Динамические насосы Классификация динамических насосов.

По виду сил, действующих на жидкость, динамические насосы делятся на лопастные насосы и насосы трения. В лопастных насосах силами, действующими на жидкость, являются силы, возникающие при обтекании лопастей (лопаток) рабочих колес, а в насосах трения – силы трения.

По направлению движения жидкости в рабочем колесе насоса лопастные насосы делят на центробежные и осевые. В первых жидкость перемещается через рабочее колесо от центра к периферии, а во вторых – в направлении оси вращения колеса. По тому же признаку насосы трения делят на вихревые (жидкость перемещается по периферии рабочего колеса в окружном направлении), дисковые (жидкость перемещается от центра рабочего колеса, не имеющего лопаток, к периферии) и червячные (жидкость перемещается по винтовым каналам вдоль вращения винта). Две последние разновидности насосов применяются в качестве масляных насосов систем смазки некоторых двигателей и др. машин, а червячные ещё применяю в системах водозабора.

Из классификации и определения динамических насосов следует, что центробежный насос – это лопастный насос, в котором жидкость перемещается через рабочее колесо от его центральной части к периферии.

Проточная часть центробежного насоса (рис. 5) состоит из рабочего колеса 1, спирального отвода 2 и входного патрубка 3. Рабочее колесо обычно состоит из двух дисков, один из которых насажен на вал, а второй соединен с первым лопатками и имеет входное отверстие.

Рис. 5. Принципиальная схема центробежного насоса.

В некоторых конструкциях второй диск отсутствует (открытое колесо).

Принцип действия центробежного насоса заключается в силовом взаимодействии лопаток вращающего колеса на жидкость, протекающую через межлопаточные каналы. В результате этого жидкость непрерывно отбрасывается в спиральный отвод с увеличенной скоростью и повышенным давлением. Спиральный отвод имеет улиткообразную форму и предназначен для того, чтобы уловить уходящую из колеса жидкость и частично преобразовать её кинетическую энергию в энергию давления. Дальнейшее преобразование кинетической энергии происходит в диффузоре 4, который часто устанавливают на выходе из насоса.

Если при наполненных жидкостью корпусе и всасывающем трубопроводе привести во вращение рабочее колесо, то жидкость, находящаяся в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра к периферии. В результате этого в центральной части колеса создаётся разрежение, а на периферии – повышенное давление. Под действием этого давления жидкость из насоса поступает в напорный трубопровод, одновременно через всасывающий трубопровод, вследствие разрежения, жидкость поступает в насос. Таким образом, осуществляется непрерывная подача жидкости центробежным насосом.

Центробежные насосы могут быть не только одноступенчатыми – с одним рабочим колесом, но и многоступенчатыми – с несколькими рабочими колесами. При этом принцип их действия во всех случаях остаётся одним и тем же – жидкость перемещается под действием центробежной силы, развиваемой вращающимся рабочим колесом.

Конструктивное оформление простейшего центробежного насоса показано на рис. 6. Рабочее колесо насоса 1 помещено в корпус 2, имеющий камеру всасывания 3 и нагнетательный патрубок 4. Для уплотнения вала насоса в корпусе, с целью предотвращения утечек перекачиваемой жидкости, устанавливается сальник 5, конструкция которого определяется давлением в насосе, частотой вращения вала рабочего колеса, видом перекачиваемой жидкости (агрессивность, содержание твёрдых примесей, температура и т.п.).

Рис. 6. Центробежный насос

Центробежные насосы классифицируют:

- по количеству колёс (ступеней) – одноколёсные и многоколёсные (многоступенчатые) насосы, состоящие из нескольких рабочих колёс, вращающихся на общем валу в общем корпусе. В них жидкость проходит последовательно через колёса.

Подача многоколёсного насоса такая же, как у одноступенчатого насоса с колесом таких же размеров и при тех же оборотах. Но напор многоступенчатого равен сумме напоров, развиваемых каждым колесом в отдельности. Число колёс достигает иногда двенадцати (для горизонтальных насосов). Дальнейшее увеличение их числа нежелательно из-за значительного прогиба вала и биения при вращении. В настоящее время существуют многоступенчатые насосы, создающие напор более 4000 м;

- по создаваемому напору: низконапорные, развивающие напор до 20м; средненапорные – от 20 до 60 м; высоконапорные – свыше 60м;

- по расположению входа жидкости в насос: с боковым входом; осевым входом; двусторонним входом (колесо такого насоса представляет собой как бы сложенные тыльными сторонами два колеса с боковым входом – жидкость входит в колесо с двух сторон, благодаря чему увеличивается подача насоса);

- по расположению оси вращения рабочих органов: горизонтальные; вертикальные;

- по виду разъёма корпуса: с осевым разъёмом (разъём корпуса происходит в плоскости оси рабочего колеса); торцевым разъёмом (в плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса);

- по способу соединения с двигателем: приводные (соединяемые с двигателем ременной (цепной или др.) передачей или редуктором; соединённые непосредственно с двигателем при помощи муфты; моноблок-насосы (рабочее колесо установлено на одном валу с электродвигателем);

- по назначению и роду перекачиваемой жидкости: для чистой воды; для нефтепродуктов; канализационные; химические (для кислот, щелочей, спирта); специальные (сахарных растворов, карамельных сиропов); производственно-технические (землесосы и песковые насосы, шлаковые) и др.

Конструкции насосов отличаются друг от друга в зависимости от назначения.