V. Порядок виконання роботи. 1. Провести зовнішній огляд насосів

1. Провести зовнішній огляд насосів. За зовнішніми ознаками визначити тип насоса, напрямок обертання ротора, всмоктуючий і нагнітають патрубки, місця установки КВП, керуючої арматури.

2. При необхідності, виконати розбирання насоса з метою вивчення внутрішнього устрою.

3. Визначити матеріал з якого виготовлені деталі насоса і спосіб виготовлення.

4. Виконати ескізи вузлів відцентрового насоса з необхідними розрізами.

5. Описати конструкцію заескізірованного вузла, принцип дії, призначення.

VI. Контрольні питання для перевірки знань.

1. Яке принципове розходження у лопатевих і роторних насосів.

2. Для чого необхідна " равлик" у відцентрового насоса.

3. Чому у відцентрового насоса виникає осьова сила.

4. Як розвантажується насос від осьової сили.

5. Чим принципово відрізняється вихровий насос від відцентрового насоса.

6. Які переваги осьових насосів перед насосами відцентровими і вихровими.

7. Область застосування осьових насосів.

8. За рахунок чого здійснюється всмоктування у відцентрового насоса?

9. За рахунок чого здійснюється всмоктування у осьового насоса?

ВІДЦЕНТРОВІ НАСОСИ

ЗАГАЛЬНИЙ УСТРІЙ І ПРИНЦИП ДІЇ

Відцентрові насоси, пов'язані з динамічним, отримали найбільш широке поширення у всіх галузях народного господарства, а також на судах. Передача енергії від робочого колеса в відцентрових насосах відбувається в результаті взаємодії лопатей з оточуючим їх потоком, тому насоси що розглядаються відносять до лопатевим.

На рис. 4 показана схема відцентрового насоса консольного типу. Проточна частина складається з трьох основних елементів-підведення 1, робочого колеса 2 і відведення 4. Через підведення рідина потрапляє в робоче колесо з всмоктуючого трубопроводу. Робоче колесо, яке повідомляє енергію рідині, що перекачується, складається з двох дисків: Ведомого 5 і ведучого 3, між якими є лопаті 6. Провідним диском і з'єднаною з ним маточиною колесо кріпиться на валу. Рідина рухається через колесо від центру до периферії. Щодо відведення та диффузору 7 рідина надходить від робочого колеса до напірного патрубку.

Механізм передачі енергії в лопатевому насосі можна пояснити наступним чином. При обертанні робочого колеса в насосі, заповненому рідиною, виникає різниця тисків по обидві сторони кожної лопаті, отже, відбувається взаємодія потоку з колесом. Долаючи виникаємий момент, колесо, підключений до двигуна, при своєму обертанні здійснює роботу.

Отримана колесом енергія витрачається на подолання опору (відбувається втрата анергії) Якщо сконструювати насос так, що втрати енергії в ньому будуть малі, то основна її частина буде передана рідині. Підвищення енергії потоку рідини викликає збільшення тиску і швидкості протікання її при виході з колеса в порівнянні з тиском і швидкістю її при вході на колесо. Для цього необхідний безперервне підведення енергії обертовим колесом. Взаємодія колеса лопатевого відцентрового насоса з рідиною викликає її рух від центру до периферії. Аналіз показує, що в радіальних колесах лопатевих насосів взаємодія між лопатями і потоком рідини відбувається за рахунок підйомних сил і коріолісових сил інерції. Момент підйомних сил може бути виражений як циркуляція відносної швидкості по контуру лопастей при нерухомому колесі, тому ці сили називають циркуляційними. Співвідношення між циркуляційними і коріолісовими силами визначається рядом факторів, залежно від чого, ті чи інші сили є домінуючими. Наприклад, в осьових лопатевих насосах коріолісові сили інерції проходять через вісь колеса, і вся енергія передається рідині тільки від циркуляційних сил при обтіканні лопатей у відносному русі.

Конструкції відцентрових насосів

Відцентровий консольний насос типу К (рис. 33) одноступінчатий, горизонтальний, з одностороннім підведенням рідини. Може працювати при високій температурі рідини, що перекачується. Насоси випускаються з подачею від 4, 5 до 360 м3 / год і напором від 8, 8 до 98м.

