Файл: Учебносправочное издание.docx

Рисунок 2.14 Схема одноступенчатого Рисунок 2.15 Схема многоступенчатого

центробежного насоса центробежного насоса
- расположению оси колёс в пространстве (горизонтальный, вертикальный);

- давлению (низкого давления — до 0,2 МПа, среднего — от 0,2 до 0,6 МПа, высокого давления — более 0,6 МПа);

- способу подвода жидкости к рабочему колесу (с односторонним (рисунок 2.16) или двухсторонним входом (рисунок 2.17) - двойного всасывания);


Рисунок 2.16 Насос с односторонним Рисунок 2.17 Насос с двухсторонним подводом

подводом жидкости жидкости
- способу разъёма корпуса (с горизонтальным или вертикальным разъёмом);

- способу отвода жидкости из рабочего колеса в канал корпуса (спиральный и лопаточный). В спиральных насосах жидкость отводится сразу в спиральный канал. В лопаточных насосах жидкость сначала проходит через специальное устройство - направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);

- коэффициенту быстроходности ns (тихоходные, нормальные, быстроходные);

- функциональному назначению (водопроводные, канализационные, пожарные, химические, щелочные, нефтяные, землесосные и т. д.);

- способу соединения с двигателем: приводные (с редуктором или со шкивом) или соединения с электродвигателем с помощью муфт;

- способу расположения насоса относительно поверхности жидкости: поверхностные, глубинные, погружные.

КПД насоса зависит от коэффициента быстроходности ns, режима работы, конструктивного исполнения. При оптимальном режиме работы КПД крупных насосов может достигать 0,92, а малых — около 0,6-0,75.

Центробежные консольные одноступенчатые насосы с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу (рисунок 2.18)

Среды: предназначены для перекачивания питьевой, чистой волы, производственно-технического назначения (кроме морской) с pH 6...9 и жидкостей сходных с чистой водой по плотности, вязкости и химической активности, содержащих твердые включения размером до 0,2 мм, объемная концентрация которых не превышает 0,1%. Температура перекачиваемой жидкости от 0 до 85°С (с одинарным сальниковым уплотнением) или до 105 °С (с двойным сальниковым или одинарным торцовым уплотнением).

---

Рисунок 2.18Схема консольного насоса одностороннего всасывания типа К

1 – крышка корпуса7 – втулка защитная

2 – корпус 8 – крышка сальника

3 – сменные уплотнительные кольца9 – вал

4 – рабочее колесо10 – опорный кронштейн

5 – шпонка11 - шарикоподшипник

6 – сальник
Не допускаются установка и эксплуатация насосов во взрывопожароопасных производствах и использование их для перекачивания горючих легковоспламеняющихся жидкостей.

Материал деталей проточной части - серый чугун; уплотнение электронасоса одинарное сальниковое. Возможно изготовление с двойным сальниковым и с одинарным торцовым уплотнением.

Вал насоса изготавливают из высококачественной стали. Для предотвращения износа вал имеет защитную втулку. Опорами вала служат два подшипника находящиеся в масляной ванне. Рабочее колесо, закрепленное на консольной части вата, состоит из двух дисков, соединенных пространственными или цилиндрическими лопатками.

Для выравнивания осевого усилия в заднем диске рабочего колеса имеются разгрузочные отверстия. Все насосы имеют сальник с мягкой набивкой (из промасленного хлопчатобумажного шнура), которая уплотняется подтягиванием гаек крышки сальника. Передняя крышка корпуса насоса съемная, что позволяет осматривать рабочие органы насоса без его демонтажа.

Насосы этого типа выпускаются как на опорной стойке, так и в моноблочном исполнении.
Одноступенчатые вертикальные центробежныенасосы

Крупные одноступенчатые вертикальные насосы (рисунок 2.19) применяются для установки в заглубленных насосных станциях в целях сокращения их площади и стоимости зданий.

Корпус вертикального насоса спиральный с разъемом в горизонтальной плоскости. Насос соединен с электродвигателем вертикальным промежуточным валом. При большой длине вала через каждые 1,5—2,5 м устанавливают направляющие подшипники, укрепленные на вертикальной ферме. Осевые усилия, возникающие в насосе, воспринимаются пятой электродвигателя.

Основные параметры центробежных вертикальных насосов регламентированы ГОСТ 19740—74 «Насосы центробежные вертикальные». Согласно этому ГОСТу вертикальные насосы должны изготовляться с подачей от 1,6 до 35 м3/с и напором от 22 до 105 м.


Рисунок 2.19 Крупный вертикальный центробежный насос

1 - корпус; 6 - узел подшипника;

---

2- крышка; 7 - узел уплотнения;

3 - опора подшипника, 8 - уплотнение;

4 - сменная втулка; 9 - рабочее колесо;

5 - вал; 10 - подводящий конус
Многоступенчатые центробежные насосы. В этих насосах поток перекачиваемой жидкости перемещается последовательно несколькими рабочими колесами, смонтированными на одном валу, в одном корпусе. Напор этих насосов равен сумме напоров, создаваемых каждым установленным рабочим колесом.

Корпус многоступенчатого секционного насоса состоит из отдельных секций, число которых равно числу ступеней минус один, так как одно колесо расположено в передней крышке. Уплотнение между секциями обеспечивается резиновыми прокладками. Секционная конструкция корпуса насоса позволяет увеличивать или уменьшать число секций и тем самым увеличивать или уменьшать напор, не изменяя подачи.

