5. Центробежные насосы

Ни один тип машин, предназначенных для транспортировки жидкостей по трубопроводам, не распространен так широко, как центробежные насосы. Причиной тому служат простота конструктивного исполнения и обслуживания, способность перекачивать жидкости с широким диапазоном изменения физических свойств, как чистых, так и содержащих твердые включения. К примеру, в пищевой промышленности применяются насосы, способные перекачивать вместе с водой картофель, зеленый горошек, рыбу и т. п.

На рис. 5.1 изображена схема насоса консольного типа, названного так по причине консольного расположения рабочего колеса на валу 7. Основными узлами любого центробежного насоса являются корпус 6 и рабочее колесо 4. Рабочее колесо состоит из двух дис-ков − переднего 2 и заднего 1, между которыми расположены лопатки 8. Как правило, лопатки имеют изогнутый профиль в сторону, противоположную направлению вращения. В центре переднего диска имеется отверстие для входа жидкости.

6

4

7

2

8

1

4

6

5

3

Рис. 5.1. Схема центробежного насоса:

1 – задний диск; 2 – передний диск; 3 – конфузор; 4 – рабочее колесо;

5 – выходной патрубок; 6 – корпус; 7 – вал; 8 – лопатки

В пищевой промышленности имеются насосы, у которых переднего диска нет и лопатки крепятся к заднему. Насосы с такими колесами более доступны для чистки и мойки.

Корпус насоса выполнен в виде улитки; рабочее колесо расположено в корпусе так, что расстояние между наружной кромкой рабочего колеса до корпуса изменяется от минимума до максимума. Выходной патрубок 5 насоса представляет собой диффузор, всасывающий − конфузор 3.

Жидкость через всасывающий патрубок поступает в рабочее колесо через центральное отверстие переднего диска. При вращении колеса лопатки оказывают динамическое воздействие на жидкость, передавая ей энергию, подводимую к валу от привода. Под действием центробежных сил жидкость в рабочем колесе движется от центра к периферии, выбрасывается в свободную полость между корпусом и рабочим колесом и через диффузор нагнетается в трубопроводную сеть.

На рис. 5.2 более подробно изображена конструкция насоса типа К (консольный). В данной конструкции двигатель (на рисунке не показан) и насос располагаются на одной раме, а вал насоса соединяется с валом двигателя муфтой (на рисунке не показана).

2

3

7

6

5

4

1

Рис. 5.2. Разрез центробежного насоса консольного типа:

1 – конфузор; 2 – выходной патрубок; 3 – сальниковая набивка;

4 – крышка; 5 – вал; 6 – подшипники; 7 – сальниковая коробка

Вал насоса крепится на двух подшипниках 6, установленных в подшипниковой коробке. Смазка подшипников либо консистентная, либо жидкая. Отверстие в корпусе, через которое вал выходит наружу, уплотняется с помощью сальникового устройства, состоящего из сальниковой коробки 7. В зазор между валом и корпусом сальниковой коробки вставляется мягкая сальниковая набивка 3. Набивка сдавливается крышкой 4, прижимается к вращающемуся валу, не давая жидкости вытекать наружу или попадать воздуху из окружающей среды, если между корпусом насоса и задним диском колеса создается вакуум.

Кроме насосов типа К, широкое применение нашли насосы типа КМ (консольно-моноблочные). У этих насосов рабочее колесо насаживается на вал электродвигателя, а корпус насоса крепится к корпусу двигателя. Внешний вид такого насоса фирмы Alfa Laval, предназначенного для перекачки пищевых жидкостей, показан на рис. 5.3. Недостатком этих насосов является то, что при выходе из строя насоса приходится менять весь агрегат. Кроме того, в них нельзя изменить число оборотов рабо- Рис. 5.3. Моноблочный центробежный чего колеса заменой двигателя. насос консольного типа Преимущество их перед насо- сами типа К в более простой конструкции и компактности.

На рис. 5.1–5.3 изображены насосы с одним рабочим колесом. При необходимости получения высоких напоров применяются насосы с несколькими последовательно соединенными колесами, или так называемые многоступенчатые насосы.

На рис. 5.4 показана схема четырехступенчатого насоса. Вал насоса установлен на двух выносных подшипниках. Насос имеет два сальниковых устройства – слева и справа (на схеме не показаны). Движение жидкости в насосе организовано по схеме 1−4−3−2, т. е. таким образом, чтобы нагрузки на сальники были минимальные. Согласно рис. 5.4, нагрузка на левый сальник будет определяться давлением на всасывающей стороне насоса, нагрузка на правый − давлением после первого колеса.

1

2

3

4

Рис. 5.4. Схема движения жидкости в многоступенчатом

центробежном насосе

Следует отметить, что существуют насосы, в которых движение жидкости происходит по схеме 1−2−3−4. Однако в этом случае нагрузка на правый сальник определяется более высоким давлением третьей ступени. Кроме того, в таких насосах значительно более высокие осевые нагрузки, причины возникновения которых рассмотрены в разд. 5.1.