Общие сведения о гидравлических машинах. Классификация гидравлических машин. Гидравлические машины. Общая классификация насосов.

Общее устройство насосов

Основные элементы центробежного насоса: рабочие органы, корпус, опоры вала, уплотнение.

Рабочие органы – это рабочие колесо, подводы и отводы.

Рабочие колесо насоса нормального давления выполнено из двух дисков – ведущего и покрывающего. Между дисками расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. При работе насосов на рабочее колесо действует гидронамическая осевая сила, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремиться сместить колесо по оси, поэтому важным элементом в насосе является крепление рабочего колеса.

Осевая сила возникает за счет разности давлений на рабочее колесо, так как со стороны всасывающего патрубка на него действует меньшая сила давления, чем справа. Для уменьшения осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса, в ведущем диске высверлены отверстия, через которые жидкость перетекает из правой части в левую. При этом величина утечек равна утечкам через целевое уплотнение за колесом, КПД насоса снижается. С износом элементов целевых уплотнений будет увеличиваться утечка жидкости, и уменьшаться КПД насоса.

В двух- и многоступенчатых насосах рабочие колеса на одном валу могут размещаться с противоположным направлением входа – это также компенсирует или снижает действие осевых сил. В современных пожарных насосах разгрузка вала и рабочего колеса от действия радиальных сил осуществляется путем изменения конструкций отводов. Отводы в большинстве пожарных насосов спирального типа.

Проверка водоподачи насоса по упрощенной схеме после ТО-2. Нвс.= 1-3,5 м
п = 2650 - 2750 об/мин
д/б = 8,3 - 8,5 кг/м2

 

Основные технические параметры насосов

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАСОСОВ

Работа насосов характеризуется рядом параметров, основными из которых являются подача, напор (давление), потребляемая мощность, полезная мощность, КПД.

Рассмотрим каждый из основных параметров подробнее.

1. Подача насоса Q – количество жидкости, подаваемое насосом в единицу времени.

Считая, что в насосе жидкость практически не сжимается, чаще всего пользуются объёмной подачей (м³/с), реже – массовой подачей (кг/с).

2. Напор насоса H – разность энергий единицы веса жидкости в сечении потока после насоса и перед ним (или приращение удельной энергии перекачиваемой жидкости на участке от входа в насос до выхода из него). (см. фрагмент № 1Г, рис. 1).

где z₁ – расстояние от оси всасывающего патрубка до плоскости сравнения, м;

z₂ – расстояние от оси нагнетательного патрубка до плоскости сравнения, м;

р₁ и р₂ – абсолютные давления жидкости на входе и выходе насоса, Па;

V₁ и V₂ – скорости жидкости на входе и выходе насоса, м/с.

Напор насоса выражается в метрах водяного столба.

Давление насоса р и его напор Н связаны соотношением р = ρgH, где ρg – удельный вес рабочей жидкости.

3. Мощность насоса N – энергия, подводимая от двигателя к насосу в единицу времени (Вт). N = М_кр·n, где М_кр – крутящий момент на валу двигателя; n – частота вращения вала.

4. Полезная мощность N_п – мощность, сообщаемая насосом жидкости (Вт). N_п = рQ, где р – давление, Па; Q – объёмная подача, м³/с.

5. Мощность насоса N больше полезной мощности N_п на величину потерь. Эти потери оцениваются КПД насоса η = .

Каждый насос снабжён паспортом, в котором приведена характеристика насоса, то есть зависимость основных параметров от подачи (для динамических насосов) или от давления (для объёмных насосов).

Подробнее о характеристике центробежного насоса см. Фрагмент № 3Г, о характеристике поршневого насоса см. Фрагмент № 4Г.

Баланс энергии в насосах

Баланс мощности в насосе наглядно можно представить в виде схемы, представленной на рис 1.

Рис. 1. Баланс мощности насоса

Мощность, которая подводится к валу насоса называется подведенной. Она равна произведению крутящего момента на валу на его угловую скорость

N_П = M_КРω

Мощность, которую мы получаем от насоса в виде потока жидкости под давлением называется полезной мощностью насоса (в дальнейшем просто мощностью)

N_П = Q_HP_H

Отношение мощности насоса к подведенной мощности называется общим КПД насоса

а разность N_П - N_H = N_пот называется потерями мощности в насосе. Потери мощности в насосе делятся на объемные, механические и гидравлические.

