Центробежные насосы
Одноступенчатый центробежный насос состоит из корпуса улиткообразной формы, внутри которого находится рабочее колесо. Оно представляет собой два диска: один сплошной, другой в виде кольца, между ними находятся отогнутые назад лопатки.
Рабочее колесо со стороны сплошного диска соединяется с валом электродвигателя. С другой стороны по оси к корпусу насоса присоединен всасывающий трубопровод. При вращении рабочего колеса у его оси создается разряжение и происходит всасывание жидкости. Жидкость попадает в рабочее колесо и по внешней стороне лопаток выбрасывается в корпус, где создается повышенное давление, жидкость вытесняется в нагнетательный трубопровод.
Конструкционные материалы:
2 диска, соединенные с загнутыми назад лопатками, левый и правый диск, вал, колесо.
Достоинства центробежных насосов.
1 Равномерность работы.
2 Отсутствие клапанов.
3 Надежность и простота конструкции.
4 Возможность работы с любыми жидкостями в том числе и с загрязненными.
Недостатки: не высокий напор.
Для обеспечения высокого напора используют многоступенчатые центробежные насосы, которые в одном корпусе имеют несколько рабочих колес, соединенных последовательно.
Характеристики центробежного насоса
В графическом виде показывают зависимость между производительностью и другими параметрами центробежного насоса.
график
Параметры насоса зависят от частоты вращения рабочего колеса
Поршневые насосы
Поршневой насос простого действия.
1 цилиндр
2 поршень
3 всасывающий клапан
4 нагнетательный клапан
5 всасывающая труба
6 нагнетательная труба
7 воздушный колпак
Внутри цилиндра 1 возвратно-поступательно движется поршень 2. При движении поршня из левого крайнего положения в крайнее правое в цилиндре создается разряжение, в следствии чего поднимается всасывающий клапан 3 и жидкость по трубе 5 поступает в цилиндр, двигаясь за поршнем. При ходе поршня справа налево в цилиндре создается избыточное давление и клапан 3 опускается, нагнетательный клапан 4 поднимается и жидкость вытесняется поршнем в нагнетательную трубу 6. При многократном возвратно-поступательном движении поршня, который производится с помощью шатунно-кривошипного механизма, жидкость попеременно всасывается и нагнетается по трубам 5 и 6. Неравномерность движения жидкости по нагнетательному трубопроводу сглаживается благодаря установке воздушного колпака 7.
рис
Поршневые насосы различают:
1 по положению цилиндра (горизонтальные и вертикальные);
2 по кратности действия (простого, двойного, тройного и четвертного), причем насос тройного действия состоит из трех насосов простого действия с общими линиями всасывания и нагнетания, с общим коленчатым валом; насос четвертного действия состоит из двух насосов двойного действия также с общими линиями всасывания и нагнетания, с общим коленчатым валом.
В промышленности используются другие разновидности поршневых насосов:
а) плунжерные насосы, в них вместо поршня используется плунжер – пустотелый цилиндр;
б) диафрагменные насосы, в них цилиндр с поршнем отделены от рабочей камеры гибкой перегородкой – диафрагмой. Их используют при работе с загрязненными и агрессивными жидкостями.
Производительность поршневых насосов рассчитываются по формулам: для простого действия
Q = F· S· n
где F- площадь поперечного сечения поршня, м2;
S - ход поршня, м;
n - частота вращения вала, об/с.
Действительная средняя производительность поршневого насоса
где ηw - коэффициент подачи, учитывающий запаздывание открытия и закрытия всасывающего и нагнетательного клапанов, утечку жидкости через неплотности поршня, клапанов, сальников и т.д. В среднем коэффициент составляет 0,8-0,9 и является отношением действительной средней подачи к теоретической.
Основные недостатки поршневых насосов:
1)большая металлоемкость, громоздкость;
2)требуется большая производственная площадь;
3)необходимость тяжелых фундаментов (как следствие возвратно-поступательного движения поршня);
4)наличие клапанов, требующих ухода и ремонта;
5)неравномерность всасывания и нагнетания жидкости;
6)тихоходность.
Основным достоинством поршневых насосов является независимость их производительности от развиваемого напора, в результате чего возможно перекачивать небольшие количества жидкости и при высоком давлении.
Пуск и остановка насосов
Центробежные насосы.
1. Перед пуском корпус насоса должен быть заполнен жидкостью.
2. Открывается вентиль на всасывающем трубопроводе и закрывается вентиль на нагнетательном трубопроводе.
3. Включается электродвигатель.
4. После набора числа оборотов рабочего колеса, но не позднее чем через 3 минуты, открывается нагнетательный вентиль. При остановке центробежного насоса отключается электродвигатель и перекрываются вентили.
1. Поршневые насосы.
Включается электродвигатель.
2. Открываются вентили на всасывании и нагнетании.
Осевой насос
Осевой насос состоит из вертикального вала, на конце которого имеются винтовые лопасти в виде пропеллера. При вращении вала у оси создается разряжение и происходит всасывание жидкости. Винтовые лопасти придают жидкости вращательно-поступательное движение, которое с помощью направляющего аппарата преобразуется в поступательное.
Достоинства осевых насосов:
- простота устройства;
- нечувствительность к загрязненности перекачиваемой жидкости;
- быстроходность.
Недостаток – небольшая величина развиваемого напора.
рис 1 вал
2 лопатки
3 направляющий аппарат
4 нагнетательный патрубок
Вихревой насос
Вихревой насос состоит из корпуса, внутри которого вращается рабочее колесо с прямыми лопатками, которые захватывают жидкость и перемещают ее к нагнетательному трубопроводу. Вихревые насосы могут создавать достаточно высокий напор.
рис
Роторные насосы
Типы: - шестеренчатые (зубчатые);
- пластинчатые;
- винтовые.
Шестеренчатые насосы состоят из корпуса, внутри которого имеются 2 зубчатых колеса, вращающихся навстречу друг другу. В нижней части образуется пространство, соединенное со всасывающим трубопроводом. В верхней части свободное пространство соединяется с нагнетательным трубопроводом. При вращении колес внизу происходит расщепление зубцов, объем полости увеличивается и происходит всасывание. Жидкость зубцами переносится в верхнюю часть, где объем свободного пространства уменьшается и жидкость вытесняется в нагнетательный трубопровод. Такие насосы используются в качестве маслонасосов.
Струйные насосы
рис
1. Сопло
2. Камера смешения рабочей и перекачиваемой жидкостей
3. Нагнетательный трубопровод (диффузор)
I – III – потоки
Струйные насосы бывают водоструйные и пароструйные, они могут использоваться для нагнетания (инжекторы) и для отсасывания газа и создания вакуума (эжекторы). Струя жидкости или пара через сопло с большой скоростью попадает в камеру смешения, где смешивается с газом или перекачиваемой жидкостью и увлекает ее за счет трения. Смешанный поток попадает в диффузор, где его скорость уменьшается, и затем в нагнетательный трубопровод.