Відцентрові насоси

У відцентрових насосах всмоктування і нагнітання рідини відбувається рівномірно і безперервно під дією відцентрової сили, що виникає під час обертання робочого колеса з лопатками, вмонтованого в спіралеподібному корпусі.

В одноступінчатому відцентровому насосі (рис. 1) рідина із всмоктувального трубопроводу 1 надходить вздовж осі робочого колеса 2 у корпус 3 насоса і, потрапляючи на лопатки 4, здобуває обертальний рух. Відцентрова сила відкидає рідину в канал перемінного січення між корпусом і робочим колесом, у якому швидкість рідини зменшується до значення, рівного швидкості в нагнітальному трубопроводі 5. При цьому, як випливає з рівняння Бернуллі, відбувається перетворення кінетичної енергії потоку рідини в статичний напір, що забезпечує підвищення тиску рідини. На вході в колесо створюється знижений тиск, і рідина з приймальної ємності безперервно надходить у насос.

Тиск, що розвивається відцентровим насосом, залежить від швидкості обертання робочого колеса. Внаслідок значних зазорів між колесом і корпусом насоса розрідження, що виникає при обертанні колеса, недостатнє для підйому рідини по всмоктувальному трубопроводі, якщо він і корпус насоса не залиті рідиною. Тому перед пуском відцентровий насос заливають рідиною, що перекачується. Щоб рідина не виливалася з насоса і всмоктувального трубопровода при заливанні чи насоса при короткочасних зупинках його, на кінці всмоктувальної труби, зануреному в рідину, встановлюють зворотний клапан, оснащений сіткою (на малюнку не показаний).

Напір одноступінчатих відцентрових насосів (з одним робочим колесом) обмежений і не перевищує 50 м. Для створення більш високих напорів застосовують багатоступінчасті насоси (рис. 2) які мають кілька робочих коліс 1 в загальному корпусі 2, розташованих послідовно на одному валу 3. Рідина, що виходить з першого колеса, надходить по спеціальному відвідному каналу 4 у корпусі насоса в друге колесо (де їй надається додаткова енергія), із другого колеса через відвідний канал у третє колесо і т.д. Таким чином, орієнтовно (без врахування втрат) можна вважати, що напір багатоступінчастого насоса дорівнює напору одного колеса, помноженому на кількість коліс. Число робочих коліс у багатоступінчастому насосі звичайно не перевищує п'яти.

Рис. 2. Схема багатоступінчастого насоса: 1 – робоче колесо; 2 – корпус; 3 – вал; 4 – відвідний канал

Відцентрові насоси мають ряд важливих переваг. До них відносяться: 1) висока продуктивність і рівномірна подача; 2) компактність і швидкохідність (можливість безпосереднього приєднання до електродвигуна); 3) простота пристрою, що дозволяє виготовляти їх з хімічно стійких, що важко піддаються механічній обробці матеріалів (наприклад, ферросиліду, кераміки і т.п.);

4) можливість перекачування рідин, що містять тверді зважені частинки, завдяки великим зазорам між лопатками і відсутності клапанів; 5) можливість установки на легких фундаментах.

До недоліків відцентрових насосів варто віднести відносно низькі напори, а також зменшення продуктивності при збільшенні опору мережі і різке зниження к.к.д. при зменшенні продуктивності.

Поршневі насоси

У поршневому насосі (рис. 3) всмоктування і нагнітання рідини відбувається при прямопоступальному русі поршня 1 у циліндрі 2 насоса. Під час руху поршня вправо в замкнутому просторі між кришкою 3 циліндра і поршнем створюється розрідження. Під дією різниці тисків у приймальній ємності і циліндрі рідина піднімається по всмоктувальному трубопроводі і надходить у циліндр через всмоктувальний клапан 4, який при цьому відкривається. Нагнітальний клапан 5 при ході поршня вправо закритий, тому що на нього діє сила тиску рідини, що знаходиться в нагнітальному трубопроводі.

Під час руху поршня вліво в циліндрі виникає тиск, під дією якого закривається клапан 4 і відкривається клапан 5. Рідина через нагнітальний клапан надходить у напірний трубопровід і далі в напірну ємність. Таким чином, всмоктування і нагнітання рідини поршневим насосом простої дії

Рис. 3. Схема горизонтального поршневого насоса простої дії: 1 — поршень; 2 —циліндр; 3 — кришка циліндра; 4 — всмоктувальний клапан; 5 — нагнітальний клапан; 6 — кривошипно-шатунний механізм; 7 — ущільнювальні кільця.