Осевые насосы(рисунок 2.20) выпускаются двух модификаций: с жестко закрепленными на втулке лопастями рабочего колеса и с поворотными лопастями.

Изменение в определенных пределах угла установки лопастей рабочего колеса позволяет поддерживать высокое значение КПД насоса в широком диапазоне изменения его рабочих параметров.


Рисунок 2.20 Осевой насос типа ОП

1 - лопасти рабочего колеса; 2 - камера; 3 - лопасти выправляющего аппарата; 4 - подвод воды для смазки; 5, 10 - нижняя и верхняя опоры вала; 6 - диффузор; 7 - опора верхнего подшипника; 8 - уплотнение вала; 9 - шток; 11 - привод механизма разворота лопастей.
В качестве привода осевых насосов используются, как правило, электродвигатели синхронного и асинхронного типа, непосредственно соединяемые с насосом с помощью муфты. Насосные агрегаты изготовляют с вертикальным, горизонтальным или наклонным валом.

Подача серийно выпускаемых отечественной промышленностью осевых насосов колеблется от 0,5 до 45 м³/с при напорах от 25 до 27 м. Таким образом, по сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД высокопроизводительных осевых насосов достигает 0,9 и выше.

---

При работе центробежных насосов с односторонним подводом жидкости на валах возникают осевые силы, направленные в сторону, противоположную направлению движения жидкости. Эти силы нагружают опоры валов и негативно влияют на долговечность подшипников.

Способами уравновешивания осевых сил являются:

- установка импеллеров на задние стенки рабочих колес;

- сверление сквозных отверстий в стенках рабочих колес;

- установка колец разгрузки у многоступенчатых насосов.

Наиболее удачным решением этой проблемы является применение в насосах рабочих колес с двусторонним подводом жидкости. Здесь возникают две силы, направленные друг другу навстречу, которые самокомпенсируются.
2.5 Принцип действия центробежных насосов
Внутри корпуса центробежного насоса (рисунок 2.21), который имеет спиральную форму, на валу жестко закреплено рабочее колесо. Оно, как правило, состоит из заднего и переднего дисков, между которыми установлены лопасти. Они отогнуты от радиального направления в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. С помощью патрубков корпус насоса соединяется с всасывающим и напорным трубопроводами.



Рисунок 2.21 Центробежный насос в разрезе
Если корпус насоса полностью наполнен жидкостью из всасывающего трубопровода, то при придании вращения рабочему колесу (например, при помощи электродвигателя) жидкость, которая находится в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. Это приведёт к тому, что в центральной части колеса создастся разрежение, а на периферии повысится давление. А если повышается давление, то жидкость из насоса начнёт поступать в напорный трубопровод. Вследствие этого внутри корпуса насоса образуется разрежение, под действием которого жидкость одновременно начнёт поступать в насос из всасывающего трубопровода. Таким образом, происходит непрерывная подача жидкости центробежным насосом из всасывающего в напорный трубопровод.

Центробежные насосы бывают не только одноступенчатыми (с одним рабочим колесом), но и многоступенчатыми (с несколькими рабочими колесами). При этом принцип их действия во всех случаях остается таким же, как и всегда. Жидкость будет перемещаться под действием центробежной силы, которая развивается за счёт вращающегося рабочего колеса.

---

2.6Конструкции основных узлов и деталей центробежных насосов
В водоснабжении, системах теплоснабжения, водооткачки и других наибольшее применение нашли лопаточные центробежные насосы. Основным рабочим органом лопаточного насоса является рабочее колесо, снабженное лопатками. Передача энергии от рабочего колеса к жидкости происходит за счет динамического взаимодействия лопаток насоса с обтекающей их жидкости.

Рабочее колесо — важнейшая деталь насоса. Оно предназначено для передачи энергии от вращающегося вала насоса жидкости. Различают рабочие колеса с односторонним и двусторонним входом воды, закрытые, полуоткрытые, осевого типа.

Закрытое рабочее колесо с односторонним входом воды (рисунок2.22, а) состоит из двух дисков: переднего (наружного) и заднего (внутреннего), между которыми расположены лопасти. Диск 3 с помощью втулки закреплен на валу насоса. Обычно рабочее колесо отливается целиком (диски и лопасти) из чугуна, бронзы или других металлов. Но в некоторых насосах применяют сборные конструкции рабочих колес, в которых лопасти вварены или вклепаны между двумя дисками.

Полуоткрытое рабочее колесо (рисунок2.22,б) отличается тем, что у него отсутствует передний диск, а лопасти примыкают (с некоторым зазором) к неподвижному диску, закрепленному в корпусе насоса. Полуоткрытые колеса применяют в насосах, предназначенных для перекачивания суспензий и сильно загрязненных жидкостей (например, илов или осадка), а также в некоторых конструкциях скважинных насосов.

Рабочее колесо с двусторонним входом жидкости (рисунок 2.22, в) имеет два наружных диска и один внутренний диск с втулкой для крепления на валу. Конструкция колеса обеспечивает впуск жидкости с двух сторон, вследствие чего создается более устойчивая работа насоса и компенсируется осевое давление.

Колеса центробежных насосов обычно имеют шесть - восемь лопастей. В насосах, предназначенных для перекачивания загрязненных жидкостей (например канализационных), устанавливают рабочие колеса с минимальным числом лопастей (2 - 4).

Рабочее колесо насосов осевого типа (рисунок 2.22, д) представляет собой втулку, на которой закреплены лопасти крыловидного профиля.

---