Потери мощности на внутренние утечки и неполное заполнение камер насоса

N_об = (Q_ут + Q_неп)P_H

Объемный КПД насоса определится из соотношения

Для современных насосов объемный КПД находится в пределах 0,92…0,96. Значения КПД приведены в технических характеристиках насосов.

Механические КПД характеризует потери на терние в подвижных соединениях между деталями насоса. При относительном перемещении соприкасающихся поверхностей в зоне их контакта всегда возникает сила трения, которая направлена в сторону, противоположную движению. Эта сила расходуется на деформацию поверхностного слоя, пластическое оттеснение и на преодоление межмолекулярных связей соприкасающихся поверхностей.

Мощность, затраченная на преодоление сил трения, определяется

N_тр = M_трω,

где М_тр - момент трения в насосе;
ω - угловая скорость вала насоса.

Механический КПД определяется из соотношения

Для современных насосов механический КПД также находится в пределах 0,92…0,96.

Гидравлический КПД характеризует потери на деформацию потока рабочей жидкости в напорной камере и на трение жидкости о стенки сосуда. Эти потери примерно на порядок ниже механических потерь на трение и часто в инженерных расчетах не учитываются или объединяются с механическими потерями на трение. В этом случае объединенный КПД называется гидромеханическим.

Мощность, затраченная на гидравлические потери, определится

N_г = Q_H ( P_K - P_H ),

где P_К - давление в напорной камере насоса;
P_Н - давление в напорной гидролинии на выходе из насоса.

Гидравлический КПД определяется из соотношения

Общий КПД насоса равен произведению КПД объемного, гидравлического и механического

η = η_об + η_мех + η_г

Таким образом, баланс мощности насоса дает представление о потерях, возникающих в насосе, общем КПД и всех его составляющих.

Характеристика ЦБН

Центробежные нагнетатели

Центробеж­ные нагнетатели - самые распространенные механизмы на судах. Они получили широкое применение благодаря ряду положительных качеств, таких, как: высокая надежность; быстроходность, что позво­ляет непосредственно сочленять их с электродвигателями; равномер­ность подачи перекачиваемой жидкости или газа; малая масса и габа­ритные размеры.

На рис. 11.1 показано устройство схема центробежного нагне­тателя.

Принцип действия нагнетателя основан на взаимодействии лопасти рабочего коле Са 1 с потоком жидкости или газа.

В центробежном на­гнетателе повышение давления жидкости (газа) в колесе достигается в основном благодаря действию центробежных сил; вход у таких на­гнетателей осевой, выход радиальный.

Значение напора, создаваемо­го в центробежном нагнетателе, непосредственным образом зависит от внешней окружной скорости рабочего колеса, являющейся функцией частоты вращения и диаметра колеса.

Рис. 11.1. Устройство центробежного нагнетателя: 1- рабочее колесо; 2 – корпус

( спиральный отвод )

9. Рабочие характеристики центро­бежных нагнетателей

Под рабочими характеристиками центро­бежных нагнетателей понимают зависимости напора Н, мощности Р, ко­эффициента полезного действия η и других параметров от подачи Q. Основные виды рабочих характеристик показаны на рис. 11.2.

Рис. 11.2. Рабочие характеристики центробежного вентилятора:

индекс 1 – для нагнетателей с радиальными лопатками;

индекс 2 – для нагнетателей с лопатками, отогнутыми назад.

Как видно из рисунка, при нулевой подаче ( Q = 0 ), т. е. при перекрытом нагнета-

тельном канале, приводной электродвигатель работает с пони­женной мощностью и поддерживает напор Н .

Теоретический расчет характеристик Н (Q) и η(Q) пред­ставляет большие трудности, поэтому на практике пользуются экспе­риментальными зависимостями, которые приводятся в каталогах. Обыч­но эти характеристики даются для неизменной номинальной угловой скорости ω . Получить характеристику Н - Q для угловой скорости, отличной от номинальной, возможно, используя для этого следующие законы пропорциональности:

= ( 11.3 ); = ( 11.5 ); = ( 11.4 )

На рис. 11.3. показаны Н - Q характеристики центробежных нагнета­телей.

Рис. 11.3. Н – Q – характеристики центробежных нагнетателей

Для получения характеристики Н - Q при угловой скорости, отличной от стандарт-

ной, используются приведенные выше законы пропорциональности.

Для этого задаются рядом значений Q - Q , которым соответствуют напоры Н - Н на характеристике Н - Q при ω = const.

Например, для получе­ния точки а при ω = const необ­ходимо вычислить Q_a и Н_а :

Q_a = Q ( 11.5 ); Н_а = Н ( 11.6 );

В соответствии с соотношением

= ( 11.7 );

рассчи­тываются параболы, проходящие через выбранные точки на задан­ной характеристике (при ω = const). Соединяя точки парабол с одинаковыми скоростями, полу­чают Н - Qхарактеристику для по­стоянной скорости ω = const.

Одновременно полученные параболы – это линии постоянного КПД нагнетателя η = const.

 

Принцип действия ЦБК

Центробежные компрессоры представляют собой оборудование, входящее в группу компрессоров динамического типа с радиальной конструкцией. Главным преимуществом установок данного типа является их высокая производительность, которая в разы превышает показатели компрессоров других видов. Благодаря этому, центробежные воздушные компрессоры, устройство которых позволяет использовать их при интенсивной эксплуатации, широко используются в промышленных масштабах – в нефтеперерабатывающей отрасли, металлообработке и других сферах деятельности.

Устройство и принцип работы центробежных компрессоров основаны на динамическом сжатии газообразной среды. Основным элементом данного оборудования является ротор, оснащенный валом с рабочими колесами, расположение которых симметрично. В процессе работы оборудования, на частицы газа действует сила инерции, которая возникает благодаря наличию вращательного движения, совершаемого лопатками колеса. При этом происходит перемещение газа от центра компрессора к краю рабочего колеса и в результате газ сжимается и приобретает скорость. Далее скорость газа снижается и последующее сжатие происходит в круговом диффузоре – кинетическая энергия переходит в потенциальную. На следующем этапе газ поступает в обратный направляющий канал и переходит в следующую ступень установки.

Важным отличием центробежных установок от оборудования другого типа является отсутствие контакта между маслом и газом. В случае с агрегатами данного типа требования к смазке рабочих элементов оборудования значительно ниже, нежели в установках объемного действия. При этом смазка полностью защищает от ржавчины элементы оборудования, а масло, имеющее слабое окисление, смазывает зубчатые колеса, уплотнения и подшипники максимально эффективно.

Так, работа компрессора центробежного имеет достаточно простой принцип действия и основывается на вращательном движении лопастей рабочего колеса, который является одним из главных рабочих элементов установок центробежной группы. При этом, данному оборудованию характерно быстрое повышение уровня давления и достижение его максимальной величины за короткий период работы агрегата.

Одна из главных особенностей установок данного типа заключается в зависимости потребляемой оборудованием мощности, давления сжимаемого газа и его коэффициента полезного действия от уровня производительности компрессора. Характер и степень данной зависимости указывается в рабочих характеристиках установок, при этом индивидуально для каждой модели оборудования.

Конструкция, а также принцип работы центробежных компрессоров являются достаточно простыми в сравнении с установками других типов. Данная особенность позволяет получить сразу несколько преимуществ – возможность длительного срока использования оборудования при его интенсивной эксплуатации и высоком уровне эффективности работы. При этом, данное оборудование на протяжении всего периода использования требует минимального технического обслуживания, а в случае необходимости, легко поддается ремонту при поломках различных типов.

 

Конструкция ЦБК

Центробежные компрессоры – устройство и основные элементы

Компрессорные установки, состоящие в группе оборудования центробежного типа, представляют собой широкое разнообразие агрегатов, различных по своим характеристикам и техническому оснащению. Но при этом, центробежным компрессорам характерно общее стандартное оснащение. Так, оборудование данного типа включает в себя такие основные элементы, как:

- корпус оборудования;

- патрубки – входное и выходное устройства;

- рабочие колеса;

- диффузор;

- привод – может быть различных типов (дизельный, электрический и другие).

Конструкция центробежных установок может быть различной в зависимости от количества в оборудовании следующих элементов:

- ступеней – одно- и многоступенчатые;

- роторов – однороторные и многороторные.

Кроме того, устройство центробежных компрессоров также имеет классификацию и по типу корпуса:

- Установки с разъемом корпуса горизонтального типа – в данном случае корпус имеет горизонтальное разделение на две части. Подобные особенности конструкции установки обеспечивают легкий доступ к ротору оборудования в случае необходимости. Используются агрегаты данного типа при необходимости получения давления с показателем ниже 60 атмосфер.

- Оборудование с разъемом корпуса вертикального типа – данное оборудование устанавливается в специальный цилиндр и применяется в технологических процессах, где уровень давления доходит до 700 атмосфер. При этом цилиндр содержит такие же диафрагмы и ротор, как и оборудование, корпус которого имеет горизонтальный разъем.

- Установки, оснащенные редуктором – данное оборудование, как правило, оснащено несколькими валами и редуктором, обеспечивающим передачу движения с мотора на вал. Применяются подобные компрессоры при необходимости получения давления с показателем ниже среднего.

Технические параметры ЦБК

Характеристиками компрессоров являются графики зависимости конечного давления р_к (или степени сжатия), мощности на валу и КПД от подачи компрессора. На одном графике мо гут быть даны характеристики для одной или нескольких частот вращения. Подачу компрессора обычно выражают в единицах объема.

Характеристики получают обычно испытанием моделей и натурных конструкций при постоянной частоте вращения вала привода (п=const). Пересчет характеристик на другую часто ту вращения или при переходе на другой газ осуществляют по формулам (92), (94) и (96).

В качестве примера рассмотрим характеристики компрессора К-3250-41-1 (рис. 162) с паротурбинным приводом. Такие характеристики позволяют судить о совершенстве конструкции компрессора, работающего при различных частотах вращения в разных режимах нагрузки.

На рис. 163 приведена характеристика компрессора К-250-61-1, позволяющая выяснить влияние давления всасывания на рабочие параметры компрессора.

Характеристики лопастных компрессоров обладают некоторыми особенностями, главные из которых следующие.

1. Наклон характеристик p=f(Q), определяемый отношением р_к/Q (см. рис. 162), тем круче, чем выше частота вращения вала компрессора. Это объясняется тем, что отношение Рк/Qпропорционально плотности газа, значение которой воз растает с увеличением частоты вращения (при повышении частоты вращения возрастает степень сжатия газа).

2. При больших подачах и частоте вращения напорные характеристики приближаются к вертикальной линии. Это означает, что в некоторых режимах подача компрессора сохраняется постоянной при изменении давления, что обусловлено тем, что высокие п и Q В межлопастных каналах достигают критически значений, равных скорости звука.

3. На работу центробежных компрессоров оказывает существенное влияние пульсация давления и помпаж.

Возникновение пульсации в проточной части компрессоров объясняется периодическим, быстро повторяющимся отрывом вихрей с рабочих и направляющих лопастей. Снижение пульсаций давления часто обеспечивается при уменьшении подачи путем дросселирования. Однако уменьшение подачи может при вести к помпажу компрессора.

Типы поршневых компрессоров

Можно выделить следующие типы поршневых компрессоров:

1. По принципу действия - это компрессоры с цилиндрами простого и двойного действия и дифференциальный.

2. По типу ступеней

одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые, более ступенчатые (не более 7). В компрессорах многоступенчатого сжатия важно не допускать чрезмерного повышения температуры сжимаемого газа (не более 180 °С), так как существует опасность взрыва и возгорания.

3. По циклу цилиндров

Одноцилиндровые, двухцилиндровые, трехцилиндровые.

4. По числу рядов, в которых располагаются цилиндры:

Однорядные, двухрядные, трехрядные.

5. По ориентации цилиндров:

Плоские, угловые, у образные.

6. Компрессоры со встречным движением поршней.

По типу привода компрессоры делятся на установки:

с прямым приводом (обеспечивают существенную экономию электрической энергии, демонстрирует более низкий уровень шума относительно агрегатов с ременным приводом, и имеют более высокий показатель КПД);

с ременным приводом (демонстрируют меньшие динамические нагрузки при запуске благодаря проскальзыванию ременной передачи).

По уровню давления на выходе поршневые компрессоры делятся на агрегаты низкого давления (диапазон от 5 до 12 бар), среднего (диапазон от 2 до 100 бар) и высокого (диапазон от 0 до 1000 бар).

По виду исполнения данные агрегаты делятся на стационарные установки и мобильные (передвижные).

Материал корпуса - чугун. В корпусе расположены цилиндр и картер. Коленчатый вал находится в картере. Масло для смазки деталей заливают в нижнюю часть картера. В подшипниках находятся коренные шейки коленчатого вала. Сальник как уплотнение шейки вала от утечки хладагента. Маховик напрессован на шейке вала. Вращение от электродвигателя через ременную передачу.

