей.

Рабочее колесо (рис. 27) состоит из двух дисков: первого 1 со втулкой, который насаживается на вал, к второго 2 в виде широкого кольца. Между дисками имеются лопатки 3, отогнутые назад относительно направления вращения колеса. Лопатки обра­ зуют криволинейные каналы. Толщина лопатки в колесе, отлитом из бронзы и стали (3 4 -5 ) мм, из чугуна— (64- 10 ) мм. Число ло­ паток равно 2 -ъ12 в зависимости от назначения и конструкции ко­ леса. Например, у насосов, перекачивающих жидкости со

39

взвешенными твердыми телами (шламовые насосы), 2-ч-4 лопат­ ки, чтобы твердые примеси более легко проходили через насос.

Изображенное на рис. 27, а колесо называется закрытым. Если колесо не имеет переднего диска 2, то оно называется открытым. При большой разности между внутренним и внешним диаметра­ ми колеса ввиду большого количества лопаток не все лопатки доходят до центра колеса, а через одну, чтобы не уменьшать живого сечения на входе

в колесо (рис. 27, б).

Рис. 27. Рабочие колеса центробежных насосов

Колесо с двусторонним всасыванием (рис. 28, а) представля­ ет собой как бы два колеса с односторонним всасыванием, сло­ женные задними дисками. Положение такого колеса в корпусе насоса показано на рис 28, б.

Материал для колес выбирается в зависимости от рода перека­ чиваемой жидкости и быстроходности насоса. Колеса, применяемые при окружной скорости до 80 м/с, преимущественно отливаются из бронзы, так как она выдерживает большие обороты, легко подда­ ется обработке и хорошо противостоит коррозии, которая чаще все­ го появляется при большой частоте вращения. Бронзу можно заме­ нять сталью. Для насосов низкого давления (окружная скорость не превышает 35—40 м/с) колеса изготовляются из чугуна. Для крупных насосов, перекачивающих чистые неразъедающие жидко­ сти, колеса отливаются из обычной углеродистой стали. Стальные колеса допускают окружную скорость до 300 м/с. При перекачива­ нии жидкости в химической промышленности применяются колеса из керамики, кремнистых кислотоупорных чугунов. Однако эти

40

материалы очень хрупкие и ввиду действия центробежных сил вы­ держивают лишь ограниченное число оборотов. Следовательно, давление таких насосов невелико.

Вал насоса изготовляется из углеродистой стали. Для работы с коррозионными жидкостями применяются валы из нержавеющей стали. Валы из бронзы или из стали с бронзовой защитной втулкой изготовляются только для работы с химически активной жидкостью. Колеса закрепля­ ются на валу при помощи шпонки и установочных гаек.

На вал насаживается муфта для соединения с двигателем.

Сальники служат для уп­ лотнения в местах выхода вала из корпуса. В зависимо­ сти от места установки разли­ чаются напорный и всасываю­ щий сальники. Первый уста­ навливается на нагнетатель­ ной стороне, чтобы жидкость не вытекала из насоса, а вто­ рой-— на всасывающей, что­ бы воздух не попадал в насос.

Для этого к кольцу сальника подводится вода под давлением, кото­ рая, растекаясь в сальнике, создает хороший водяной затвор (см. рис. 10). В качестве набивки применяется асбестовый просаленный шнур квадратного сечения, который нарезается на отдельные куски с косыми срезами и вставляется в сальниковую коробку отдельны­ ми кольцами; используется также хлопчатобумажный шнур, пропи­ танный салом или парафином. Не рекомендуется применять круг­ лый шнур, а также шнур, пропитанный графитом, так как при этом сальники нагреваются, а вал истирается.

Подшипники в центробежных насосах бывают с кольцевой смазкой, шариковые упорные, гребенчатые. Упорные и гребенча­ тые подшипники воспринимают осевое давление, если отсутствуют другие разгружающие средства. В некоторых конструкциях под­ шипники снабжены приспособлениями для принудительной цир­ куляции масла и водяным охлаждением. Вкладыши подшипников заливаются баббитом.

§ 19. Арматура центробежных насосов

Центробежный насос 3 имеет .следующую арматуру (рис.. 29): сетку с приемным клапаном 1, вакуумметр 2, кран 4 для заливки насоса, манометр 5, обратный клапан 8, задвижку 7 на нагнета­ тельном трубопроводе 6 для пуска и регулирования насоса, отвер­ стие 9 для слива жидкости на время остановки насоса.

41

Сетка с приемным клапаном 1 устанавливается в конце всасы­ вающей трубы. Клапан удерживает жидкость во всасывающем трубопроводе и в насосе 3 во время его остановки либо при залив­ ке его перед пуском. Однако в крупных насосных установках приемный клапан не нужен, так как насос запускается при помо­ щи вакуум-насоса, который отсасывает воздух из корпуса и вса­ сывающей трубы. Вода под действием атмосферного давления под­

нимается и заливает корпус насоса и всасывающую трубу, кото­ рая заканчивается внизу только приемной сеткой (для защиты насоса от засорения случайными предметами). Приемный кла­ пан с сеткой (рис. 30, а) состоит из корпуса 2, сетки 1, тарелки 4 клапана и ограничителя подъема 3. Если насос предназначен для перекачивания жидкости с твердыми включениями (шламовые на­ сосы), то вместо приемной сетки с клапаном на всасывающей трубе устанавливается приемная воронка (рис. 31, б).

Отверстие 9 для выпуска жидкости из насоса, чтобы она не за­ мерзла и не разрушила насос, устраивается в самой нижней части корпуса и закрывается пробкой (см. рис. 29).

42

Вакуумметр 2 применяется для определения разрежения и, сле­ довательно, вакуумметрической высоты всасывания и устанавли­ вается на всасывающем патрубке насоса (см. рис. 29).

Манометр 5 служит для определения развиваемого насосом давления (напора) и устанавливается на напорном патрубке (см.

рис. 29).

Обратный клапан 8 (см. рис. 29) на напорном трубопроводе служит для удержания столба жидкости на время остановки насо­

вается между напорным пат­ рубком насоса и задвижкой. Такое расположение обратного клапана позволяет в случае ремонта отключить насос при

помощи задвижки от напорного трубопровода. Так как при работе насоса задвижка открыта, то в случае неожиданного отключения электроэнергии под действием давления воды клапан закроется. Если обратного и приемного клапана нет, то при отключении электроэнергии вода под напором устремится из нагнетательной линии обратно в насос и, действуя на колесо, как на турбину, заставит вращаться его при остановившемся двигателе, что неже­

оси 2, и вода проходит через клапан. При остановке насоса тарел­ ка клапана под действием собственного веса, а также давления

43