книги из ГПНТБ / Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник

перегрузку электродвигателя, в результате чего может сгореть его

•обмотка.

При пуске насоса открывают кран у манометра и включают электродвигатель. Насос приводят в движение постепенно и лишь

в соответствующем направлении вращения колеса или ротора насо­ са (многоступенчатого) и электродвигателя. На многоступенчатых насосах нужное направление вращения колеса определяется по ■стрелке на корпусе или по напорному патрубку. У спиральных насосов вращение должно быть направлено в сторону расширения спирали. В случае несоответствия вращения необходимо пересоединить концы двух фаз, питающих электродвигатель.

Только при четкой исправной работе насоса вхолостую можно нагружать агрегат. Об исправной работе насоса свидетельствуют показания манометра, а также электроизмерительных приборов. Если приборы не показывают повышения нагрузки (насос не взял воду), насос немедленно останавливают, осматривают, вторично заливают и пускают в ход. Открывая регулирующую задвижку, необходимо наблюдать по показаниям амперметра за на­ грузкой электродвигателя. Если электродвигатель работает с пере­ грузкой, то нельзя полностью открывать регулирующую зад­ вижку.

Центробежный насос останавливают в следующем порядке: сначала медленно закрывают задвижку на напорном трубопро­ воде, затем— кран у вакуумметра, выключают двигатель, закры­ вают краны у манометра и на трубопроводах, подводящих

ПО

воду для заливки сальников и охлаждения подшипников, и, нако­ нец, выпускают воду из насоса и из всасывающей трубы (зимой).

§ 43. Возможные неполадки в работе центробежных насосов

Во время работы центробежного насоса могут возникнуть раз­ личные неисправности. Своевременное определение и устранение их не только удлиняет срок работы насосов, но и намного сокра­ щает время простоя, полностью исключает возможность аварий. Машинист насосной установки должен уметь быстро и безошибоч­ но обнаруживать ненормальности в работе насоса, их причину и своевременно устранять их. Основные неисправности и их при­ чины перечислены в табл. 9.

Таблица 9

П р о д о л ж ен и е табл. 9

92

П родол ж ен и е табл. 9

9. Высота всасывания превышает допустимую вы­ соту всасывания данного насоса; наблюдаются яв­ ления кавитации.

Резко уменьшилось 1. Уменьшилась частота вращения (необходимо давление в процессе проверить двигатель).

работы

2. Появились неплотности во всасывающей трубе, сальниках.

3. Механические повреждения: износились уплот­ няющие кольца или повредились лопатки рабочего колеса.

§ 44. Регулирование центробежных насосов

Расход жидкости в водопроводной сети меняется в зависимо­ сти от потребности. Насос же работает непрерывно, и при данном режиме работы производительность его постоянная. Искусствен­ ное изменение производительности и напора насоса в соответ­ ствии с потребностью сети называется регулированием. Лучше всего насос работает при проектных параметрах (при наивыгодней­ шем к. п. д.). Регулирование производится, чтобы уменьшить производительность. Его можно осуществлять изменением харак­ теристики трубопровода или переводом насоса на работу по дру­ гой характеристике, т. е. при постоянной или измененной частоте вращения. И в том, и в другом случае, как известно, рабочая точка насосной установки смещается влево (см. рис. 70, точка В). Изменение характеристики трубопровода можно достигнуть вве­ дением в сеть дополнительного сопротивления (дросселирование задвижкой), а характеристики насоса — изменением частоты его вращения. Более рациональным является регулирование изменени­ ем частоты вращения насоса, так как при этом к. и. д. выше и резко снижается потребляемая мощность (см. § 31). Чаще всего цен­ тробежные насосы устанавливаются на одном валу с электродви­ гателем. Поэтому изменение частоты вращения насоса связано с изменением частоты вращения электродвигателя. У некоторых асинхронных двигателей имеется специальная обмотка в статоре, которая позволяет (переключением обмоток на различное число пар полюсов) получать различные схемы включения двигателя. Ротор в таких двигателях, как правило, короткозамкнутый. Эти двигатели строят двух,- трех- и четырехскоростными. Другие спо­ собы изменения частоты вращения при непосредственном соедине­ нии насоса с электродвигателем менее эффективны и не экномич-

93

ны или связаны с применением дополнительного оборудования. Двигатели внутреннего сгорания также приспособлены для регулирования частоты вращения, однако для работы с цен­ тробежными насосами они применяются редко. Просто и в широ­ ких пределах регулируются турбонасосы, приводимые от паровых турбин (см. § 20). Основным видом привода для центробежных насосов в настоящее время являются электродвигатели перемен­ ного тока с короткозамкнутым ротором асинхронного типа при постоянной частоте вращения.

