3.Описание устройства и работы лопастных и поршневых насосов.
Лопастные насосы выгодно применять при большой производительности и относительно малых давлениях, а в соответствии с классификацией по удельной быстроходности — при ns>20. При меньших значениях ns выгоднее использовать объемные насосы. Лопастные насосы применяют для обеспечения циркуляции воды, в системах теплофикации и центрального водяного отопления, для подачи воды в увлажнительные вентиляционные камеры, питания котлов и во многих других случаях. Они обладают высоким КПД, могут быть непосредственно соединены с электродвигателями, имеют плавную без толчков подачу и достаточно легко регулируются. Однако при пуске, если нет подпора, лопастные насосы приходится заливать, так как в противном случае через насос в начале пуска проходит воздух, мешая развить достаточное для подсоса жидкости давление (примерно в 800 раз меньше, чем при воде). Имеются самовсасывающие лопастные насосы, снабжаемые включаемыми при пуске компрессорами (вакуум-насосами), которые создают во всасывающем трубопроводе разрежение и обеспечивают подсос жидкости. Подача лопастных насосов в отличие от объемных в большой степени зависит от противодавления. Это обстоятельство в ряде случаев, когда требуется обеспечить в эксплуатации неизменную производительность, является недостатком, но зато оно облегчает регулировку. Лопастные насосы, как уже было указано, разделяют на центробежные (рис. VI.17, /), осевые (рис. VI.17, 2) и вихревые (см. рис. 1.6). Выпускают также лопастные насосы диагональные — промежуточного типа между центробежными и осевыми (рис. VI. 17, 3).
Работа этих насосов основана на общем принципе — силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости. Однако механизм этого взаимодействия у насосов перечисленных типов различен, что, естественно, приводит к существенным различиям в их конструкциях и эксплуатационных показателям.
Основным рабочим органом центробежного насоса, является свободно вращающееся внутри корпуса колесо, насаженное на вал. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего и заднего), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.
Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разрежение, а в периферийной его части — повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод ее от него.
Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему патрубку и всасывающему трубопроводу. Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разрежение).
Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки), куда и поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.
Анализ уравнения показывает, что центробежная сила, а следовательно, и напор, развиваемый насосом, тем больше, чем больше частота вращения и диаметр рабочего колеса. В качестве привода центробежного насоса можно использовать любой высокооборотный двигатель. Чаще всего для этой цели применяют электродвигатели.
Поршневой насос (плунжерный насос) — один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней, совершающих возвратно-поступательное движение. Принцип работы поршневого насоса (рис. 1) заключается в следующем. При движении поршня вправо в рабочей камере насоса создаётся разрежение, нижний клапан открыт, а верхний клапан закрыт, — происходит всасывание жидкости. При движении в обратном направлении в рабочей камере создаётся избыточное давление, и уже открыт верхний клапан, а нижний закрыт, — происходит нагнетание жидкости.
Одной из разновидностей поршневого насоса является диафрагменный насос.
