1.3. Классификация насосов. Основные требования к их
конструкции
Разработано и применяется огромное количество видов, типов и кон-струкций насосов. Общая схема классификации насосов, основанная на различиях в принципе действия, представлена на рис. 1.2.
О б ъ е м н ы е н а с о с ы работают по принципу перемещения жидкости путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.
Д и н а м и ч е с к и е н а с о с ы – это насосы, в которых жидкость перемещается под силовым воздействием в камере, постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса. Среди динамических насосов наиболее распространенными являются лопастные (центробежные, осевые) насосы, в которых жидкости сообщается энергия благодаря инерционным силам, возникающим при протекании жидкости через лопастное колесо.
Кроме классификации, приведенной на рис. 1.2, существует также разделение насосов по виду перекачиваемой жидкости, по виду привода и по другим классификационным признакам. Кроме того конструктивное исполнение насосов различных типов определяется в основном видом их рабочих органов.
Конструктивное разнообразие насосов чрезвычайно велико, однако насосы всех типов, включая насосы, применяемые в водоснабжении и водоотведении, должны отвечать следующим основным требованиям:
простота устройства;
надежность и долговечность работы;
удобство монтажа и демонтажа;
экономичность в работе;
изменение рабочих параметров в широких пределах при условии
сохранения высокого КПД;
минимальные размеры и масса.
В подавляющем большинстве насосные станции коммунальных, промышленных и железнодорожных систем водоснабжения и водоотведения оборудуются центробежными насосами.
1.4. Устройство и принцип действия центробежного насоса.
Классификация центробежных насосов
Основным рабочим органом центробежного насоса (рис. 1.3) является рабочее колесо 1 с криволинейными лопастями 2, насаженное на вал 3 и расположенное в корпусе 4. Вода поступает в насос через всасывающий патрубок 5 к центральной части рабочего колеса и выбрасывается из него в спиральную камеру и далее в напорный патрубок 6.
Если всасывающий трубопровод и корпус насоса заполнены жидкостью, то при быстром вращении колеса частицы жидкости, закручиваемые лопатками, под действием центробежной силы отбрасываются от центра колеса к периферии, получая некоторое приращение энергии. Благодаря этому на выходе из лопаток рабочего колеса давление и скорость частиц жидкости больше, чем перед входом в колесо. В центре рабочего колеса образуется разряжение, куда поступает жидкость за счет разности давлений у оси колеса и на поверхности воды в приемном колодце. По выходе из колеса жидкость поступает в спиральную камеру, живое сечение которой возрастает в направлении напорного патрубка, благодаря чему средняя скорость движения жидкости постепенно уменьшается, в результате часть кинетической энергии преобразуется в потенциальную, и первоначальное давление, созданное колесом, увеличивается. Центробежные насосы классифицируют по ряду признаков.
По роду перекачиваемой жидкости: в о д о п р о в о д н ы е ,
к а н а л и з а ц и о н н ы е , т е п л о ф и к а ц и о н н ы е , к и с л о т н ы е ,
г р у н т о в ы е.
По числу рабочих колес различают о д н о к о л е с н ы е, которые находят наибольшее применение в системах водоснабжения и водоотведения, м н о г о к о л е с н ы е (многоступенчатые) насосы высокого давления, в которых перекачиваемая жидкость проходит последовательно при помощи направляющих аппаратов через ряд рабочих колес, насаженных на общий вал; напор, развиваемый насосом, равен сумме напоров, развиваемых каждым рабочим колесом.
По создаваемому напору центробежные насосы разделяют на н и з - к о н а п о р н ы е (напор до 20 м), с р е д н е н а п о р н ы е (20…60 м) и в ы с о к о н а п о р н ы е (свыше 60 м).
По способу подвода воды на рабочее колесо различают насосы с о д н о с т о р о н н и м п о д в о д о м воды (односторонним всасыванием) и насосы с д в у х с т о р о н н и м подводом (двухсторонним всасыванием).
В зависимости от способа отвода воды из рабочего колеса насосы разделяют на с п и р а л ь н ы е и т у р б и н н ы е.
По расположению вала рабочего колеса насосы бывают в е р т и- к а л ь н ы е и г о р и з о н т а л ь н ы е.
По способу разъема корпуса различают насосы с г о р и з о н т а- л ь н ы м р а з ъ е м о м и с в е р т и к а л ь н ы м т о р ц е в ы м
р а з ъ е м о м.
Центробежные одноступенчатые насосы, выпускаемые серийно промышленностью, создают напор до 120 м при подаче до 15 м3/с. Многоступенчатые насосы развивают напор до 2000 м при подаче 80…100 л/с. КПД у этих насосов в зависимости от конструктивного исполнения меняется в широких пределах: от 0,85 до 0,9 у крупных одноступенчатых насосов и до 0,4…0,45 у высоконапорных многоступенчатых.