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

R и г — большой и малый радиусы овала статорного коль­ ца, мм:

б — толщина пластины, мм.

Насосы этого типа получили большое распространение в маши­ ностроении— в механизмах подач сверлильно-расточных и токар­ ных станков, в самосвалах — для механизмов опрокидывания ку­ зова, в экскаваторах — для механизмов управления и в других машинах. Производительность насосов — 5-^-200 л/мин, рабочее давление— (60-4-70) -105 Н/м2, иногда до 125-ІО5 Н/м2. Пластинча­ тые насосы обратимы, но не регулируются, что является их недо­ статком. Поэтому они применяются в гидроприводах с дроссель­ ным регулированием подачи жидкости.

В станкостроении для увеличения производительности исполь­ зуются также сдвоенные в осевом направлении пластинчатые на­ сосы, имеющие в одном корпусе на одном валу два ротора. Каж­ дый из сдвоенных насосов имеет свои отверстия для всасывающих и нагнетательных труб. Пластинчатые насосы надежны в эксплуа­ тации, имеют высокий объемный к. п. д. (0,85-^0,95), выдержи­ вают многократный и быстрый ремонт. Недостаток — повышенный износ и расход энергии от трения пластин, ввиду чего общий к. п.д. уменьшается до 0,44-^0,77. Наиболее истирающиеся детали на­ соса— статорное кольцо 2 — изготовляется из закаленной стали ШХ15 или 9ХС, а пластины — из быстрорежущей стали Р18 и Р9.

Пример. Насос, перекачивающий жидкость плотностью р = 1100 кг/м3, имеет производительность 46,5 м3/ч. Избыточное давление в нагнетательном патрубке насоса по манометру 3,34-ІО5 Н/м2; показание вакуумметра на всасывающем

присоединения манометра и вакуумметра 0,3 м. Мощность на валу электродви­

ПО

Гидравлическая мощность насоса

Заметим, что формулу для определения гидравлической мощности можно несколько изменить:

Na = V (Рн—Рве f Рgh) = V ( р и + р 6ар - />бар -і-Рв + Рgh)

= V (Ри “Г Рв -f Рgh).

Задачи

1. Определить величину теоретического давления, развиваемого центробеж­ ным насосом при следующих данных: абсолютная скорость входа воды в колесо

2. Центробежный насос подает 50 м3/ч воды. Манометр на нагнетательном патрубке показывает ря= 2,6’105 Н/м2, вакуумметр на всасывающем патрубке — 0,34-ІО5 Н/м2; расстояние между манометром и точкой присоединения вакуум­ метра 0,6 м; коэффициент полезного действия насоса rj= 0,62. Определить мощ­ ность на валу центробежного насоса.

Ответ. N = 6,58 кВт.

3. Центробежный насос подает холодную воду в количестве Q= 100 м3/ч из колодца в напорный бак по трубе диаметром d=150 мм с полной высотой подъе­ ма 32 м. Определить полный к. п. д. насоса, если мощность на его валу состав­ ляет N в=14 кВт, а суммарный коэффициент сопротивления, включая трение,

равен 2 g = l0,5.

Г л а в а V

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК

§ 53. Понятие об автоматических насосных установках

Все основные операции на насосной станции (открытие за­ движки на всасывающем трубопроводе; включение вакуум-насоса, если отсутствует заливка из напорного трубопровода; включение электродвигателя рабочего насоса; отключения вакуум-насоса; открытие задвижки на напорном трубопроводе; работа насоса; закрытие задвижки; остановка насоса) могут быть автоматизиро­ ваны. При помощи элементов автоматизации насосные агрегаты

111

гаты автоматически отключаются также в случаях перегрузки двигателя, падения напряжения в сети, прекращения подачи воды насосом, перегрева подшипников и т. д. Сигнализацию об измене­ нии уровня воды в резервуарах и давления в трубопроводе осу­ ществляют различные реле, в том числе реле уровня.

Применяются полуавтоматические и полностью автоматические насосные станции. На первых процесс пуска отдельных насосных агрегатов частично или полностью автоматизирован, но первона­ чальный импульс производится вручную персоналом станции. На автоматических насосных станциях включение отдельных агрега­ тов, их остановка и все операции по регулированию во время са­ мой работы производятся автоматически без участия обслуживаю­ щего персонала. Наибольший экономический эффект и наивысшие технические показатели дают полностью автоматизированные на­ сосные станции.

§ 54. Приборы автоматических насосных установок

Для автоматизации насосных установок применяются специ­ альные электромагнитные, механические, гидравлические и тепло­

112

давления трубка 2 сильфона растягивается, приподнимает рычаг 4, и цепь сети управления разрывается. При снижении давления пружина 6 сжимает трубку 2 и переводит рычаг 4, вследствие чего цепь сети управления через линейные провода Л\ и Л 2 замыкается. Беспоплавковое реле уровня работает при давлении М О5 Н/м2.

Реле давления электроконтактного типа изображено на рис. 90. Как и в обычных манометрах, основной частью его является труб­ чатая пружина 1. Электроконтактный манометр имеет два непод­ вижных контакта — левый 2, замыкающийся при давлении ниже предельного, на которое он рассчитан, и правый 4, замыкающийся при давлении, превышающем установленную для него величину. Подвижный контакт 3 укреплен на стрелке манометра. Контакт­ ная система и изоляция манометра допускают возможность вклю­ чения их в цепи управления напряжением до 380 В переменного тока или 220 В постоянного тока.

Реле времени (рис. 91) устанавливается, чтобы обеспечить вы­ держку времени (от нескольких секунд до нескольких минут) между отдельными операциями при автоматическом управлении.

Реле состоит из двух неподвижных контактных пружин и двух биметаллических пластинок, каждая из которых состоит из двух разных металлов с различными коэффициентами расширения. При нагревании такой пластинки одна часть ее

цепью слабого тока и исполнительной цепью значительно большей мощности.

Кнопка с замкнутым контактом Кнопка с разомкнутым контактом Предохранитель

Рубильник

Рис. 93. Простейшая схема автоматического уп­ равления одним насосным агрегатом

На железный стержень (сердечник) 1 надета катушка с обмот­ кой 2 из медного изолированного провода. При прохождении тока через обмотку сердечник притягивает якорь 6, укрепленный

114

на корпусе реле в шарнире 5. Притягиваясь к сердечнику, якорь замыкает электрические контакты 4, укрепленные на контактных пластинках 3. Последние соединены с исполнительной электриче­ ской цепью проводами. Если тока в обмотке реле нет, пружинящие контактные пластины сами размыкают цепь, поворачивают якорь вокруг шарнира 5 и отводят его от сердечника.

На рис. 93 приведена простейшая схема автоматического уп­ равления одним насосным агрегатом при помощи поплавкового реле уровня и магнитного пускателя. Импульс от поплавкового реле передается на агрегат без промежуточного реле. Так как реле уровня РУ работает на рабочем напряжении, то контакты его должны быть рассчитаны на силу тока в катушке магнитного пу­ скателя, включающего электродвигатель. Система работает сле­ дующим образом. При заполнении резервуара водой поплавковое реле разрывает цепь катушки магнитного пускателя МП. Послед­ ний, сработав, размыкает три фазы МПЬ МП2 и МП3 силового тока. Двигатель выключается. Когда же уровень воды опускается до нижнего предела, поплавковое реле РУ замыкает цепь катушки магнитного пускателя МП и двигатель включается в работу. В схе­ ме предусмотрена защита двигателя от перегрузки — термическое реле РТ. Контроля за работой агрегата, а также сигнализации в схеме нет; предусмотрена установка переключателя П для пе­ реключения на ручное управление.

Такая схема может применяться лишь при небольшом расстоя­ нии между насосом и резервуаром, когда падение напряжения в проводах, соединяющих катушку магнитного пускателя с поплав­ ковым реле уровня, незначительно. Для работы реле на понижен­ ном напряжении устанавливается понижающий трансформатор.

§ 55. Манометры и вакуумметры

Металлические манометры (пружинные и мембранные) приме­ няются для измерения высоких давлений. К сосуду, в котором не­ обходимо измерить давление, манометр присоединяется при помощи трубки, имеющей резь­ бу. Жидкость или газ по этой трубке поступает в изогнутую латунную трубку и своим давле­ нием частично ее распрямляет (рис. 94, а). При этом цепочка (или тяга) поворачивает стрел­ ку, показывающую соответству­ ющее давление на циферблате.

В мембранных манометрах (рис. 94, б) давление передается

на мебрану Ь, соединенную со стрелкой через рычаг и зубчатую передачу.

115

Манометры предназначены для непосредственного измерения давления сверх атмосферного.

Основной частью жидкостных манометров является U-образ- ная трубка диаметром не менее 5 мм, в которую наливается ртуть,

быточному давлению в воздуховоде: 1 мм вод. ст. соответствует 9,8« 10 Н/м2, т. е. жидкостные манометры обеспечивают высокую точность измерений. Поэтому их применяют для измерения неболь­ ших давлений (например, в вентиляционных установках), а также в лабораторных условиях.

Если нужно измерить не давление в сосуде, а разность давле­ ний в двух сосудах или же в двух точках жидкости в одном и том же сосуде (трубопроводе), применяются дифференциальные ма­ нометры (рис. 96).

Давление р на уровне поверхности ртути в левом колене

hi — Іи = h,

то

116

Измерение малых давлений U-образными манометрами затруд­ нительно из-за малого перепада уровней жидкости. Поэтому при­ меняется наклонный манометр (рис. 97), который состоит из ка­ меры 2, соединенной с местом отбора давления, и наклонной сте­ клянной трубки 1. На поверхности жидкости в камере действует измеряемое давление. Столб жидкости в наклонной трубке дол­ жен быть таким, чтобы его вертикальная проекция уравновеши­ вала давление на поверхности жидкости в камере. Если Н — пока­

зонту под разными углами а, для которых sin а = 0,125; 0,25; 0,5» 1,0. Резиновые шланги к прибору присоединяются при помощи штуцеров. Наклонная трубка имеет более длинную шкалу»

Ряс. 98. Микроманометр ЦАГИ

поэтому одно и то же давление выражается большим числом миллиметров на шкале, (при той же цене деления), чем у манометра с вертикальной трубкой. Следовательно, точность, по­

117

казаний прибора большая. Конструкция микроманометра ЦАГИ (рис. 98) позволяет менять угол наклона трубки.

Вакуумметры применяются для измерения величины вакуума. Они бывают жидкостные и металлические. Показывают недоста­ ющее до атмосферного давление. Жидкостные вакуумметры, как и жидкостные манометры, представляют собой изогнутую трубку, заполненную водой или ртутью. Жидкость в этой трубке поднима­ ется в сторону разреженного пространства (рис. 99). Разность уровней жидкости в трубке показывает величину вакуума.

Пример. Определить вакуум в цилиндре под поршнем, если ртутный вакумметр показывает /гв = 450 мм.

Р е ш е н и е . Находим величину вакуума

Рв = ?PTghB = 13,6 • 103 . 9,8 • 0,45 = 0,612 • 10& Н/м2.

§56. Определение расхода воды. Водомеры

Внастоящем курсе нас будет интересовать, как определить

чтобы они не попали в карьер. Для этого устраиваются спе­

циальные канавы, рассчитанные по формулам расхода в открытых каналах.

Второй случай — определение расхода опытным путем, напри­ мер, при испытании насоса для построения его характеристики. Для этого можно пользоваться мерными баками известных -объе-

118