Насос складається з корпусу 2, кришки 1, опорної стійки 10, робочого колеса 4, насадженого на вал 9. Для розвантаження від осьового тиску робоче колесо має кілька отворів 15 по колу. Колесо кріпиться на валу шпонкою і гайкою 5, Вал ущільнюється набиванням, 7 і кільцем 13, розташовуються в корпусі сальника 6 і затиснутими кришкою 8. Сальник змазується водою, яка подається з нагнітальної порожнини насоса по спеціальному каналу. Робоче колесо ущільнюється кільцями 14 і 16 з радіальним зазором в ущільненні 0, 2-0, 4 мм. Підшипники 11 і 12 вала розташовані в опорній стійці і змащуються розприскується маслом, що заливається в корпус стійки. Пробка 3 закриває отвір для випуску повітря.

Відцентровий насос з двостороннім підведенням рідини (рис. 34) має горизонтальний вал. Корпус насоса складається з двох частин: нижньої 2 і верхньої 12. Осі приймального і нагнітального патрубків розташовані в горизонтальній площині і спрямовані протилежно один одному, що спрощує монтажні та ремонтні роботи. На валу 9 на шпонці кріпиться робоче колесо 11 і утримується від осьового зсуву втулками 14 і гайками 19. Для захисту деталей насоса від зношування ставляться захисні ущільнюючі кільця 10 і грунд-букса 15. Кільця сальникової набивки і гідравлічного ущільнення знаходяться в корпусах 7, вони закриті кришками 5 (з кожного боку). «Гідравлічний затвор» створюється підведенням перекачуємої рідини з нагнітальної порожнини до сальників по трубах 8 і 16. Рідина що просочується з затвора відводиться через нарізні отвори 4 і 20, що закриваються пробками. Вал обертається в підшипниках ковзання 7 і кульковому 6. Вкладиші підшипників ковзання, залиті білим металом, мають кільцеві виїмки, для змазування шарикопідшипників - мастило консистентне. Масло в підшипниках охолоджується водою, що прокачується через порожнини 18. Пробка 13 закриває отвір для випуску повітря або підключення вакуумного насоса. Насос використовується у вантажних системах

нафтоналивних суден, подача його становить 750 м3 / год при напорі 80-100 м. Насос може бути виконаний вертикальним з турбінним приводом. Секційний багатоступінчастий насос (рис. 35) складається з окремих секцій корпусу 2; секції поділяються діафрагмами 3. На вертикальний вал 9 жорстко на шпонках насаджені робочі колеса 4 з одностороннім входом рідини. Секції розташовані між верхньою кришкою 8 і

Самовсмоктуючий відцентровий насос (рис. 36) має водокільцеву ступінь 1, яка відсмоктує повітря з камери 8 у всмоктувальній трубі 5. Труба має безповоротний клапан 7 і грязевідстійник 2. Через триходовий кран 3 повітря відводиться в атмосферу. При відсутності повітря триходовий кран, направляє воду безпосередньо на робоче колесо б відцентрової ступені. Якщо очікується велике надходження повітря з всмоктуючої порожнини, триходовий кран залишається відкритим в атмосферу.

Правила обслуговування відцентрових насосів

Перед пуском насос слід оглянути (переконатися, що пуску нічого не заважає), перевірити кріплення, провернути вручну вал робочого колеса, відкрити повітряний кран на корпусі насоса, відкрити всмоктуючий клапан. Якщо насос несамовсмоктуючий і працює з підсмоктуванням, залити всмоктувальний трубопровід, якщо насос самовсмоктуючий - залити вакуумну приставку. Пуск насоса проводити при закритому нагнітальному клапані; повітряний кран закрити, як тільки з нього з'явиться вода; повільно

