ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ

Центробежные насосы — наиболее распространенный тип насосов в насосных станциях водоснабжения и водоотведения. Достоинствами центробежных насосов являются непрерывная подача перекачиваемой жидкости, относительно простое устройство, высокая надежность и долговечность, возможность перекачивать загрязненные жидкости, простота соединения с двигателем, высокий КПД. Схема центробежного насоса показана на рис. 1.2.

Схема центробежного насоса

Рис. 1.2. Схема центробежного насоса

Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов: подвода /, рабочего колеса 2 и отвода 3. По подводу жидкость подается в рабочее колесо из подводящего трубопровода. Рабочее колесо центробежного насоса состоит из ведущего диска а и ведомого диска б, между которыми находятся лопатки в. Ведущим диском рабочее колесо крепится на валу. Жидкость движется через колесо под действием центробежной силы от центра к периферии. Перед входом жидкости в рабочее колесо образуется разряжение (вакуум), под действием которого жидкость из приемного резервуара поступает через всасывающий патрубок в насос. По отводу жидкость направляется в напорный патрубок 4, осевые сечения которого увеличиваются от языка 5. В многоступенчатых насосах жидкость передается к следующему рабочему колесу.

В рабочем колесе энергия двигателя передается жидкости путем динамического воздействия лопаток на поток перекачиваемой жидкости. В рабочем колесе насоса частицы жидкости движутся относительно рабочего колеса и, кроме того, вместе с рабочим колесом совершают переносное движение.

К основным деталям центробежных насосов относятся рабочее колесо, направляющий аппарат, корпус насоса, вал, подшипники и сальники.

Рабочее колесо предназначено для передачи жидкости энергии от двигателя. Существуют рабочие колеса с односторонним и двусторонним входом воды, открытые и закрытые (рис. 1.3).

Открытые колеса применяют в насосах для перекачивания густых жидкостей и некоторых скважинных насосах. Рабочее колесо с двусторонним входом за счет впуска жидкости с двух сторон обеспечивает более устойчивую работу насоса. Колеса насосов для перекачки воды обычно имеют 6—8 лопастей, а для перекачки загрязненных жидкостей — 2—4 лопасти.

Материал рабочих колес выбирают с учетом условий работы насоса. В большинстве случаев для изготовления рабочих колес используют чугун, для колес больших насосов — сталь. Если перекачивается неагрессивная жидкость, то применяют углеродистую сталь. В случае перекачивания агрессивных жидкостей для рабочих колес используют бронзу, кислотоупорный чугун, нержавеющую сталь, керамику и пластмассы.

Корпус насоса служит для объединения узлов и деталей насоса. Корпус насоса может быть с осевым или торцевым разъемом.

Подвод должен обеспечивать подвод жидкости в рабочее колесо насоса с наименьшими гидравлическими потерями, а также равномерное распределение скоростей по сечению.

Рабочие колеса

Рис. 1.3. Рабочие колеса: а - открытого типа с односторонним входом:

  • 1 - лопасть; 2 - диск; 3 - втулка; б - закрытого типа с двусторонним входом:
  • 1 - наружный диск; 2 - внутренний диск; 3 - лопасть, 4 - втулка

Основные формы подвода:

прямоосный конфузор (см. рис. 1.2). Гидравлическое сопротивление конфузора мало, он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к подводам. Конструктивно не всегда удобен, так как увеличивает размеры насоса. При применении прямоосного конфузора насос называется насосом с осевым подводом;

кольцевой подвод (рис. 1.4, а) представляет собой кольцевой канал постоянного сечения, расположенный по окружности входа в рабочее колесо. Этот канал соединен с входным патрубком насоса, расположенным сбоку перпендикулярно оси. Кольцевой подвод характеризуется наибольшим гидравлическим сопротивлением, но обеспечивает компактность насоса. Кольцевой подвод применяется в многоступенчатых насосах секционного типа в качестве подвода первый ступени. Насосы с кольцевым подводом — это насосы с боковым входом;

спиральный подвод (рис. 1.4, б) представляет собой спиральный канал, расположенный по окружности входа в рабочее колесо. Осевые сечения канала постепенно увеличиваются. При использовании этого подвода нарушение осевой симметрии потока у входа в рабочее колесо значительно меньше, чем при кольцевом подводе. Спиральный подвод широко применяется в насосах двустороннего входа и многоступенчатых насосах спирального типа.

Жидкость выходит из рабочего колеса с большой скоростью, движение жидкости сопровождается большими гидравлическими потерями. Для уменьшения скорости движения жидкости, преобразования кинетической энергии в потенциальную и уменьшения гидравлических сопротивлений применяют отводы и направляющие аппараты.

Кольцевой (а) и спиральный (б) подводы

Рис. 1.4. Кольцевой (а) и спиральный (б) подводы

Различают спиральный, полуспиральный, двухзавитковый и кольцевой отводы. Спиральный отвод представляет собой канал в корпусе насоса, охватывающий рабочее колесо по окружности (см. рис. 1.2). Осевые сечения этого канала постепенно увеличиваются, начиная от языка 5, соответственно расходу жидкости, поступающей в него из рабочего колеса. При этом средняя скорость движения жидкости в канале постепенно уменьшается. Спиральный отвод переходит в прямоосный диффузор, в котором происходят дальнейшее уменьшение скорости и преобразование кинетической энергии в потенциальную.

Спиральный отвод применяется в одноступенчатых насосах одностороннего и двустороннего входа и многоступенчатых насосах спирального типа.

Кольцевой отвод представляет собой канал постоянного сечения, который охватывает рабочее колесо так же, как и спиральный отвод. Используется в насосах для перекачивания загрязненных жидкостей.

Полуспиральный отвод — это кольцевой канал, переходящий в спиральный расширяющий отвод.

Двухзавитковый отвод состоит из спиральных, симметрично расположенных каналов и одного канала постоянного сечения.

Направляющий аппарат представляет собой два кольцевых диска, между которыми размещены направляющие лопасти (рис. 1.5).

Направляющие аппараты сложнее по устройству, чем спиральные отводы, при этом гидравлические потери в них больше, поэтому они используются только в некоторых конструкциях многоступенчатых насосов.

Вал насоса служит для передачи вращения от двигателя к рабочему колесу. В местах выхода вала из корпуса насоса устанавливают сальниковые уплотнения. Сальник на всасывающей стороне должен предупреждать засасывание воздуха в насос, так как при этом сильно снижаются напор, подача и КПД насоса. Со стороны нагнетания сальник должен предотвращать утечку жидкости из насоса.

Вал насоса вращается в подшипниках, которые бывают шариковыми и скользящего трения с вкладышами. Шариковые подшипники применяют в основном в небольших насосах.

В зависимости от расположения опор подшипников различают насосы с выносными и внутренними опорами. В насосах первого типа опоры изолированы от перекачиваемой жидкости, в насосах второго типа опоры соприкасаются с перекачиваемой жидкостью.

Рабочее колесо с направляющим аппаратом

Рис. 1.5. Рабочее колесо с направляющим аппаратом:

1 - лопасти рабочего колеса; 2 - лопасти направляющего аппарата; 3 - каналы направляющего аппарата

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >