§ 3. Измерительные приборы

При эксплуатации и испытаниях насосов необходимо замерять напор (давление), подачу, частоту вращения вала и мощность. Давление измеряется манометром, устанавливаемым на напорном патрубке насоса.

Рис. 16. Манометр

Рис. 17. Измерение подачи насоса с помощью диафрагмы и дифманометра

В манометре (рис. 16) имеется упругая лагунная трубка 1 овального сечения. Один конец трубки запаян н соединен с помощью рычагов и зубчатой передачи со стрелкой 2. Другой конец трубки открыт и включается в напорный трубопровод. Трубка под действием разности измеряемого абсолютного р и атмосферного (барометрического) р_а давлений (р—р_а) будет выпрямляться при увеличении абсолютного давления и закручиваться при уменьшении этого давления, причем запаянный конец трубки будет перемещаться, и стрелка на шкале манометра покажет избыточное (манометрическое) давление р_м = р — р_а. Для получения абсолютного давления необходимо к манометрическому прибавить давление атмосферного воздуха.

Вакуумметр, измеряющий разрежение, аналогичен по устройству манометру и устанавливается на подводящем патрубка насоса. Показываемое вакуумметром разрежение (вакуум)

(1.10)

Измерение подачи насоса производится механическими водомерами, а также расходомерами (дифманометрами) с использованием дроссельных устройств (диафрагм). Измерения с применением диафрагм основаны на замере перепада давления жидкости.

В механических водомерах использован принцип замера скорости течения воды в трубопроводе с помощью лопастной вертушки (аналогия с анемометром), которая связана со стрелками, указывающими на шкале водомера количество протекающей жидкости.

Диафрагма (рис. 17) представляет собой тонкий диск с отверстием, имеющим острую прямоугольную кромку со стороны входа жидкости. Диафрагма на напорном трубопроводе устанавливается таким образом, чтобы прямолинейный участок движения потока до диафрагмы был не менее 20 диаметров трубопровода, а после нее — не менее пяти диаметров.

Подача насоса (м3/с), измеряемая посредством диафрагмы, определяется по формуле

(1.11)

где  — коэффициент расхода сужающего устройства, принимается по таблицам в зависимости от d/D; площадь отверстия сужающего устройства, мг; ∆р — перепад давления в сужающем устройстве, измеренный дифманометром. Па; p — плотность жидкости, кг/м³ .

§ 4. Эрлифты

Эрлифт (рис. 18) — воздушный подъемник, представляет собой устройство, в котором для транспортирования воды используется пневматическая энергия. Сжатый воздух от компрессора 1 по трубе 2 подается к форсунке 3, расположенной ниже уровня воды. Отверстиями форсунки воздух разбивается на отдельные пузырьки, которые устремляются вверх по подъемной трубе 4. Легкая водо-воздушная смесь в трубе 4 вытесняется столбом жидкости в резервуаре. При непрерывной подаче воздуха в форсунку происходит подача смеси вверх и поступление жидкости к форсунке по подводящему трубопроводу 5. В воздухоотделителей смесь выливается из открытого конца подъемной трубы, а заключенный в смеси воздух выделяется в атмосферу.

Исходными данными для расчета эрлифта являются его подача Q (м3/ч), геометрическая высота подачи Hг (м) и глубина погружения Нп.ф. (м) форсунки.

Глубина погружения форсунки и концентрация воздуха в смеси определяют высоту подачи эрлифта. Поэтому основные параметры эрлифта определяются величиной относительного погружения форсунки;

(1.12)

откуда глубина погружения форсунки

(1.13)

В расчетах принимают α _п.ф. = 0,3 ... 0,8. Для нормальной работы эрлифта с учетом потерь давления в воздухоподающей трубе компрессор должен развить давление (Па)

(1.14)

Необходимое количество воздуха (м ³/мин)

(1.15)

Рис.18. Эрлифт

Экономическая скорость движения смеси в подъёмной трубке превышает 6…10 м/с. Однако при движении смеси вверх скорость её растёт из-за расширения пузырьков воздуха, поэтому подъёмная труба в верхней части имеет больший диаметр. Точка перехода от одного к другому определяется расчётами скорости по длине трубы.

К.п.д. эрлифта определяется как отношение полезной работы, затраченной на подъём воды, к работе изотермического расширения в подъёмной трубе.

Достоинством эрлифтов являются: простота устройства, малые габариты, отсутствие движущихся деталей, расположение основного оборудования на поверхности, уменьшение протяжённости выработок, безопасность работы, надёжность, уменьшение затрат труда при эксплуатации, саморегулирование с изменением глубины погружения при откачке воды, возможность откачивания неосветлённой воды.

Эрлифты применяются для гидропоъёма на гидрошахтах и для водоотлива.

ТРУБОПРОВОДЫ НАСОСОВ