Центробежные насосы

Основным рабочим органом центробежного насоса является свободно вращающееся внутри корпуса колесо, насаженное на вал – рабочее колесо.

Схема центробежного насоса представлена на рисунке, на котором:

1 – рабочее колесо;

2 – лопасти рабочего колеса;

3 – вал;

4 – корпус;

5 – всасывающий патрубок;

6 – всасывающий трубопровод;

7 – напорный патрубок;

8 – напорный трубопровод.

Рис. Схема центробежного насоса: а) продольный разрез; б) поперечный разрез; 1 – рабочее колесо; 2 – лопасти рабочего колеса; 3 – вал; 4 – корпус; 5 – всасывающий патрубок; 6 – всасывающий трубопровод; 7 – напорный патрубок; 8 – напорный трубопровод

Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего и заднего), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса.

При вращении колеса на жидкость, находящуюся в межлопастном канале, действует центробежная сила, определяемая выражением:

, Н,

где m – масса жидкости, кг;

- угловая скорость вала, рад/с;

r – расстояние от оси вала, м.

Данное уравнение показывает, что центробежная сила, а следовательно, и напор, развиваемый насосом, тем больше, чем больше частота вращения и диаметр рабочего колеса.

Под действием центробежной силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса.

В центре колеса создается разряжение, а в периферийной его части – повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод ее от него.

Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему патрубку и всасывающему трубопроводу. Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном резервуаре (атмосферное) и в центральной области колеса (разрежение).

Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки), куда и поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок, соединенный обычно с напорным трубопроводом.

В качестве привода центробежного насоса чаще всего применяют электродвигатели.

К настоящему времени разработано большое число разнообразных конструкций центробежных насосов, которые можно классифицировать по нескольким признакам.

Классификация центробежных насосов по числу рабочих колес:

• одноступенчатые насосы;

• многоступенчатые насосы (двухступенчатые, трехступенчатые и т. д.).

В многоступенчатых насосах перекачиваемая жидкость проходит последовательно через ряд рабочих колес, насаженных на общий вал. Создаваемый таким образом напор равен сумме напоров, развиваемых каждым колесом.

Классификация центробежных насосов по способу подвода жидкости к рабочему колесу:

• насосы с односторонним подводом жидкости;

• насосы с двухсторонним подводом жидкости (центробежные насосы двухстороннего входа).

Классификация центробежных насосов по способу отвода жидкости из рабочего колеса:

• насосы со спиральным отводом;

• насосы с турбинным отводом.

В насосах со спиральным отводом перекачиваемая жидкость из рабочего колеса поступает непосредственно в спиральную камеру и затем либо отводится в напорный трубопровод, либо по переточным каналам поступает к следующим колесам.

В насосах с турбинным отводом перекачиваемая жидкость прежде чем попасть в спиральную камеру проходит через систему неподвижных лопаток, образующих особое устройство, называемое направляющим аппаратом.

Классификация центробежных насосов по компоновке насосного агрегата (расположению вала):

• горизонтальные насосы;

• вертикальные насосы.

Классификация центробежных насосов по способу соединения с двигателем:

• приводные насосы (со шкивом или редуктором);

• насосы, соединяемые непосредственно с двигателями с помощью муфты;

• моноблочные насосы (рабочее колесо которых устанавливается на удлиненном конце вала электродвигателя).

Классификация центробежных насосов по роду перекачиваемой жидкости:

• водопроводные;

• канализационные;

• теплофикационные;

• кислотные;

• грунтовые;

• и др.

Параметры центробежных насосов серийно выпускаемых промышленностью:

Тип насоса	Напор, м	Подача, м^3/с	КПД
Одноступенчатые	До 120	До 30	0,85 – 0,90
Многоступенчатые	До 2000	0,08 – 0,1	0,4 – 0,45