відкрити нагнітальний клапан. Обслуговування насоса під час роботи полягає в спостереженні за показаннями приладів: манометра, вакуумметра і амперметра. Коливання стрілки манометра свідчать про наявність повітря в нагнітальному трубопроводі, а різке зростання показання амперметра - про механічні несправності всередині насоса (якщо показання манометра залишаються незмінними); стежити за станом сальників, перевіряти надходження рідини до гідравлічних затворам (якщо вони є); періодично відкривати повітряні крани на корпусі насоса. При виникненні неполадок в роботі насоса, його слід зупинити, неполадки виявити і усунути. Зупинку насоса проводити в послідовності: зупинити двигун, закрити нагнітальний і всмоктувальний клапани, закрити крани водяного охолодження підшипників (якщо вони є). Несправності, що виникають в відцентрових насосах, виявляються по зменшенню або припиненню подачі рідини, ненормальним шумам і вібрації, надмірного нагріву окремих частин, збільшення споживаної потужності. Якщо при роботі подача насоса зменшується або припиняється, причиною цього може бути: підсмоктування повітря через приймальний трубопровід або сальник, засмічення приймальної сітки або кінгстона, збільшення зазору між робочим колесом і корпусом насоса, зниження частоти обертання робочого колеса, збільшення температури рідини, що перекачується. Вібрація і стукіт в насосі зазвичай виникають при його неправильної збірці або поганій центровкі з приводним двигуном. Нагрівання окремих частин або всього насоса може відбуватися при надмірному або нерівномірному обтисненні сальникової набивки, недостатньо або забрудненому маслі, тривалій роботі при закритому нагнітальному клапані або неправильною роботою диска розвантажувального пристрою (там, де воно є). Неправильна робота розвантажувального диска зазвичай пов'язана із забрудненням відвідної трубки з розвантажувальної камери в приймальний патрубок - слід цю трубку прочистити. Причинами збільшення споживаної насосом потужності може бути: не урівноважений осьовий тиск через неправильну роботу розвантажувального пристрою, механічні пошкодження підшипників або вала. При порівнянні відцентрових і поршневих насосів можна зробити висновок, що перші мають меншу масу і габарити, так як безпосередньо приводяться швидкохідним електро-або турбодвигуном, і рівномірну подачу. Через невелику кількість деталей в устрої відцентровий насос простіше обслуговувати, він менш чутливий до чистоти перекачуємої рідини, так як клапани відсутні, гідравлічні втрати при всмоктуванні в нього нижче. Однак у відцентрових насосів немає сухого всмоктування, тому їх необхідно обладнати спеціальними вакуумними приставками для забезпечення самовсмоктування. Для цього застосовують водокільцеві або вихрові допоміжні насоси. У відцентрових насосах неможливо регулювати подачу незалежно від створюваного напору, в зв'язку з цим їх не використовують в умовах роботи зі змінною подачею при постійному високому тиску, особливо якщо подачі невеликі.

Загальний устрій і принцип дії вихрових насосів

В бічних і периферійної стінці корпусу є канал 6, що починається від всмоктуючого патрубка 2 і закінчується біля напірного 5; перемичка 4 в кінці каналу служить ущільненням між напірної і всмоктуючої порожнинами. Рідина надходить через всмоктуючий патрубок 2 в канал 6, пройшовши який йде в напірний патрубок 5.

Напір вихрового насоса в 3-7 разів більше, ніж відцентрового при тих же розмірах і частоті обертання. Більшість вихрових насосів відрізняється властивістю самовсмоктування. Вихрові насоси можуть працювати на суміші рідини і газу. Значення частоти обертання вихрового насоса, як і лопатевого, повинно бути таким, щоб не відбувалося кавітації. Насос можна з'єднати безпосередньо з електродвигуном. До недоліків вихрових насосів відноситься низький к. к. д., що не перевищує 45%. Вихрові насоси непридатні для роботи на в’язких рідинах, так як із збільшенням в'язкості їх натиск і к. к. д. різко падають. Вони непридатні також для роботи на рідинах, що містять тверді частки, так як при цьому швидко збільшуються торцеві і радіальні зазори на перемичці, що призводить до зниження подачі і к. к. д. Зазначені властивості вихрових насосів визначають область їх застосування. Їх виготовляють на невеликі подачі (до 0, 01 м3 / с) і великі напори (до 250 м).

Їх застосовують для перекачування суміші рідини і газу. На судах вихрові насоси застосовуються в санітарних, поживних системах, в холодильних установках і працюють на чистих рідинах, не містять механічних домішок. Вихрові насоси використовують також в якості однієї із ступенів відцентрового насоса (рис. 50), що забезпечує самовсмоктування. Такі насоси називають відцентрово-вихровими. Конструкція їх складніша, але вони мають більш високий к. к. д. і кращі антікавітаціойні властивості. Рідина надходить по всмоктуючому патрубку 6 в корпус насоса і за допомогою відцентрового робочого колеса 5 по каналу 7 перекачується в вихрове колесо 1, звідки проходить по каналу 2 в нагнітальний патрубок 3. Корпус 4 - загальний для обох насосів.

Вихрові насоси бувають закритого і відкритого типу. Найбільш широке застосування на судах отримали вихрові насоси закритого типу.

Принцип дії вихрового насоса можна пояснити наступним чином. При обертанні робочого колеса в його осередках виникає потік, що володіє радіальної і окружний складовими швидкості. Під дією відцентрової сили потік виходить з осередків і надходить у канал, повідомляючи імпульс сили в напрямку обертання колеса на ходить в каналі рідини. Одночасно з виходом потоку з осередків у них надходить нова кількість рідини у кореневої частини лопаток.

