Устройство и принцип действия центробежных насосов

В простейшем виде центробежный насос (Рис. 3, а ) состоит из колеса с лопатками 1 в форме изогнутых цилиндрических поверхностей, сидящего на валу 2 внутри улиткообразного корпуса 3, Последний имеет два патрубка — центральный 4 и тангенциаль­ный 5; первый присоединяется к всасывающему трубопроводу 6_, а второй — к нагнетательному 7. Отверстия 8 в корпусе, через которые проходит вал, уплотняются при помощи сальников; в малых насосах колесо иногда сидит на консольном валу и корпус имеет лишь одно сальниковое уплотнение. Рабочее колесо образуют два диска, соединенные между собою за­гнутыми назад лопатками 1, разделяющими пространство между дисками на ряд криволинейных каналов. Правый диск 2 — сплош­ной, левый 3 — с отверстием для входа перекачиваемой жидкости внутрь колеса. Вал насоса соединяется при помощи муфты с валом электродвигателя.

а б

Рис. 3. Схемы центробежных насосов: схема установки насоса

Перед пуском корпус насоса (следовательно, также колесо) и всасывающий трубопровод, снабженный на нижнем конце об­ратным клапаном, заливают жидкостью. После включения электродвигателя жидкость в каналах между лопатками благодаря быстрому вращению рабочего колеса отбрасывается под действием центробежной силы от центра и вытекает с большой скоростью в улиткообразный корпус, а оттуда — в нагнетательный трубо­провод. При этом в центральной части насоса создается разрежение, и жидкость из расходного сосуда под действием внешнего давления на ее свободную поверхность устремляется непрерыв­ным потоком по всасывающему трубопроводу внутрь насоса. Таким образом, в отличие от поршневого насоса центробежный насос производит непрерывное всасывание и нагнетание жидкости в приемный сосуд.

Насос, изображенный на Рис. 3, аимеет односто­роннее всасывание жидкости (слева). Для увеличения производительности (пропускной способности рабочего колеса) применяют насосы с двухсторонним всасыва­нием.

Рассмотренные насосы, где требуемый манометрический напор достигается при прохождении жидкости через одно рабочее колесо, называются одноступенчатыми. Этот напор обычно не превышает 50 м и редко бывает более 70 м. Для созда­ния более высоких напоров применяют многоступенча­тые насосы, состоящие из нескольких одинаковых колес, вра­щающихся на общем валу (Рис.4).

Рис. 4. Схема многоступенчатого центробежного насоса (четырехступенчатый насос с односторонним всасыванием):

1 – рабочее колесо; 2 – направляющий аппарат.

Жидкость, последовательно пройдя через все колеса, получает напор, равный сумме напоров, создаваемых каждым колесом. Теоретически, увеличивая число колес, можно достигнуть любого напора; практически он не пре­вышает в настоящее время 20 МПа.

Наибольшее распространение в химической промышленности получили центробежные насосы, которые имеют перед поршневыми ряд важных преимуществ. К ним относятся:: 1) высокая производительность и равномерная подача; 2) компактность и быстроходность (возможность непосредственного присоединения к электродвигателю); 3) простота устройства, что позволяет изготавливать их из химически стойких, трудно поддающихся механической обработке материалов (например, ферросилида, керамики и т.п.); 4) возможность перекачивания жидкостей, содержащих твердые взвешенные частицы, благодаря большим зазорам между лопатками и отсутствию клапанов; 5) возможность установки на легких фундаментах.

КПД наиболее крупных и тщательно изготовленных центробежных насосов достигает 0, 95; КПД поршневых насосов 0, 9. Однако центробежные насосы небольшой и средней производительности имеют КПД на 10-15% ниже, чем поршневые.

К недостаткам центробежных насосов следует отнести относительно низкие напоры, а также уменьшение производительности при увеличении сопротивления сети и резкое снижение КПД при уменьшении производительности.

Лекция 11 Сжатие и транспортирование газов. Классификация вентиляторов и компрессоров. Термодинамика компрессорного процесса.