15.1.2. Лопастные насосы

К группе лопастных относятся центробежные и пропеллерные (осевые) насосы.

В центробежном насосе (рис. 15.4) на жидкость, заполняющую каналы между лопастями колеса 1 и вращающуюся вместе с ним, действует центробежная сила, отбрасывающая ее от центра колеса на периферию. Таким образом создается повышенное давление на периферии и разрежение в центре. Под действием этой разности давления все новые порции жидкости засасываются через центральное отверстие 2 колеса и выбрасываются с его периметра в сборную улитку 3, откуда через нагнетательный патрубок 4 жидкость подается к потребителю.

Рис. 15.4

Одноколесные центробежные насосы могут создавать давление не более 0,5–1 МПа, многоколесные – до 15–20 МПа. Производительность центробежных насосов достигает 3000 л/с.

Рис. 15.5

Осевой насос имеет лопасти, представляющие собой часть винтовой поверхности (рис. 15.5). При вращении колеса лопасти как бы ввинчиваются в жидкость и заставляют ее перемещаться вдоль оси вращения. Сечение лопастей имеет обтекаемую форму, схожую с формой самолетного крыла. Осевые насосы создают сравнительно малое давление (до 0,5 МПа), но зато имеют большую производительность – до 20–25 тыс. л/с.

Разнообразие конструкций насосов определяется широкой сферой их применения. Так, например, для обслуживания гидропрессов чаще всего используются кривошипные поршневые насосы, создающие высокое давление и имеющие достаточную производительность. Пластинчатые и шестеренные насосы не обеспечивают необходимых для гидропрессов давления и производительности.

Для откачивания воды из шахт устанавливаются центробежные насосы. Осевые насосы при высокой производительности не обеспечивают необходимого напора.

Для подачи смазки обычно применяются шестеренные насосы ввиду их простоты и надежности. Центробежные насосы для этого непригодны из-за невозможности получения малых производительностей.

15.2. Гидротурбины

Гидравлические турбины являются устройствами (машинами), в которых энергия потока жидкости преобразуется в механическую энергию. Поток жидкости тем или иным способом направляется на рабочее колесо турбины и, воздействуя на лопасти, приводит его во вращение. На валу колеса создается крутящий момент, который используется для приведения в движение механизмов. Чаще всего вал турбины непосредственно соединен с валом электрического генератора, вырабатывающего электрическую энергию.

По принципу действия турбины делятся на активные и реактивные.

15.2.1. Активные турбины

В активных турбинах происходит преобразование кинетической энергии жидкости в механическую энергию турбины путем прямого воздействия струи воды на лопасти турбины. Давление в жидкости на входе и выходе турбины одинаковое и равно атмосферному.

Рис. 15.6

Активные турбины выполняются в основном ковшовыми. На рис. 15.6. приведена схема активной турбины Пельтона. Колесо турбины представляет собой диск, на окружности которого закреплены лопасти в виде ковшей. Струи воды бьют из специальных сужающих сопел 1, одновременно воздействуя на часть лопастей 2. Мощность турбины регулируется иглой, перемещающейся внутри сопла в осевом направлении и изменяющей расход воды. Активные турбины используют большие напоры – 150–1750 м водяного столба.