Центробежные насосы

6.1 Принцип действия центробежных насосов

Главными частями центробежного насоса (рисунок 22) являются рабочее колесо 1 с изогнутыми лопатками 2, посаженное на валу, и неподвижный корпус 3 спиральной формы, изолирующий колесо от внешней среды. Корпус насоса имеет патрубок 4 для присоединения к всасывающему трубопроводу 5 и патрубок 6 для присоединения к нагнетательному трубопроводу 7. Отверстия в корпусе, через которые пропускается вал колеса, снабжаются сальниками 8. Уплотнение (лабиринтное) устраивается между всасывающим патрубком корпуса и колесом во избежание циркуляции жидкости внутри насоса. В отличие от поршневого насоса, который может быть пущен в ход без заливки, центробежный насос и всасывающая труба перед пуском обязательно должны быть залиты водой.

Рисунок 22 - Центробежный насос со всасывающей и нагнетательной трубами: z_t - высота всасывания; z₂ - высота нагнетания; Н_г - геометрическая высота подъема жидкости

В некоторых конструкциях центробежных насосов на выходе из колеса установлен направляющий аппарат. Он состоит из двух кольцевых дисков, между кото­рыми помещаются лопатки, отогнутые в сторону, противоположную направлению выхода воды из лопаток колеса. Назначение этого аппарата — направлять жидкость из рабочего колеса в спиральную камеру.

 

6.2 Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы различают:

1. По числу колес:

а) одноколесные (рисунок 23); повышение давления в одноступенчатом (одноколесном) насосе достигается увеличением числа оборотов колеса, однако число оборотов ограничивается прочностью колеса; одним колесом создают напор не более 40 - 50 м.

1 - рабочее колесо; 2 - всасывающий патрубок; 3 - соединительная муфта; 4 - сальник; 5 - уплотняющее кольцо; 6 - гидравлический затвор сальника; 7 - труба для разгрузки осевого усилия

 

Рисунок 23 - Одноступенчатый центробежный насос

 

б) многоколесные (многоступенчатые) (рисунок 24 а и б) для больших напоров, состоящие из нескольких колес 7, 2, 3, 4, вращающихся с валом 5 в общем корпусе. В таких насосах жидкость через всасывающий патрубок 6 подводится к центру колеса 1, а с периферии этого колеса подается к центру следующего колеса 2, и так до нагнетательного патрубка 7, т. е. жидкость переходит последовательно от колеса к колесу. Производительность многоколесных насосов теоретически такая же, как у одноступенчатого насоса с колесом таких же размеров при тех же оборотах; теоретический напор многоступенчатого насоса б - ротор (колеса выдвинуты из равен сумме напоров развиваемых каждым колесом направляющих аппаратов 2) в отдельности. Количество колес бывает до 10, иногда 12. Дальнейшее увеличение количества ступеней нецелесообразно вследствие больших потерь напора в направляющих устройствах. При необходимости дальнейшего увеличения напора применяется последовательное соединение насосов.

Рисунок 24 - Многоступенчатый центробежный насос: а – схема насоса;

б – ротор (колеса 1 выдвинуты из направляющих аппаратов)

Многоступенчатые насосы имеют относительно более высокий объемный к. п. д., так как в них уменьшается перетекание жидкости с периферии колеса к входу в него через щели между колесами и неподвижными частями насоса. Однако гидравлический к. п. д. у них ниже ввиду значительной потери напора в самом насосе.

2. По создаваемому напору:

а) низконапорные (до 20 м)

б) средненапорные (от 20 до 60 м)

в) высоконапорные (свыше 60 м).

3. По способу подвода воды к колесу:

а) с односторонним подводом (всасыванием) жидкости к колесу;

б) с двухсторонним подводом жидкости к колесу; колесо такого насоса представляет как бы сложенные тыльными сторонами два обыкновенных колеса; в этом случае жидкость входит в колесо с двух сторон, благодаря чему увеличивается производительность насоса.

4. По расположению вала насоса:

а) горизонтальные (наиболее распространенные);

б) вертикальные, которые применяются чаще всего для откачивания воды из глубоких колодцев, скважин, куда они опускаются.

5. По способу разъема корпуса:

а) с горизонтальным разъемом корпуса, у которых корпус делится горизонтальной плоскостью на две части - нижнюю и верхнюю (крышку);

б) с вертикальным разъемом корпуса; эти насосы называются секционными, так как корпус состоит из нескольких секций (по числу колес); плоскость деления между двумя соседними секциями перпендикулярна геометрической оси вала; секции стягиваются между собой стяжными болтами.

6. По способу отвода жидкости из рабочего колеса в камеру:

а) спиральные, в которых жидкость из рабочего колеса поступает непосредственно в спиральный корпус и далее в нагнетательный трубопровод;

б) турбинные, в которых жидкость из рабочего колеса поступает в спиральный корпус через направляющий аппарат, представляющий неподвижное колесо с лопатками.

7. По способу соединения с двигателем:

а) приводные, соединяемые с двигателем ременной передачей

б) соединяемые непосредственно с двигателем - обычно с электродвигателем 1 или паровой турбиной при помощи упругой муфты 2 (рисунок 29).

8. По назначению:

а) водопроводные;

б) канализационные;

в) производственно-технические - для перекачивания нефти, кислот, горячей воды, шахтной воды;

г) землесосы, применяемые при дноуглубительных работах и для намыва плотин;

д) шламовые, применяемые в цементной промышленности.