Наиболее распространенным, хотя экономически менее выгод­ ным, является дроссельное регулирование задвижкой на напорном трубопроводе. Такое регулирование представляет довольно прос­ тую операцию. Кроме того, задвижка необходима при пуске на­ соса в ход и отключении его на время ремонта, так что регулиро­ вание дросселированием не связано с установкой дополнительного оборудования, что является основным достоинством этого спосо­ ба. Недостаток заключается в том, что к. п. д. насосной установки ввиду дополнительных потерь напора в прикрытой задвижке пони­ жается. Регулировать подачу насоса задвижкой на всасывающем трубопроводе не рекомендуется, так как к указанному выше не­ достатку такого регулирования в этом случае добавляется еще большее снижение к. п. д. вследствие ухудшения всасывающей способности, выделения паров жидкости и возможной кавитации. При совместной работе однотипных насосов регулирование воз­ можно путем переключения их на изолированную, параллельную или последовательную работу.

Если пренебречь потерями, можно считать, что при последо­ вательном соединении одинаковых насосов давление удваивается, а подача сохраняется. При параллельном же соединении однотип­ ных насосов, хотя подача возрастает и распределяется поровну между обоими насосами, она, как было показано, меньше, чем сумма подач тех же насосов, работающих отдельно на данный трубопровод.

Следовательно, с точки зрения использования центробежных насосов наиболее эффективно последовательное их соединение. Кроме перечисленных способов, регулировать центробежные насо­ сы можно изменением диаметра колеса. Наружный диаметр рабочих колес обтачивается в соответствии с универсальной харак­ теристикой. Способ этот предполагает регулирование не в процес­ се работы насоса, а при переходе на другой режим работы на более или менее длительное время. В таком случае можно иметь несколько комплектов рабочих колес разного наружного диамет­ ра для различных подач насоса. Регулирование этим способом выгодно отличается от дросселирования, так как при этом не затрачивается лишней энергии. Обточка колес допускается не бо­ лее чем на 20% от первоначального диаметра. При этом к. п. д. насоса снижается на (1н-5)%. Заметим, что обтачивание колес применимо при ремонте насоса в случае их сильного износа по на­ ружному диаметру.

94

§ 45. Уход за центробежным насосом

Во время работы насоса необходимо следить за исправным состоянием арматуры. В местах присоединения всасывающей тру­ бы должна быть обеспечена достаточная плотность, чтобы не про­ сачивался воздух. Если насос при работе вибрирует, необходимо его остановить и найти причину. Насос периодически разбирают для чистки. Перед сборкой внутренние поверхности следует густо смазывать тавотом.

Во время работы насоса необходимо следить за количеством и качеством смазки в подшипниках. Масло должно быть на уровне по маслоуказателю. Для подшипников насоса следует применять только цилиндровое масло, которое нужно менять периодически, промывая подшипники керосином (для некоторых насосов реко­ мендуют производить смену масла после 800л-1000 ч работы). Смазочное кольцо подшипников должно свободно вращаться вместе с валом. Необходимо тщательно следить за температурой подшипников, которая не доли-сна превышать температуру машин­ ного помещения более чем на (40л-50)°. Для обеспечения доста­ точной плотности в сальниках их следует своевременно подтяги­ вать. Они должны быть затянуты так, чтобы вода просачивалась редкими каплями. Периодически сальники набивают. При негодно­ сти набивку полностью меняют. Если насос работает в неотапли­ ваемом помещении, то в зимнее время необходимо следить за тем, чтобы насос и трубопровод на время остановки не остались запол­ ненными водой. Длительная и бесперебойная работа насосной установки возможна только при содержании ее в чистоте, точном соблюдении правил технической эксплуатации, устранение мелких дефектов тотчас же после их обнаружения, своевременном и каче­ ственном ремонте. Полное использование мощности оборудова­ ния, постоянное поддержание его в рабочем состоянии с мини­ мальным износом деталей достигаются при правильно налажен­ ной системе планово-предупредительного ремонта (ППР).

Г л а в а III

ВИХРЕВЫЕ И ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИХРЕВЫЕ НАСОСЫ

§ 46. Устройство и принцип действия вихревых насосов

Рабочее колесо 6 (рис. 77) с радиальными или наклонными лопатками помещено в цилиндрический корпус 4, снабженный всасывающим патрубком 2 и нагнетательным 3, которые отделе­ ны друг от друга перемычкой 5. Зазор 1 между рабочим колесом и корпусом не превышает (0,15н-0,20) мм. Рабочее колесо заса­ сывает жидкость из внутренней части канала 1 (ближе к центру

95

колеса) и нагнетает ее центробежной силой во внешнюю. В этом отношении рабочее колесо вихревого насоса работает аналогично рабочему колесу центробежного насоса. В результате такого дви­ жения жидкости возникает вихрь, благодаря которому ее части­ цы несколько раз возвращаются к внутренней части канала и вновь отбрасываются во внешнюю часть с повышенным давле­ нием. Проходя через рабочее колесо, жидкость приобретает ок­

Во избежание этого ставится дополнительная труба с предохрани­ тельным клапаном, через которую лишняя жидкость вытекает во всасывающую трубу.

