книги / Насосы. Вентиляторы. Кондиционеры

а

Рис. 1.11. Схема устройства радиально-поршневого на­ соса:

1 — ротор; 2 — цилиндр; 3 — поршенек; 4 — корпус; 5 — пе­ регородка

В роторных насосах один или несколько вращающихся роторов образуют в корпусе насоса полос­ ти, которые захватывают перека­ чиваемую жидкость и перемещают ее от входного патрубка к напор­ ному. При этом перемещении умень­ ш ается геометрический объем камер и повышается давление жид­ кости. Роторные насосы обеспечи­ вают более равномерную (чем воз­ вратно-поступательные) подачу жид­ кости, в них отсутствует отсекаю­ щая клапанная система.

Классификация роторных насо­ сов приведена на рис. 1.9.

Наибольшее распространение получили следующие типы роторных насосов: шестеренные с наружным (рис. 1.10, а) и внутренним зацеплением; винтовые (рис. 1.10, б); плас­ тинчатые (рис. 1.10, в).

Особую группу роторных насосов составляют роторно-порш­ невые, у которых в цилиндрах вращающегося ротора порш­ ни перемещаются возвратно-поступательно.

По расположению рабочих камер относительно оси рото­ ра (по углу ротора с рабочими органами) роторно-поршне­ вые насосы делят на радиально-поршневые, у которых про­ дольные оси рабочих камер (цилиндров) расположены пер­ пендикулярно к оси вращения ротора (рис. 1.11), и акси-

Рис. 1.12. Схема устройства аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком:

1 — корпус; 2 — ротор (блок цилиндров); 3 — всасывающий штуцер; 4 — полукольцевая канавка; 5 — отверстие; 6 — цилиндр; 7 — поршень; 8 — тяга; 9 — кардан; 10 и 13 — шарниры; 11 — электродвигатель; 12 — наклонный блок

Рис. 1.13. Схема устройства аксиально­ поршневого насоса с наклонным диском:

1 — всасывающий штуцер; 2 — корпус; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — вал; 6 — наклон­ ный диск; 7 — электродвигатель; 8 — регулиру­ ющее устройство

ально-поршневые, у которых поршни перемещаются парал­ лельно оси вращения ротора.

Аксиально-поршневые по способу привода поршней де­ лят на два вида: с наклонным блоком (рис. 1.12) и с на­ клонным диском (рис. 1.13).

ГОСТ 17398-72* устанавливает также терминологию на­ сосов (см. приложение 1).

1.1.2. ВИДЫ НАСОСОВ ПО ОБЩИМ КОНСТРУКТИВНЫМ ПРИЗНАКАМ

Динамические и объемные насосы. По направлению оси расположения, вращения и движения рабочих органов раз­ личают насосы:

горизонтальные;

вертикальные; по расположению рабочих органов и конструкции опор:

консольные;

моноблочные;

свыносными опорами;

свнутренними опорами;

по расположению входа в насос:

сбоковым входом;

сосевым входом;

сдвусторонним входом; по числу ступеней и потоков:

одноступенчатые;

двухступенчатые;

многоступенчатые;

однопоточные;

двухпоточные;

многопоточные; по конструкции и виду разъема корпуса:

секционные;

сторцовым разъемом;

сосевым разъемом; двухкорпусные;

сзащитным корпусом; футерированные;

по расположению насоса:

погружные;

скваженные; с трансмиссионным валом;

по требованиям эксплуатации:

обратимые;

реверсивные;

регулируемые;

дозировочные;

ручные; по условиям всасывания:

самовсасывающие;

спредвключенной ступенью;

спредвключенным колесом;

по взаимодействию насоса с окружающей средой:

герметичные;

взрывозащищенные;

малошумные;

маломагнитные;

ударостойкие; по необходимости поддержания температуры подавае­

мой среды:

обогреваемые;

охлаждаемые; по месту установки насоса:

стационарные;

передвижные;

встроенные.

Объемные насосы. По расположению рабочих органов

различают насосы: односторонние; оппозитные; V-образные; звездообразные;

по числу плоскостей, в которых расположены оси рабо­ чих органов:

однорядные;

двухрядные;

многорядные.

Роторные насосы. По числу циклов вытеснения за один оборот ротора различают насосы:

однократного действия; двухкратного действия; многократного действия.

Возвратно-поступательные насосы. По количеству порш­ ней различают насосы:

однопоршневые;

двухпоршневые;

трехпоршневые;

многопоршневые; по количеству плунжеров:

одноплунжерные ; двухплунжерные; трехплунжерные; многоплунжерные;

по числу циклов нагнетания и всасывания за один двой­ ной ход:

одностороннего действия; двухстороннего действия; дифференциальные.

Определения указанных насосов приведены в разделе «Принятая терминология», представленном в конце книги.

1.1.3. ВИДЫ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

Насосный агрегат — агрегат, который состоит из насоса или нескольких насосов и приводного двигателя, соединен­ ных между собой.

Насосная установка —насосный агрегат с комплектую­ щим оборудованием, который смонтирован по определен­ ной схеме, обеспечивающей работу насоса.