Поршневой компрессор в разрезе

Шатун и поршень соединяют поршневым пальцем. Движение поршня до крайнего положения цилиндров на значение 2-го радиуса кривошипа.

Уплотнение поршня: кольца. Пары хладагента не попадают в картер.

Всасывающий и нагнетательный клапан в камерах на головке цилиндра.

Назначение: перекрывают отверстия между камерой и цилиндром.

Подсоединение испарителя с всасывающим трубопроводом, конденсатор с нагнетательным трубопроводом.

По виду расположения в установке цилиндров поршневые компрессоры подразделяют на вертикальные, горизонтальные и угловые.

Вертикальный двухрядный двухступенчатый компрессор

Горизонтальное размещение. У горизонтальных компрессорных установок цилиндры могут размещаться как с одной стороны , так и с двух на коленчатом валу.

Оппозитное исполнение (расположение цилиндров с двух сторон на коленчатом валу) поршневых компрессоров средней и высокой производительности – это результат технологического прогресса. Поршни двигаются на встречу друг другу. Таким компрессорам присущи высокая динамичность и уравновешенность, компактность и небольшой вес.

Установки с небольшой или средней производительностью имеют прямоугольную конструкцию и У-образное размещение цилиндров. Благодаря улучшенной производительности, оппозитные компрессоры чаще используются, чем стандартные устройства.

Приведем пример горизонтального крейцкопфного компрессора двойного действия с оппозитным размещением цилиндров. Поршни движутся во взаимно-противоположном направлении. Такие конструкции компактны, имеют большую скорость работы. Монтаж таких установок несложен благодаря удобному расположению аппаратура между ступенями и магистралями. Части компрессора при поставке могут поставляться укрупненными узлами-блоками.

Горизонтальный оппозитный четырехрядный многоступенчатый компрессор

Цилиндры в оппозитных компрессорах могут располагаться в 2-, 4-и 6 рядов. См. рисунок выше. Отработавшее масло в нижней части рамы коробчатой формы (материал чугун, литая). Перегородки, расположенные поперек ребра, стяжки и распорки сверху создают жесткость рамы основания. По кол-ву рядов цилиндров подбирают коренные подшипники, их может быть 3, 5 и 7 соответственно. 2 упорные подшипника имеют вкладыши с тонкими стенами и расположены у привода.

Крупные компрессоры, у которых 8 рядов цилиндров от иностранных заводов изготовителей имеют 2 отдельные рамы (коробчатая форма). Приводной механизм размещается между рамами. Направляющие крейцкопфов смонтированы с каждой стороны рамы и прикреплены к фланцам, расположенным вертикально. Качающиеся опоры используют для монтажа направляющих к раме в небольших компрессорах. Опорные лапы с жестким креплением требуются для направляющих в других компрессорах.

Количество рядов цилиндров совпадает с количеством шатунных шеек на коленвалах. Крепление шатунных шеек на 180° по парам (щека общая). В компрессорах с 4 рядами разворот пары шатунных шеек на 90° относительно другой. Если 6 рядов, то разворот уже на 120°.

Общие сведения о гидравлических машинах. Классификация гидравлических машин. Гидравлические машины. Общая классификация насосов.

Гидравлическими машинами называют механизмы, где от движущегося/вращающегося твердого тела, т.е. узла машины, потоку жидкости передается направленная энергия (такие гидравлические машины называются насосами), либо наоборот, потоком жидкости твердому телу (узлу машины) сообщается определенная энергия (гидравлические турбины).

Как явно видно из предыдущего параграфа, гидравлические машины делятся, в основном, на два основных класса:

• гидравлические насосы
• гидравлические турбины

Гидравлическими насосами называются машины для создания потока жидкой среды. По принципу действия насосы могут быть разделены на две основные группы:

• объемные
• динамические

 

Объемные насосы работают по принципу вытеснения жидкости. Эти насосы в свою очередь делятся на

• возвратно-поступательные
• роторные.

К возвратно-поступательным насосам относятся поршневые и плунжерные.

Роторные включают в себя целую группу насосов: шестеренные, винтовые, шиберные, пластинчатые и т.д.