відбувається нерівномірно: всмоктування — при русі поршня зліва направо, нагнітання — при зворотному напрямку руху поршня. У даному випадку за два ходи поршня рідина один раз всмоктується й один раз нагнітається. Поршень насоса приводиться в рух кривошипно-шатунним механізмом 6, що перетворює обертальний рух вала в зворотно-поступальний рух поршня.

За кількістю всмоктувань чи нагнітань, здійснюючих за один оберт кривошипа або за два ходи поршня, поршневі насоси поділяються на насоси простої і подвійної дії. У залежності від конструкції поршня розрізняють власне поршневі і плунжерні (прямодіючі) насоси.

У поршневих насосах основним робочим органом є поршень 1, оснащений ущільнюючими кільцями 7 (див. рис. 3), які пришліфовані до внутрішньої дзеркальної поверхні циліндра. Плунжер, чи скалка, не має ущільнюючих кілець і відрізняється від поршня значним відношенням довжини до діаметра.

На рис. 4 представлений плунжерний горизонтальний насос простої дії, у якому роль поршня здійснює плунжер 1, що рухається поступально в циліндрі 2, плунжер ущільнюється за допомогою сальника 3. Плунжерні насоси не вимагають такої ретельної обробки внутрішньої поверхні циліндра, як поршневі, а нещільності легко усуваються підтягуванням чи заміною набивки сальника без демонтажу насоса. У зв’язку з тим що для плунжерних насосів немає необхідності в ретельному прогоні поршня і циліндра, їх застосовують для перекачування забруднених і в’язких рідин а також для створення більш високих тисків. У промисловості плунжерні насоси більш поширені, ніж поршневі.

Більш рівномірною подачею, ніж насоси простої дії, володіють поршневі і плунжерні насоси подвійної дії. Горизонтальний плунжерний насос подвійної дії (рис. 5) можна розглядати як сукупність двох насосів простої дії. Він має чотири клапани — два всмоктувальних і два нагнітальних.

Рис. 5. Схема горизонтального плунжерного насоса подвійної дії: 1 – плунжер; 2 – циліндри; 3, 4 – всмоктувальні канали; 5, 6 – нагнітальні канали.

Під час руху плунжера 1 вправо рідина всмоктується в ліву частину циліндра 2 через всмоктуючий клапан 3 і одночасно через нагнітальний клапан 6 надходить з правої частини циліндра в напірний трубопровід; при зворотному ході поршня всмоктування відбувається в правій частині циліндра через всмоктувальний клапан 4, а нагнітання — у лівій частині циліндра через клапан 5. Таким чином, у насосах подвійної дії всмоктування і нагнітання відбуваються при кожнім ході поршня, внаслідок чого, продуктивність насосів цього типу більше і подача прямодіючих, ніж у насосів простої дії.

Ще більш рівномірною є подача насоса потрійної дії, чи триплекс-насоса (рис. 6). Триплекс-насоси являють собою потрійні насоси простої дії, кривошипи яких розташовані під кутом 120° один від одного. Загальна подача триплекс-насоса складається з подач насосів простої дії, при цьому за один оберт колінчастого вала рідина три рази всмоктується і три рази нагнітається.

Рис. 6. Схема насоса потрійної дії (триплекс-насоса): 1 – циліндри; 2 – плунжери; 3 – колінчастий вал; 4 – шатун

За типом приводу поршневі насоси поділяються на приводні (від електродвигуна) і прямодіючі (від парової машини).

Прямодіючі парові насоси мають привід безпосередньо від парової машини, поршень якої знаходиться на одному штоку з поршнем насоса. Насоси цього типу використовують головним чином на установках, де за умовами безпеки застосування насосів з електричним приводом неприпустимо (вогне- і вибухонебезпечні виробництва), а також при наявності дешевої викидної пари (подача води в парові казани і т.п.).

За кількістю обертів кривошипа (кількості подвійних ходів поршня) розрізняють тихохідні (n=45-60 хв^-1), нормальні (n = 60-120 хв^-1) і швидкохідні (n=120-180 хв^-1) поршневі насоси. У прямодіючих насосів кількість подвійних ходів складає 50-120 за хвилину.

Поиск по сайту: