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

шой срок службы корпуса. На корпусе устраиваются приливы для присоединения арматуры.

Поршни могут выполняться в виде диска или цилиндра; по­ следние называются плунжерами, скалками или нырялами. Пор­

воды, холодной или горячей. Такие кольца изготовляются из мяг­ кого чугуна или бронзы и имеют прорезь, благодаря чему могут пружинить, и в свободном состоянии наружный диаметр их больше, чем внутренний диаметр цилиндра. Преимуществом таких уплот­

10

ным; при диаметрах более 100 мм плунжеры изготовляются из чугуна или стали в виде полых стаканов с бронзовой обли­ цовкой для защиты рабочей поверхности от ржавления. Точной расточки цилиндра для плотного прилегания плунжера здесь не требуется, так как плунжер не касается стенок цилиндра, и уплот­ нение обеспечивается наружным сальником. В насосах двойного действия плунжеры должны быть герметически закрыты с двух сторон. Конец плунжера делают закругленным для уменьшения сопротивления движению воды.

Вода

Сальники служат для уплотнения поршневых штоков и плун­ жеров. Сальниковая набивка в зависимости от условий работы может быть из мягких металлических колец (бронза, чугун), хлоп­ чатобумажной в виде шнура, пропитанного маслом с тальком, или пеньковой (1 на рис. 9). Для крепления нажимной буксы 2 ста­ вятся 2^-6 болтов или шпилек (в зависимости от диаметра штока), рассчитываемых на трехкратное давление в сальнике. Иногда для предохранения от просачивания жидкости или воздуха к сальни­ ковой коробке 1 (рис. 10) присоединяется трубка, подводящая к сальнику от насоса воду или масло под давлением. Грундбукса 5 удерживает набивку 2 в сальнике. Нажимной буксой 3 регули­ руется уплотнение. Среди набивки сальника помещено полое металлическое кольцо 4, называемое «фонарным». Через его ради­ альные отверстия в сальник подается специальная уплотняющая или смазывающая шток жидкость (например, масло). Если при этом поддерживать в уплотняющей жидкости давление, несколько более высокое, чем максимальное в рабочей камере, то в сальнике создается так называемый гидравлический затвор, не пропускающий

11

перекачиваемую жидкость. Если специальная уплотняющая

можно меньшее гидравлическое сопротивление при подъеме с сед­ ла и протекании через них жидкости; в) в за­ крытом состоянии плотно закрывать отвер­ стие и не пропускать жидкости в обратном

ления клапана должны действовать без за­ щемления.

ются специальными распределительными уст­ ройствами, работающими согласованно с дви­ жением поршня. Современные поршневые на­ сосы оборудуются исключительно самодейст­ вующими клапанами.

Клапаны могут быть весовыми или пру­ жинными. Весовым клапаном отверстие за­ крывается под действием собственного веса. Однако он используется очень редко, так как в момент посадки в результате инерции он ударяется о седло. В насосах чаще всего приме­ няются пружинные клапаны, которые закры­ ваются под действием пружины. Клапаны бы­ вают тарельчатыми и шаровыми. В обычных конструкциях насосов чаще всего применяет­

ся пружинный тарельчатый клапан из бронзы, причем седло может иметь плоскую или коническую форму. Уплотнение между седлом и поверхностью клапана 2 обеспечивается прокладкой или притир­ кой клапана к седлу (рис. 11). Для надежности посадки тарельча­ тый клапан имеет направляющие ребра 3. В клапанной коробке устраивается ограничитель хода 1, который не дает клапану выпа­ дать из седла; он располагается так, чтобы клапан при работе насоса об него не ударялся. На рис. 12 представлен клапан с кони­ ческой пружиной / и с верхним направляющим стержнем 2, име­ ющим то же назначение, что и направляющие ребра в клапане. Седло 3 клапана укрепляется в корпусе насоса на резьбе.

Шаровые клапаны (рис. 13) применяются при перекачивании густых и засоренных жидкостей. Они отливаются из чугуна или бронзы, а в некоторых случаях покрываются снаружи слоем рези­ ны. Применяются также клапаны из сплошной резины со свин-

12

цовой или стальной сердцевиной. Для возможности изменения их веса шаровые клапаны изготовляются пустотелыми и заполняют­ ся металлическими опилками. Диаметр шара во избежание закли­ нивания его равен 1,5 диаметра седла. Достоинством шаровых клапанов, по сравнению с тарельчатыми, является лучшая обте­ каемость, а недостатком — неполная их герметичность.

Откидные клапаны применяются в насосах с малым числом ходов и при небольших давлениях. Материалом для уплотнения в этом случае служит резина или кожа. Поэтому откидные клапаны не имеют специального шарнира. Они снабжены ограничителем, который препятствует излишнему открыванию клапана жид­ костью.

§ 4. Арматура поршневых насосов

Поршневая насосная установка должна быть оборудована сле­ дующей арматурой (см. рис. 6): а) приемная сетка 17 с клапаном, установленным на конце всасывающего трубопровода; приемный клапан удерживает жидкость в корпусе насоса и во всасывающей трубе после остановки насоса; б) предохранительный клапан 8 (рычажный или пружинный) для защиты насоса и напорного тру­ бопровода от разрушения при гидравлическом ударе, во время которого через предохранительный клапан сбрасывается жидкость и давление падает; предохранительный клапан помещается между обратным клапаном и задвижкой непосредственно за насосом на напорном трубопроводе или на напорном воздушном колпаке; в) обратный клапан 11 на напорном трубопроводе; он не пропу­ скает жидкость из трубопровода при прекращении подачи, а при

13

параллельной работе насосов — из одного насоса в другой; г) спе­ циальные клапаны 4 на корпусе насоса, служащие для пополне­

в тех случаях, когда жидкость подводится к насосу под напором или когда всасывающая труба насоса соединена со всасывающими трубами других насосов, работающих с ним параллельно; ж) водо­ указательные стекла 1 и 5 на всасывающем и нагнетательном кол­ паках для наблюдения за уровнем жидкости в них; 3) манометр 7, устанавливается на напорном патрубке насоса или на напорном колпаке; и) вакуумметр 2, устанавливается на всасывающем тру­ бопроводе непосредственно у насоса или на всасывающем колпа­ ке; к) краники для спуска воздуха.

5.Классификация поршневых насосов

Взависимости от конструкции, назначения и условий работы поршневые насосы классифицируются следующим образом.

ференциальные (рис. 16), которые работают на всасывающей сто­

По производительности: а) малой — до 15 м3/ч; б) средней —

15-г-60 м3/ч; в) большой — свыше 60 м3/ч.

14

(см. рис. 4), поршень выполнен в виде диска с уплотняющими коль­ цами или манжетами; дисковый поршень перемещается в расто-

Рис. 15. Схема плунжерного вертикального насоса тройного действия

ценном цилиндре; б) плунжерные (скальчатые, см. рис. 16), с порш­ нем в виде продолговатого пустотелого цилиндра; в) с проходным поршнем, у которого нагнетательный клапан расположен в теле поршня (рис. 17); г) мембранные, в которых всасывание и нагне­ тание достигаются изменением формы гибкой мембраны из кожи, прорезиненной ткани или стали (рис. 18);

По способу соединения с двигателем — насосы: а) приводные соединенные с отдельно расположенным двигателем через криво­ шипный механизм (рис15 и 19); б) прямодействующие паровые, у которых поршень насоса связан общим штоком с поршнем паро­ вой машины, составляющей, таким образом, вместе с насосом один общий агрегат (рис. 20).

15

§ 6. Конструкции поршневых насосов

Горизонтальные прямодействующие насосы (рис. 20) при­ водятся в движение непосредственно от паровой машины. Они отличаются большой компактностью, поскольку в них отсутствует кривошипно-шатунный механизм. Обычно применяется два спа­ ренных насоса двойного действия. У паровых насосов можно сво-

Рис. 20. Прямодействующиіі насос:

бодно регулировать частоту вращения подачей пара в цилиндр парового двигателя. Поршень насоса движется с постоянной ско­ ростью, за исключением начала и конца хода, которые относитель­

и, как будет рассмотрено далее, воздушные колпаки имеют мень­ шие размеры. Эти насосы надежно и спокойно работают, всегда готовы к пуску; они имеют широкие пределы соотношений про­ изводительности и напора. Прямодействующие насосы применя­ ются чаще всего в качестве питательных насосов к паровым кот­ лам, а также для водоснабжения предприятий, имеющих пароко­ тельные установкиОднако эти насосы неэкономичны вследствие большого расхода пара на 1 м3 подаваемой воды.