Возвратно-поступательные насосы состоят из цилиндра, в который набирается жидкость в процессе всасывания; поршня, который, двигаясь в цилиндре, осуществляет всасывание и нагнетание; клапанов, управляющих ходом работы насоса; всасывающего и нагнетательного патрубков. Эти насосы изготавливаются одиночными и спаренными. Трехпоршневые насосы обеспечивают практически равномерную подачу жидкости, тогда как в одно- и двухпоршневых насосах подача крайне неравномерна (пульсирующая).

В шиберных пластинчатых насосах роль поршня выполняет подвижная пластинка переменной площади поперечного сечения, а роль цилиндра выполняет пространство между эксцентрично посаженными цилиндрами и торцевыми стенками.

Шестеренные (шестеренчатые) насосы (см. рисунок ниже) предназначены преимущественно для перекачивания вязких жидкостей. Две шестерни, одна из которых ведущая, а другая ведомая, вращаясь в хорошо подогнанном корпусе, перемещают масло, заполняющее впадины между зубьями по части окружности из полости всасывания в полость нагнетания.

 

Рабочими органами винтового насоса (см. рисунок ниже) являются три винта: центральный ведущий и замыкающие ведомые, помещенные в корпусе. Расточка выполнена так, что зазор между корпусом и внешней поверхностью винта как можно меньше мал. Винты имеют специальную форму резьбы, при которой обеспечивается непрерывное касание между сопрягающими поверхностями, благодаря этому между гребнями винтов и корпусов создаются три группы замкнутых полостей, перемежающихся при вращении винтов по стрелке слева направо. Жидкость из входного патрубка через отверстия в корпусе попадает к винтам, заполняет полости, выносится в первую часть и далее подается к напорному патрубку.

 

Лопастные насосы делятся на центробежные насосы и осевые. Изготавливаются они как с постоянным положением лопастей, так и с поворотными лопастями. По конструктивным данным и эксплуатационным особенностям насосы различают по частоте вращения рабочего колеса, подаче, по ступеням давления, по условиям подвода жидкости к рабочему колесу, по расположению вала и т.д.

Центробежные насосы (см. рисунок ниже) имеют различные частоты вращения вала. В основном, закономерность такова, что чем больше размеры насоса, тем меньше частота вращения. Сравнительно малые насосы работают с частотой вращения 1450-2950 об/мин. С увеличением частоты вращения как подача, так и напор центробежного насоса возрастают. При определенной частоте вращения центробежный насос развивает определенный напор. Иногда требуется получить напор в несколько раз больший, чем это дает определенный типоразмер насоса, без увеличения частоты вращения. В этом случае изготавливается многоступенчатый насос, в котором жидкость из выходного отверстия одного колеса переходит во всасывающее отверстие второго и т.д. до тех пор, пока не получит нужного напора. Все колеса насажены на один общий вал и вращаются синхронно. По количеству ступеней насосы разделяются на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые.

 

Для увеличения подачи центробежного насоса при неизменной частоте вращения применяются рабочие колеса с двухсторонним подводом жидкости. Расположение валов насосных агрегатов может быть горизонтальным или вертикальным.

По условиям отвода потока от рабочего колеса центробежные насосы делятся на насосы с направляющим аппаратам и без него. Наибольшее распространение получили центробежные насосы с горизонтальным валом и спиральной камерой. Насос состоит из рабочего колеса с лопастями, вала, корпуса, всасывающего и нагнетательного патрубков, сборного канала.

Установка центробежного насоса (см. рисунок ниже) состоит из всасывающей трубы с фильтром и обратным клапаном, насоса, задвижки, нагнетательного трубопровода. Большие насосы снабжаются контрольно-измерительными приборами: манометрами, вакуумметром и т.д. Приводится в действие центробежный насос при помощи двигателя, турбины, ременной передачи и пр. Насос и двигатель агрегатируются.

 

Жидкость под действием атмосферного давления из приемного резервуара поднимается по всасывающей трубе на высоту в области вакуума - к центральной части рабочего колеса насоса на вращающиеся лопасти. Под действием центробежных сил она перемещается вдоль лопастей к периферии, где собирается в сборном канале, называемом улиткой. Из улитки жидкость нагнетается в напорный трубопровод. Таким образом, благодаря воздействию лопастей рабочего колеса, жидкость получает механическую энергию от двигателя и поднимается на требуемую высоту.

