Радиально-поршневые насосы.
Рис. Схема радиально-поршневого насоса.
Блок цилиндров 1 гидромашины вращается вокруг оси О вместе с радиально расположенными в нем поршнями 3. Реактивный барабан 2 имеет ось вращения О1, не совпадающую с осью вращения блока цилиндров О. При вращении блока цилиндров поршни под действием центробежной силы стремятся выйти из цилиндров и контактируют с внутренней поверхностью реактивного барабана. При одном обороте блока цилиндров каждый поршень совершает двойной ход – выходит при перемещении по участку а - I - б и входит при перемещении по участку б – II – а. При движении по первому участку рабочие полости цилиндров сообщаются с камерой низкого давления А, из которой жидкость засасывается поршнями, а при движении по второму участку полости цилиндров сообщаются с камерой высокого давления Б и в нее вытесняется жидкость из цилиндров. Перемычка 4 служит для разделения полостей низкого и высокого давления.
Пластинчатые насосы.
Рис. Схема пластинчатого насоса одинарного действия.
Насос одинарного (простого) действия состоит из корпуса-статора 1 и вращающегося ротора 2 с радиальными пазами, в которые вставлены пластины 3. при этом оси статора и ротора расположены эксцентрично. При вращении ротора по часовой стрелке между пластинами, внутренней поверхностью статора и наружной поверхностью ротора образуются камеры, которые увеличиваются в объеме в левой части статора, в результате чего в камерах создается разряжение и жидкость из полости 5 всасывается в камеры. При дальнейшем вращении ротора объем этих камер уменьшается и жидкость выталкивается в полость нагнетания 4.
Рис. Схема пластинчатого насоса двойного действия.
При вращении ротора 1 в насосе двойного действия пластины 2 под действием центробежной силы выдвигаются из пазов на величину h и прижимаются к внутренней поверхности статора 4, которая имеет эллипсовидный профиль. При вращении ротора против часовой стрелки жидкость всасывается через окна 5 и 7 и нагнетается в напорный трубопровод соответственно через окна 3 и 6. Каждая пластина за один оборот ротора дважды нагнетает жидкость.
Лекция № 14.
Динамические гидромашины.
К динамическим гидромашинам относят лопастные насосы. В качестве рабочего органа имеют колесо с закрепленными на нем лопастями.
По конструкции рабочего органа лопастные насосы бывают двух типов: центробежные и осевые (пропеллерные).
На практике широко применяются центробежные насосы.
Классификация центробежных насосов:
по числу рабочих колес:
- одноколесные (одноступенчатые);
- многоколесные (многоступенчатые);
2. по расположению вала:
- горизонтальные;
- вертикальные;
3. по способу подвода воды:
- с односторонним всасыванием;
- с двухступенчатым;
4. по подаваемому напору:
- низконапорные (до 20 м);
- средненапорные (20…60 м);
- высоконапорные (> 60 м).
Одноступенчатый насос состоит из корпуса 1 спиральной формы. Внутри корпуса на валу 3 установлено рабочее колесо 2. Рабочее колесо состоит из переднего и заднего дисков с находящимися между ними лопатками 7, изогнутыми в сторону, противоположную направления вращения колеса. Вал вращается в подшипниках 4, в месте выхода вала из корпуса имеется уплотнительный сальник 5. Подвод воды в корпус насоса осуществляется через всасывающий патрубок и трубопровод 6. а отвод воды – через нагнетательный патрубок 8 и напорный трубопровод, на котором в свою очередь установлены обратный клапан и задвижка.
Перед пуском насоса его корпус и всасывающий трубопровод обязательно заливают водой. При вращении колеса вода под действием центробежной силы по межлопаточным каналам перемещается и попадает в корпус. При этом на ходе рабочего колеса и во всасывающей трубе создается разрежение и вода по всасывающему патрубку поступает к колесу. После рабочего колеса вода, поступая в корпус, приобретает дополнительный напор и по нагнетательному трубопроводу отводится к месту подачи или слива.
При работе центробежного насоса, кинетическая энергия привода превращается в энергию потока жидкости.
При работе насоса возникает кавитация: если абсолютное давление жидкости при входе в рабочее колесо будет меньше упругости паров перекачиваемой жидкости при данной температуре, то жидкость начинает вскипать и выделяется пар, который конденсируется, возникают гидроудары и коррозия внутренней поверхности насоса. Кавитацией наиболее сильно разрушаются чугун и углеродистая сталь, а наиболее устойчивы к ней бронза и нержавеющая сталь.
Преимущества центробежных насосов:
- простота и компактность;
- удобство комплектации с электродвигателем;
- возможность перекачки даже загрязненных жидкостей;
надежность и долговечность.
Недостатки:
- наличие кавитации;
- зависимость напора от частоты вращения колеса;
- необходимость предварительной заливки насоса;
- сложность изготовления колеса;
- низкий КПД (на 10-20 % ниже поршневых насосов).