4.3.5 Конструктивные разновидности лопастных насосов

К лопастным насосам относят центробежные, осевые, диагональные и вертикальные. Центробежные лопастные насосы могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

Центробежные консольные насосы

Насосы регламентированы по ГОСТ 22247. Они выполняются на отдельной стойке – тип К (рисунок 4.11) или в моноблочном с электродвигателем исполнении – тип КМ.

Они предназначены для работы в стационарных условиях для перекачивания воды (кроме морской) и других жидкостей, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности, с температурой до 85 °С, с содержанием механических примесей по объему не более 0,1 % и размером не более 0,2 мм.

Основные параметры консольных насосов: подача от 2 до 90 л/с; напор 15-90 м; частота вращения 1450 или 2900 об/мин.

Насосы на отдельной стойке (тип К) могут применяться для перекачивания жидкостей с температурой до 105 °С и работать как с разрежением, так и с подпором на входе (подпор не должен превышать 0,2 МПа). Они изготавливаются как с рабочим колесом без обточки, так и с обточкой по наружному диаметру.

Рисунок 4.11– Центробежный одноступенчатый горизонтальный насос типа К:

1 – рабочее колесо; 2 – корпус; 3 – крышка; 4 – вал; 5 – подшипник; 6 – опорный кронштейн; 7 – штуцер; 8 – маслосбрасывающее кольцо; 9 – опорная стойка;

10 – обтекатель.

Насос (рисунок 4.11) относится к насосам с закрытым рабочим колесом 1, посаженным на консольную часть вала 4, благодаря чему его называют консольным и относят к типу К. По расположению вала он является горизонтальным с выносными подшипниковыми опорами 5, расположенными в самостоятельном корпусе 6, служащем для них масляной ванной. Корпус подшипников жестко соединен при помощи болтов с корпусом насоса 2, представляющим отвод спирального типа. Спиральный отвод-корпус заканчивается нагнетательным патрубком с фланцем для подсоединения насоса к трубопроводу. К поверхности торца корпуса присоединена с помощью болтов крышка 3, выполненная заодно с осевым подводом конфузорного типа. К фланцу подвода присоединяется всасывающий трубопровод.

Для уменьшения протечек перекачиваемой насосом жидкости из отвода через пазуху между крышкой корпуса и передним диском рабочего колеса, в подводящий патрубок входа применены внутренние бесконтактные щелевые уплотнения, действие которых основано на принципе дросселирования. Таких уплотнений в одноступенчатом насосе два. Одно из них расположено у торца переднего диска рабочего колеса, а второе – между корпусом-отводом и кромкой ступицы у заднего диска рабочего колеса. Для предотвращения утечек жидкости из полости насоса между валом рабочего колеса и корпусом-отводом предусмотрено наружное уплотнение сальникового типа.

Осевые насосы

В осевых насосах частицы жидкости движутся через проточную часть вдоль цилиндрических плоскостей, осью которых является ось вращения рабочего колеса. Эти насосы отличаются большой подачей, высоким КПД, простотой конструкции компактностью и малой массой на единицу мощности. Не достатком их является малый; напор. В большинстве случаев осевые насосы устанавливают ниже уровня жидкости. Конструктивно осевые насосы делятся на насосы с жесткозакрепленными и поворотными лопастями, с горизонтальным и вертикальным расположением вала.

Подача осевых насосов составляет от 0,072 до 40,5 м³/с, напор - от 2,5 до 26 м. Они предназначены для подачи воды или других жидкостей, сходных с водой по вязкости и химической активности и температурой не более 35 ºС.

Осевые насосы используются в качестве циркуляционных насосов, в шлюзовых насосных установках, в береговых насосных станциях водоснабжения, в ирригационных системах.

Существуют два типа насосов: с жестким закреплением лопастей на задний угол при монтаже – тип О и с возможностью изменять его в процессе работы – тип ОП.

На рисунке 4.12 показан насос типа ОП в основном исполнении. Рабочее колесо 1, расположенное в сферической камере 2 и закрепленное на полом валу 6, состоит из втулки обтекаемой формы, на которой закреплены лопасти.

Жидкость поступает в насос снизу через входной патрубок. При вращении колеса она перемещается в корпусе в осевом направлении за счет угла между каждой лопастью и плоскостью ее вращения. Захватывая жидкость, рабочее колесо сообщает ей также вращательное движение. Для использования энергии, затраченной на вращение жидкости, в корпусе осевой машины устанавливают выправляющий аппарат 3, благодаря которому повышается КПД насоса и снижаются потери напора на трение жидкости о стенки трубопровода.

Рисунок 4.12 - Схема установки осевого насоса типа ОП: 1 - рабочее колесо; 2 - сферическая камера; 3 - выправляющий аппарат; 4 - нижний подшипник; 5 - корпус; 6 - вал; 7 - шток привода механизма лопастей; 8- верхний подшипник:

Для изменения подачи и напора насоса типа ОП изменяют угол установки лопастей, шток 7 привода механизма которых расположен внутри полого вала 6. Механизм разворота может иметь ручной, электрический или гидравлический привод. Угол установки лопастей при ручном приводе изменяют только на неработающем насосе.

Корпус насоса имеет отвод под углом 60°, а насосы малой мощности выпускаются с отводом под углом 90°.

Характерной особенностью средних и крупных осевых насосов является их тесная конструктивная связь со строительной частью здания насосной станции.