Вихревые насосы выпускаются одноступенчатыми и двухсту­

Эти насосы отличаются большой быстроходностью и простотой конструкции. Всасывающий и нагнетательный патрубки насоса расположены в верхней части корпуса, что позволяет заливать его только перед первым пуском. При остановке насоса он остает­ ся залитым для последующего пуска. Таким образом, вихревые насосы являются самовсасывающими. Кроме того, они реверсив-

образованием и, следовательно, потерями энергии. Поэтому их применяют при небольших мощностях. Кроме того, они непригод­ ны для перекачивания жидкостей с большой вязкостью, а также содержащих абразивные включения, вызывающие быстрый износ насоса, увеличение зазоров и вследствие этого падение производи­ тельности.

96

Вихревые насосы используются при большом давлении, но малой производительности. Особенно перспективно их примене­ ние для перекачивания смеси жидкости и газа (бензин, спирт и др.), сжиженных газов, кислот, щелочей и др.

До настоящего времени отсутствует стройная, общепризнанная теория вихревых насосов, а принцип действия, ввиду его сложно­ сти, недостаточно изучен. Это затрудняет совершенствование их конструкции.

§ 47. Центробежно-вихревые насосы типа ЦВ

Насос этого типа состоит из последовательно включенных колес — центробежного 2 и вихревого 1 (рис. 78). Поток выбра­ сывается центробежным колесом в спиральный отвод и поступает далее по каналу (на чертеже не показан), выполненному в корпу-

Рис. 78. Центробежно-вихревой насос типа ЦВ

се 6, во входное отверстие вихревого колеса. Последнее подает жидкость через канал 7 в напорный трубопровод. Корпус, крыш­ ка и центробежное колесо чугунные, вихревое колесо стальное. Два однорядных подшипника 5 воспринимают радиальную и осе­ вую нагрузки. Смазка подшипников (солидол) удерживается от расползания по валу войлочными кольцами. Уплотнение вала со стороны двигателя (всасывания) достигается резиновым коль­ цом 4. Кроме того, в полость уплотнения по каналу 3 подводится жидкость под определенным давлением выхода из центробежного колеса (водяное уплотнение). Аналогично выполнено уплотнение

вала на стороне вихревого колеса. Жидкость, проникающая сквозь уплотнение, отводится в дренаж через отверстие 8. Эти насосы развивают более высокое давление (табл. 10), имеют больший (0,55) к. п. д., чем вихревые, и менее склонны к кавитации.

Примечание. Буквы в обозначении марки насосов означают: Э — электри­ ческий, С — самовсасывающий, Н — насос, Л — лопастной (вихревой), Ц — цен­ тробежный, В — вихревой.

Г л а в а IV

НАСОСЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

§ 48. Шестеренные и кулачковые насосы

Шестеренный насос (рис. 79, а) состоит из двух широких ци­ линдрических зубчатых колес 1 и 3 плотного сцепления. Между колесами и корпусом насоса имеются небольшие зазоры. Первое колесо 1 вращается от электродвигателя, второе 3— от первого.

Рис. 79. Шестеренный насос

Жидкость захватывается зубьями в направлении к стенкам корпу­ са, переносится во впадинах между зубьями со стороны всасываю­ щего патрубка 2 в сторону нагнетательного патрубка 4; обратно

98

жидкость поступать не может, так как между зубьями обеспечено плотное сцепление.

Для вывода формулы производительности шестеренного на­ соса принимают, что объем головки зуба равен объему впадины (от начальной окружности к окружности впадин). За один оборот каждая шестерня нагнетает объем, равный объему кольца с диа­

"По = 0,7-ч-0,9 — коэффициент наполнения.

Практика показала, что при высокой степени точности изготов­ ления этих насосов коэффициент наполнения можно довести до 0,90-4-0,95, а коэффициент полезного действия— до 0,6-4-0,7. Вме­ сте с тем при значительном износе зубьев плотность сцепления на­ рушается, в результате возможно обратное попадание жидкости,

На шестеренные насосы имеется ГОСТ 12222—66. Стандарт рас­ пространяется на насосы с подачей до 144 м3/ч и давлением наг­ нетания до 25-ІО5 Н/м2. Стандарт не распространяется на насосы для станочных и других гидросистем, встроенные, являющиеся неотъемлемыми сборочными единицами машин.

Шестерни могут иметь прямые, косые и шевронные зубья. Чис­ ло зубьев для наибольшей компактности обычно небольшое (8-4-12, иногда больше). Чем меньше модуль, тем больше число зубьев.

9»