В соответствии с ГОСТ 17398-72* «Насосы. Термины и определения» насосные агрегаты классифицируют по сле­ дующим конструктивным признакам:

по роду привода: электронасосные;

турбонасосные; дизель-насосные; мотонасосные; гидроприводные; пневмоприводные;

по требованию эксплуатации: регулируемые; дозировочные; синхродозировочные;

по конструктивному объединению насоса с приводом: электронасосы; турбонасосы; паровые; гидроприводные; пневмонасосы.

Определения указанных насосных агрегатов, а такж е встречающиеся термины и определения, связанные с насос­ ными агрегатами, приведены в табл. 1.1.

		Т а б л и ц а 1.1
	Определения насосных агрегатов
	Термин	Определение
Электронасосный агре­		Насосный агрегат, в котором приводящим
гат	(ндп: электронасос)	двигателем является электродвигатель
Турбонасосный агрегат		Насосный агрегат, в котором приводящим
		двигателем является гидро- (пневмо) привод
Дизель-насосный агре­		Насосный агрегат, в котором приводящим
гат	(ндп: дизель-насос)	двигателем является дизель
Мотонасосный агрегат		Насосный агрегат, в котором приводящим
(ндп: мотопомпа)		двигателем является карбюраторный двига­
		тель
Гидроприводный насос­		Насосный агрегат, в котором приводящим
ный агрегат (ндп: гидро­ двигателем является гидродвигатель
приводный насос)
Пневмоприводный на­		Насосный агрегат, в котором приводящим
сосный агрегат (ндп: пнев­ двигателем является пневмодвигатель
моприводный насос)
Турбонасос		Насосный агрегат с приводом от турбины,
		узлы которой входят в конструкцию насоса

Термин

Паровой насос

Гидропроводной насос

Пневмонасос

Электронасос

Определение

Насосный агрегат с приводом от паровой машины

Насосный агрегат с приводом от гидроци­ линдра, распределительное устройство ко­ торого входит в конструкцию насоса

Насосный агрегат с приводом от пневмо­ цилиндра, распределительное устройство которого входит в конструкцию насоса

Насосный агрегат с приводом от электро­ двигателя

Экранированный элек­ Герметичный электронасос, у которого тронасос (ндп: герметич­ полость статора электродвигателя изолиро­ ный насос с экранирован­ вана от жидкой среды ным электродвигателем)

Мокростаторный элек­ Герметичный электронасос, у которого тронасос (ндп: насос с «мок­ полость статора электродвигателя омыва­

рым статором»)	ется жидкой средой
Регулируемый насосный	Насосный агрегат, обеспечивающий изме­
агрегат	нение подачи, а для динамических насосов
	и напора
Дозировочный насосный	Насосный агрегат с несколькими дозиро­
агрегат	вочными насосами
Синхродозировочный	Дозировочный агрегат, у которого одно­
насосный агрегат	временно и пропорционально изменяется
	подача всех его насосов
Самовсасывающий на­	Насосный агрегат, снабженный самовса­
сосный агрегат	сывающим насосом или устройством для са-
	мозаполнения подводящего трубопровода
	жидкой средой
Погружной насосный	Насосный агрегат, погружаемый под уро­
агрегат	вень жидкой среды
Полупогружной насос­	Насосный агрегат с погружным насосом,
ный агрегат	двигатель которого расположен над поверх­
	ностью жидкой среды

П р и м е ч а н и е . В скобках после сокращения «ндп» приведен термин недопустимый к использованию в литературе.

Центробежные насосы классифицируют по ряду признаков. По числу рабочих колес различают одноколесные (или

одноступенчатые) и многоколесные насосы. Многоколесные насосы, в свою очередь, разделяют на

многопоточные (с параллельным соединением колес) и мно­ гоступенчатые (с последовательным соединением колес) насосы (рис. 1.14). Одноступенчатые насосы создают напор до 120 м столба перекачиваемой жидкости. В многопоточ­ ном насосе каждое лопастное колесо обеспечивает лишь часть общей подачи, создавая полный напор. В многоступенчатом насосе каждое колесо создает лишь часть полного напора при полной подаче. Напор в таком насосе нарастает сту­ пенями, что позволяет увеличивать его в сравнении с одно­ ступенчатым насосом во столько раз, сколько имеется сту­ пеней.

По типу лопастного колеса различают насосы с откры­ тыми, полузакрытыми и закрытыми колесами (см. рис. 1.15;

п.1.3.1).

По числу сторон подвода жидкой среды к насосу разли­

чают насосы с односторонним и двусторонним входом. На­ пор, создаваемый во втором случае (рис. 1.16) рабочим колесом, равен напору, создаваемому рабочим колесом с односторонним подводом жидкости, а подача в два раза выше.

По способу отвода жидкости различают: спиральные насосы (рис. 1.17), в которых жидкость из колеса поступает непосредственно в спиральную камеру, а затем в нагнета­ тельный трубопровод; турбинные насосы (рис. 1.18), в кото­ рых жидкость из колеса поступает в спиральный корпус

Рис. 1.14. Схемы многоколесных на-	Рис. 1.15. Типы рабочих колес:
сосов: а — многопоточный; б — мно-	а — открытое; б — полузакры-
гоступенчатый	тое; в — закрытое

Рис. 1.16. Схема на­	Рис. 1.17. Спиральный
соса с двусторонним	отвод:
всасыванием	1 — диффузорный криво­
	линейный канал; 2 —
	диффузор

через направляющий аппарат, представляющий собой не­ подвижное колесо с лопатками.

По напору различают насосы низконапорные (Я < < 20 м); средненапорные (Н = 20+60 м); высоконапорные (Я > 60 м).

По коэффициенту быстроходности ns различают насо­ сы тихоходные (50 < ns < 80), нормальной быстроходности

(80 < п$ < 150), быстроходные (150 < ns < 350).					перекачивае-
	По роду
i	мой жидкости различа­
	ют	насосы: водопровод­
	ные	(предназначены для
	подачи		чистых			жидких
	сред	с	температурой до
	105	°С);		канализацион­
	ные, или фекальные (для
	подачи сточной жидкости
	с температурой до 100 °С
	и имеющей различные ме­
	ханические				включения);
	теплофикационные						(для
	подачи чистой воды с тем­
	пературой			выше 105 °С);
	кислотные (для подачи аг­
Рис. 1.18. Схема лопаточного	рессивных				жидких		сред:
аппарата:	кислот, щелочей и т. д.);
1 — направляющий аппарат; 2 — рабочее	багерные			(для гидрозоло­
	удаления				на	тепловых

электростанциях и тепловых электростанциях и для пода­ чи жидких сред с абразивными примесями, шлаком и т. д.); песковые (для подачи сухого песка); землесосы, или грун­ товые (для подачи гидромассы: песка, размельченного грунта и других горных пород).

По расположению вала различают горизонтальные и вер­ тикальные насосы.

По плоскости разъема корпуса различают насосы с гори­ зонтальным, вертикальным разъемом и секционные.

По способу соединения вала насоса с двигателем разли­ чают насосы приводные (со шкивом или редуктором); со­ единяемые непосредственно с валом двигателя через муфту; моноблочные (рабочее колесо установлено на конце вала электродвигателя); герметичные (насос и электродвигатель размещены в одном корпусе).

По условиям монтажа различают насосы наземные, пла­ вающие и погружные.

1.2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ НАСОСОВ РАЗЛИЧНЫ Х ТИПОВ

1.2.1. ЦЕНТРОБЕЖ НЫЕ НАСОСЫ

Устройство насоса. На рис. 1.19 показана схема центро­ бежного насоса. Основными его частями являются рабочее колесо 1 с изогнутыми лопатками 2, насаженное на вал 3, и полый спиральный корпус 8. Рабочее колесо состоит из двух дисков: переднего 5 и заднего 4, между которыми раз­ мещаются лопатки. Колесо помещается в корпусе насоса, который выполняется в виде спиральной (сборной камеры. С торцевой стороны к центру корпуса прикрепляется вса­ сывающий патрубок 6 , через который подводится всасывае­ мая ж идкая среда к рабочему колесу. От насоса жидкая среда отводится через напорный патрубок 7, который явля­ ется продолжением сборной камеры. Всасывающий и на­ гнетательный патрубки соединены с всасывающим и нагне­ тательным трубопроводом.

Принцип работы насоса. Перед пуском корпус насоса дол­ жен быть заполнен жидкостью. При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос, увлекается лопатками во вращательное движение и под действием центробежных сил перемещается от центра колеса к периферии. Вследствие

Рис. 1.19. Схема центробежного насоса:

1 — рабочее колесо; 2 — лопатка; 3 — вал; 4 — задний диск; 5 — передний диск; 6 — всасывающий патру­ бок; 7 — напорный патрубок; 8 — спиральный корпус

этого на входе в насос создается разрежение, под действием которого вода из всасывающего патрубка непрерывно под­ сасывается в насос. Необходимость заливки насоса водой перед пуском объясняется тем, что разрежение, создавае­ мое при вращении рабочего колеса в воздушной среде, недо­ статочно для подъема воды к насосу.

В рабочем колесе насоса увеличиваются скорость движе­ ния жидкости и ее давление. При этом абсолютная скорость жидкости на выходе из каналов рабочего колеса составляет 20-80 м/с, что значительно выше допустимой скорости дви­ жения в трубопроводах по условиям гидравлических сопро­ тивлений (3-5 м/с). Поэтому для уменьшения скорости по­ тока, а также для преобразования его кинетической (дина­ мической) энергии в потенциальную (статический напор) насос оборудуется отводящим устройством. Наиболее рас­ пространенным отводящим устройством является спираль­ ная (сборная) камера (улитка), представляющая собой кри­ волинейный канал, площадь поперечного сечения которо­ го увеличивается по направлению движения жидкости, и диффузор, соединяющий улитку с нагнетательным пат­ рубком.

У отдельных конструкций центробежных насосов допол­ нительное преобразование динамического напора в ста­ тический производится также в выходном направляющем аппарате, у которого лопатки образуют диффузорные ка­ налы.