3.1 Основные виды динамических насосов

В динамических насосах приращение энергии происходит в результате взаимодействия потока жидкости со свободно вращающимся в рабочей камере лопастным рабочим колесом. Данные насосы отличает компактность, удобство комбинирования с приводным электродвигателем и достаточно высокий кпд

Динамические насосы подразделяются на три основных вида: центробежные, осевые и вихревые. Конструктивные схемы этих насосов в основном имеют одни и те же элементы. Различным является взаимодействие рабочего колеса с потоком.

В центробежных насосах лопастной аппарат рабочего колеса формирует проточные каналы, направленные от его центра к периферии. Это позволяет при силовом воздействии лопастей колеса с жидкостью использовать центробежные силы.

Рисунок 3.1. - Схемы устройства динамических насосов

Схема устройства простейшего центробежного насоса представлена на рисунке 3.1 а. Рабочее колесо заключено в корпус 2 спиральной формы. При вращении колеса жидкость перемещается от центра к периферии, выбрасывается в рабочую камеру и поступает в напорный трубопровод. Приобретенная в колесе кинетическая энергия в камере преобразуется в потенциальную энергию (энергию давления) за счет торможения потока. Через приемное отверстие происходит всасывание жидкости.

В осевых насосах (рисунок 3.1 б) лопастной аппарат формирует каналы, направляющие движение потока вдоль оси. Создающийся перепад давлений на лопастях при вращении рабочего колеса 1 формирует подъемную силу, заставляющую перемещаться жидкость вдоль оси и, одновременно, при вращении колеса жидкость раскручивается. Для гашения раскрутки используются специальные направляющие аппараты 2. Рабочие колёса в осевых насосах, как правило, – открытые, с лопастями, которые установлены на втулке жестко, либо с возможностью их поворота.

Осевые насосы по сравнению с центробежными насосами обладают большей подачей, но меньшим напором при одинаковом диаметре рабочего колеса.

Недостатком центробежных и осевых насосов является отсутствие самовсасывающей способности и необходимость заполнения их жидкостью перед запуском в работу.

В вихревых насосах (рисунок 3.1 в) подвод и отвод жидкости осуществляется на периферии рабочего колеса. Рабочее колесо представляет собой диск с короткими радиальными лопастями, которое находится в корпусе с малыми осевыми зазорами и кольцевым каналом вокруг него. При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. При этом один и тот же объем жидкости, движущийся по винтовой траектории и многократно попадая в межлопастное пространство колеса, каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а, следовательно, и напора.

Напор вихревых насосов в 2…4 раза больше, чем у центробежных насосов, при одном и том же диаметре колеса, а подача – ниже.

Достоинством вихревых насосов является наличие самовсасывающей способности. Это исключает необходимость заливки корпуса и всасывающей линии насоса перекачиваемой жидкостью перед пуском. Вихревой насос может перекачивать как сплошные жидкости, так и жидкостно-газовые смеси.

Недостатком вихревых насосов является сравнительно невысокий КПД (0,25…0,5) и быстрый износ деталей при работе с жидкостями, содержащими взвешенные твердые частицы. Это обстоятельство ограничивает область использования вихревых насосов. Однако при очень малых подачах, они конкурируют с центробежными насосами.