В осевых насосах (см. рисунок ниже) основным рабочим органом является рабочее колесо с лопастями. Вода в этих насосах подводится в направлении его оси. При входе на рабочее колесо абсолютная скорость направлена вдоль оси, а при сходе с рабочего колеса абсолютная скорость направлена под некоторым углом к оси. Это означает, что жидкость, перемещаясь вдоль оси, одновременно вращается, т.е. имеет место винтовое движение жидкости, что приводит к дополнительным потерям энергии. Чтобы выправить закрученный поток и заставить его двигаться только вдоль оси, за рабочим колесом иногда устанавливается так называемый выправляющий аппарат. Рабочее колесо со стороны входа потока снабжается плавным обтекателем. Вал насоса с помощью жесткой муфты соединен с валом двигателя.

 

В поворотно-лопастных насосах угол установки лопастей (поворот лопастей) может изменяться с помощью штанги, проходящей в пустотелом валу. Это улучшает эксплуатационные качества насоса, его КПД.

Вихревой насос (см. рисунок ниже) состоит из рабочего колеса и корпуса с кольцевым каналом, имеющим перемычку. Короткие прямолинейные лопасти рабочего колеса частично перекрывают цилиндрический канал, при вращении жидкость увлекается лопастями и одновременно действием центробежных сил закручивается. Таким образом, по кольцевой камере движется спаренный вихревой валец, создающий «сцепление» жидкости с рабочим колесом и заставляющий ее двигаться от входного отверстия к выходному.

 

В струйном насосе (эжекторе) отсутствуют механические подвижные части. Он состоит из трубы с насадкой, камеры, смесительной камеры и диффузора. Жидкость, выходящая из насадки в виде струи расходом увлекает за собой жидкость из камеры, создавая в ней вакуум, благодаря чему снизу вверх обеспечивается постоянное подсасывание жидкости расходом. В камере смешения кинетическая энергия от потока расходом передается потоку. В диффузоре жидкость движется одним общим потоком, кинетическая энергия преобразуется в потенциальную и давление на выходе возрастает.

Водокольцевой вакуум-насос (см. рисунок ниже) состоит из цилиндрического корпуса с плоскими боковыми стенками, в который помещают вращающийся барабан с лопастями. В боковой стенке имеются канавки, к которым присоединены всасывающий и нагнетательный патрубки. Барабан смонтирован эксцентрично по отношению к корпусу.

Эрлифт (воздухоподьемник), (см. рисунок ниже) состоит из вертикальной или наклонной трубы, нижний конец которой заглублен под уровень воды, и воздухоподводящей трубы, нижний конец которой находится в заборном оголовке эрлифта. При нагнетании воздуха через трубу он в виде пузырьков будет подниматься вверх по трубе, вследствие чего плотность водо-воздушной смеси в эрлифте будет меньше плотности воды водоема. Это обеспечивает подьем водо – воздушной смеси.

Общее устройство насосов

Основные элементы центробежного насоса: рабочие органы, корпус, опоры вала, уплотнение.

Рабочие органы – это рабочие колесо, подводы и отводы.

Рабочие колесо насоса нормального давления выполнено из двух дисков – ведущего и покрывающего. Между дисками расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. При работе насосов на рабочее колесо действует гидронамическая осевая сила, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремиться сместить колесо по оси, поэтому важным элементом в насосе является крепление рабочего колеса.

Осевая сила возникает за счет разности давлений на рабочее колесо, так как со стороны всасывающего патрубка на него действует меньшая сила давления, чем справа. Для уменьшения осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса, в ведущем диске высверлены отверстия, через которые жидкость перетекает из правой части в левую. При этом величина утечек равна утечкам через целевое уплотнение за колесом, КПД насоса снижается. С износом элементов целевых уплотнений будет увеличиваться утечка жидкости, и уменьшаться КПД насоса.

В двух- и многоступенчатых насосах рабочие колеса на одном валу могут размещаться с противоположным направлением входа – это также компенсирует или снижает действие осевых сил. В современных пожарных насосах разгрузка вала и рабочего колеса от действия радиальных сил осуществляется путем изменения конструкций отводов. Отводы в большинстве пожарных насосов спирального типа.

Проверка водоподачи насоса по упрощенной схеме после ТО-2. Нвс.= 1-3,5 м
п = 2650 - 2750 об/мин
д/б = 8,3 - 8,5 кг/м2

 

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: