81

7 Нагнітачі.

7.1Призначення і класифікація нагнітачів.

Насоси, вентилятори і компресори входять у клас гідравлічних машин, які називаються нагнітачами.

Нагнітач - це гідравлічна машина, призначена для переміщення рідин і газу і надання їм механічної енергії.

За принципом дії нагнітачі підрозділяються на лопатеві, об'ємні і струминні.

Нагнітачі краплинних рідин називаються насосами.

Нагнітачі повітря й інші газів називаються вентиляторами, повітродувками і компресорами.

У вентиляторах тиск середовища що перекачується збільшується не більш, ніж на 0,15 бар, у повітродувках - не більш, ніж на 3 бари, а в компресорах збільшення тиску середовища складає від 3 бар і більш.

Тому що перепад тисків середовища у вентиляторів невеликий, її питомий об’єм до і після нього практично не змінюється. Тому можна вважати, що насоси і вентилятори перекачують нестисливі рідини. /Це дозволяє використовувати ті самі теоретичні положення при аналізі роботи і вентилятора і насоса. /

Найбільше поширення одержали лопатеві нагнітачі, робочим органом яких є обертове робоче колесо, постачене лопатами.

П ередача енергії в нагнітачах цього типу здійснюється за рахунок динамічної взаємодії лопат колеса з рідиною.

Лопатеві нагнітачі підрозділяються на відцентрові й осьові.

У відцентровому нагнітачі рідина з підводу 1 потрапляє в канали, утворені лопатами 2 робочого колеса 3. При роботі нагнітача рідина в каналах обертається разом із робочим колесом і під дією відцентрових сил викидається у відвід 4, що плавно розширюється, а від туди в дифузор 5.

Тут швидкість рідини знижується, а тиск збільшується. Навколо ступці робочого колеса 6 створюється область зниженого тиску, завдяки чому виникає постійний приток рідини до колеса з підводу 1.

У осьовому нагнітачі робочу лопату 1, закріплену під кутом до площини обертання можна уявити як елемент багатозахідного гвинта. При роботі колесо 1, обертаючись усередині циліндричного кожуха переміщає рідину уздовж осі нагнітача. Двигун 3 розміщений усередині обтічника 4. Для зменшення гідравлічних утрат перед робочим колесом розташований обтічник 6. У вихідному дифузорі 5 швидкість середовища зменшується і збільшується її статичний тиск.

Р обоче колесо вихрового насоса має радіальні прямі лопатки 3. При обертанні робочого колеса 2 рідина з міжлопатевого каналу 5 відцентровими силами викидається у відвід 6 у корпусі насоса. Обертаючись разом із міжлопатевим каналом 5, рідина набуває окружну швидкість. При змішуванні рідини, яка виходить з міжлопатевого каналу і поточної у відводі остання одержує імпульс у напрямку прямування колеса, що сприяє переміщенню рідини у відводі і зростанню тиску уздовж відводу. Таким чином, у відводі і міжлопатевому каналі утвориться вихрова теча. Відвід закінчується поділом потоків 7 і напірним патрубком 4 через який рідина відводиться з насоса. В усмоктувальному патрубку 1 створюється область зниженого тиску завдяки чому забезпечується постійний приток рідини в насос.

У об'ємних нагнітачах передача рідини механічної енергії здійснюється зміною об’ємів їхніх робочих камер. Об'ємні нагнітачі підрозділяються на поршневі і ротаційні.

Н айпростіший поршневої насос складається з циліндра 1, поршня 2, сполученого з приводним механізмом 3, усмоктувального 5 і нагнітального 6 клапанів, розташованих у клапанній коробці 4. При руху поршня вправо рідина через клапан 5 заповнює робочу камеру. При переміщенні поршня вліво тиск у робочій камері підвищується, клапан 6 відчиняється, і рідина виштовхується в нагнітальну трубу. Поршневі нагнітачі застосовуються в тих випадках, коли потрібно значно підвищити тиск рідини, що перекачується.

Типовим представником ротаційних насосів є пластинчастий насос.

Р обочі камери таких насосів обмежені двома сусідніми витискувачами /пластинами/ і поверхнями ротора і статора. У роторі 4 приміщені дві і більш пластини 2, що піджимаються пружиною 3 до статорного кільця 1, вісь якого зміщена щодо осі обертання ротора 4. При повороті ротора обсяг камери сполученої з усмоктувальним патрубком 5 збільшується, а обсяг камери, сполученої з нагнітальним патрубком 6, зменшується. При цьому відбувається усмоктування рідини через патрубок 6.

У струминному насосі потік робочої рідини під тиском надходить у сопла 1. Витікая з високою швидкістю потік, захоплюють частки рідини, що інжектується втягуючи їх у прямування. Внаслідок нерозривності потоку у патрубку 3 створюється розрядження. Перемішування робочого і інжектуємого потоків відбувається в камері змішування 4. Після цього суміш надходить у дифузор 5 де швидкість її і кінетична енергія зменшуються, а тиск зростає. З дифузора рідина надходить у нагнітальний трубопровід 6.