Мембранные насосы (рис. 18) получили широкое распростра­ нение для перекачивания жидких масс, содержащих 30-н40% взвешенных в воде твердых частиц. Главными его деталями, при помощи которых создается разрежение при всасывании и давление при нагнетании, являются цилиндр 1 и плунжер 2. Во избежание

2 261S

засорения рабочий цилиндр 1 отделен от клапанной короб­ ки 6 резиновой мембраной 3. Плунжер 2 получает возвратно-по­ ступательное движение через шатун 13 и кривошипный вал 12, на который насажен шкив 11 клиноременной передачи. Полость цилиндра 1 соединяется с одной стороны при помощи трубки 19 с коробкой 17 пружинного регулятора, служащего для снижения давления и вакуума в камере перед мембраной, а с другой сторо­ ны — с камерой 4 и с клапанной коробкой 6. Последняя имеет вса­ сывающий шаровой 5 и нагнетательный 7 клапаны, изготовленные из резины. Для более равномерного движения жидкости за нагне­ тательным патрубком 8 устанавливается над клапанной короб­ кой 6 воздушный колпак 9, снабженный манометром 10. Регуля­ тор давления имеет два клапана: предохранительный 18 и всасы­ вающий 14, регулируемые винтами 15 и 16, действующими на пру­

щегося разрежения в цилиндре 1 мембрана выгибается в сторону цилиндра, при этом в клапанной коробке создается разрежение, жидкая масса под действием атмосферного давления открывает всасывающий клапан 5 и заполняет клапанную коробку 6 до мем­ браны 3. Чистая вода или масло из камеры 4 уходит в полость цилиндра. При движении вниз плунжер давит на воду (масло). Давление это передается через мембрану на жидкую массу в кла­ панной коробке 6, которая прикрывает всасывающий клапан 5 и выходит через нагнетательный клапан 7 в нагнетательную тру­ бу. Затем процесс повторяется. Поскольку мембранные насосы перекачивают массу, движущуюся во всасывающем и нагнета­ тельном трубопроводах с большим сопротивлением, то мембрана при всасывающем ходе поршня может оказаться под большим разрежением, а при нагнетательном ходе — под большим давлени­ ем. В результате она может быть повреждена. Для предотвраще­ ния этого вода, предварительно залитая в корпус регулятора, при движении плунжера вверх частично поступает через клапан 14 в полость цилиндра 1. Разрежение уменьшается. При ходе плун­ жера вниз открывается клапан 18, и вода поступает в коробку пру­ жинного регулятора. Давление в камере перед мембраной снижа­ ется. Клапаны 14 и 18 отрегулированы так, что давление и разре­ жение в камере 1 не превышают допустимых значений.

Мембранные насосы могут быть одноцилиндровые и двухци­ линдровые; последние обеспечивают не только большую производи­ тельность, но и более равномерную нагрузку на двигатель, так как колена кривошипного вала смещены друг относительно друга на 180°.

Насосы с проходным поршнем. Нагнетательный клапан распо­ ложен в самом поршне. При ходе поршня 5 вверх (см. рис. 17) жидкость всасывается через клапан 1 под действием разрежения, образующегося под поршнем. Клапан 2 при этом закрыт под дей­ ствием силы инерции и давления жидкости в нагнетательной час­

18

ти насоса. При ходе поршня вниз всасывающий клапан 1 закры­ вается, а клапан 2 открывается под действием давления, развивае­ мого поршнем в нижней части цилиндра. Приэтом жидкость от­ сюда переходит в нагнетательную часть цилиндра 3 и далее в на­ гнетательную трубу 4. Насосы с проходным поршнем удобны для установки в колодцах глубиной более 7—8 м или в тех случаях, когда вода находится на значительной глубине, и цилиндр прихо­ дится опустить ниже, а привод должен находиться на поверхности. Тогда насос соединяется с приводом вертикальной штангой. По­ этому такие насосы называются штанговыми.

АНАЛИЗ РАБОТЫ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ

§ 7. Производительность и объемный к. п. д. поршневых насосов

Насосы простого действия. Процессы всасывания и нагнетания в поршневом насосе (см. рис. 4) происходят периодически. Пор­ шень, получая движение от двигателя через кривошипный меха­ низм, движется неравномерно, а следовательно, и движение пере­ качиваемой жидкости будет неравномерным. В этом состоит один из недостатков поршневых насосов.

са по сравнению с теоретической; при перека­ чивании густых и вязких жидкостей объемный к. п. д. меньше на (5-МО) %.

19