При русі рідини в комірці її енергія зростає, і рідина знову викидається в канал. В результаті многократ ного обміну енергія рідини в каналі підвищується в міру віддалення від всмоктуючого патрубка.

У зв'язку з тим, що частинки рідини рухаються в каналі з різними швидкостями, спостерігаються інтенсивне вихороутворення і значні втрати енергії.

На малюнку 52 показаний вихровий консольний самовсмоктуючий насос, що складається з робочого колеса 1, корпуса 5, опорної стійки 16 і кришок - передній 2 і задньої 18. Робоче колесо насоса кріпиться за допомогою шпонки і гайки на валу 19. Опори 7 і 9 мають шарикові підшипники з рідким мастилом, що заливається в корпус опорної стійки. Зміна мастила проводиться через отвори, що перекриваються пробками 8 і 14. Лопатки 15 робочого колеса насоса утворені виступами між фрезерованими пазами. Вхідний 11 і напірний 13 патрубки, відлиті разом з корпусом, розділені перемичкою 12. В корпусі передбачений двосторонній відливний канал 10 прямокутної форми з округленими кутами. Вузол ущільнення 6 насоса, показаний на малюнку в збільшеному масштабі, має

два натискних кільця, між якими знаходиться бавовняна набивка. Нажимное кільце з боку кришки підтискається пружиною, один кінець якої упирається в запірний кільце. Для забезпечення самовсмоктування насос обладнаний повітряним ковпаком 3 з повітровідводом 4. Злив рідини при тривалій зупинці насоса проводиться через отвір, перекриваємий пробкою 17. Зазор між торцем корпусу і колесом регулюється за допомогою набору регулювальних кілець, які встановлюються між внутрішньою кришкою 18 і корпусом 5; зазор між колесом і передньої кришкою - паронитовою прокладкою. У обігріваємих насосів передбачається додаткова передня кришка з отворами для підведення і відведення пари. Внутрішня кришка 18 в обігріваємих насосах також має канал для підведення пари, що подається по спеціальним трубам під тиском 0, 5 МПа.

Конструкції осьових насосів

Як було сказано, осьові насоси використовують для подачі великих кількостей рідини з малими напорами.

Відповідно до ГОСТ 9366-71 осьові насоси типів О (жорстко-лопатеві) і Оп (поворотнолопастниє) випускають з параметрами Q = 0, 072 ÷ 40, 5 м3 / с, H = 2, 5 ÷ 26 м при п = 250 ÷ 2000 об / хв. Найчастіше осьові насоси мають вертикальне виконання (ОВ і ОПВ), проте відомі насоси горизонтального і похилого виконання. Найбільш широке поширення одержали одноступінчаті осьові насоси.

Насоси вертикального виконання займають менше місця, ніж горизонтального, так як їх привід знаходиться над насосом.

На рис. 48 показаний поздовжній розріз осьового насоса типу О. Він складається з обтічника 1, насадженого на вал 7, і вхідного патрубка 2, всередині якого встановлено робоче колесо 3. В межах корпуса вал має дві опори 4 і 10 з лігнофолевими вкладишами 5 і 11. Нижня опора 4 змащується перекачуємою рідиною, верхня 10 - рідиною, що подається спеціальним насосом. Верхня частина вала знаходиться в захисній трубі 9. Сальник 13 забезпечений м'якою набивкою 12. З робочого колеса потік надходить в виправляючий апарат 6, а потім в відводи 8 і 15. У розглянутій конструкції передбачений вал, що складається з основного 7, в межах насоса, і проміжного, який з'єднується з валом електродвигуна. У свою чергу основний вал з'єднується з проміжним жорсткою муфтою 14. Проміжний вал має опору з радіально-упорним підшипником, що сприймають масу ротора і осьову силу.

В поворотнолопастних насосах лопаті з'єднуються з втулкою рухомо. Механізм повороту лопатей встановлений усередині втулки. За допомогою штока, що проходить через порожнистий вал, він з'єднується з приводом. У різних конструкціях поворот лопастей здійснюється при зупиненому або при працюючому насосі (на ходу).

Часто загальна довжина вала насоса не відповідає габаритам суднових приміщень. Скорочення валу допускається при дотриманні суворої центрування обертових деталей і ретельної їх балансування. Допустимий дисбаланс і спосіб балансування повинні бути узгоджені з заводом-виробником і передбачені в проекті судна.