книги из ГПНТБ / Калинушкин М.П. Гидравлические машины и холодильные установки учебник

Геометрическая высота всасывания (расстояние между осью колеса насоса и поверхностью свободного уровня) соответствует геометрическому давлению; при нормальных условиях она обыч­ но составляет 4— 6 м. Вакуумметрическая высота всасывания не­ сколько больше этой величины.

При увеличении высоты всасывания в воде, поступающей в на­ сос, может создаться такое абсолютное давление, при котором жидкость закипит, что весьма неблагоприятно отразится на ра­ боте насоса.

Высота всасывания, при которой вода закипает, как видно из

Горячую воду с температурой выше 75—80° можно перекачи­ вать насосами только при подпоре. В насосных системах цент­

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания также за­

материал подвергается интенсивной коррозии, так как в раство­ ренном в воде воздухе содержится повышенное (по сравнению с атмосферным) количество кислорода. Вследствие этого поверх­ ности становятся шероховатыми, затем губчатыми и быстро раз­ рушаются.

І00

Особенно подвержены кавитационному разрушению насосные лопаточные колеса, отлитые из чугуна или углеродистой стали; более устойчива бронза. Поэтому весьма желательно тщательная обработка поверхностей.

Для предупреждения кавитации следует стремиться к пони­ жению температуры перекачиваемой жидкости и обеспечению вакуумметрической высоты всасывания меньше допустимой, т. е. к уменьшению геометрической высоты всасывания, снижению по­

практически не изменяется, они могут работать как самовсасыва­ ющие, т. е. без залива. Однако объемные насосы (за исключением зубчатых и пластинчатых типов) имеют недостаточно удобный для привода возвратно-поступательный ход рабочего органа, а в связи с этим неравномерную подачу (толчками).

Качественную регулировку объемных насосов осуществляют изменением числа оборотов или объема выталкиваемой жидкости при каждом ходе поршня или при каждом обороте рабочего орга­ на, а также перепуском или подсосом жидкости (что менее эконо­ мично). Количественная регулировка дросселированием задвиж­ ками не дает результатов и может привести к аварии.

В системах теплогазоснабжения и вентиляции, где обычно тре­ буются насосы с большой производительностью и малыми давле­ ниями, объемные насосы всех типов используют редко. Исключе­ ние составляют применяемые в котельных поршневые насосы, непосредственно соединяемые с паровыми поршневыми двигателя­ ми. Для подпитки систем отопления применяют ручные поршневые

в сторону нагнетания. Выталкивание жидкости в поршневых насо­ сах (рис. V.2) осуществляется дисковым поршнем, плотно приле­ гающим к стенкам кожуха, или продолговатым цилиндром — плун­ жером (рис. Ѵ.З).

Уплотнение в последнем случае требуется только в месте про­ хода плунжера, что осуществлять значительно проще, чем при дисковом поршне. Наблюдение за вынесенным наружу сальником также осуществлять гораздо легче, чем наблюдение за уплотне­ нием поршневых колец.

Если насос выталкивает жидкость при ходе поршня только в одном направлении, то его называют насосом одинарного дей­ ствия (см. рис. Ѵ.2 и Ѵ.З). Насос двойного действия (рис. Ѵ.4)

101

совершает работу и при обратном ходе. Скорость движения рабо­ чего органа принимают от 0 , 2 до 2 м/сек (большие значения для больших по размерам насосов).

бочей камеры 1, поступает в дополнительную камеру 2, объем ко­ торой попеременно заполняется удлиненным плунжером 3 или значительно меньшим по диаметру штоком 4. В этой камере при нахождении здесь штока часть нагнетаемой жидкости задержи­ вается, а при возвращении плунжера выталкивается дальше. Это обеспечивает при отсутствии второй пары клапанов более равно­ мерную подачу, хотя производительность при этом не увеличи­ вается.

102

Насосы штангового типа с проходным поршнем (pric. Ѵ.6 ) при­ меняют для откачивания воды из скважин.

В этих насосах поршень 1 со сквозным отверстием 2, прикры­ ваемым сверху клапаном 3, при помощи штанги 4 перемещается вниз и вверх по расположенному в скважине цилиндру, в котором

103

к цилиндру, а поэтому здесь предусматриваются уплотнения из кожи или пружинящих металлических колец.

Плунжеры, называемые также скалками и нырялами (рис. V.8 ), имеют удлиненную форму, изготовляют их обычно тоже из чугуна (при больших размерах — пустотелыми). Точного прилегания плунжера к цилиндру не требуется вследствие имеющегося уплот­ нения в наружном сальнике.

Уплотнение штока в наружном сальнике показано на рис. V.9. Схема уплотнения плунжера аналогична. Уплотняющие прокладки выполняют из пеньки, при больших давлениях — из кожи, в случае

вания потока жидкости и предотвращения гидравлических ударов. Выравнивающее действие оказывает находящийся в колпаках воз­ дух, сжимающийся от голчков воды.

невых насосов. В обычных конструкциях чаще всего применяют пружинный тарельчатый клапан (рис. V. 11). Уплотнение между

104

Клапаны (всасывающий и нагнетательный) устанавливают не только в самом насосе, но и отдельно в примыкающих к насосу трубопроводах. Во всасывающем трубопроводе устанавливают приемный (или заборный, пятовый) обратный клапан, так как на­ личие здесь воды после остановки насоса облегчает последующий пуск.

В нагнетательной трубе для предохранения насоса от гидрав­ лических ударов, которые могут возникнуть при прекращении по­ дачи, также устанавливают обратный клапан, а затем задвижку.

Между обратным клапаном и задвижкой может быть предус­ мотрен предохранительный клапан — рычажный или пружинный, сбрасывающий жидкость при резком повышении давления. Кроме того, насосную установку снабжают манометром и вакуумметром, приборами для заполнения колпаков воздухом и др. Задвижку во всасывающем трубопроводе, чтобы избежать уменьшения вакуумметрической высоты всасывания, ставят только при наличии под­ пора.

Для подпитки систем отопления применяют ручные поршневые

ют для работы с ручным приводом и применяют их для перекачи­ вания жидкости при малом давлении, а также наряду с ручными поршневыми для подпитки систем центрального водяного отопле­ ния. В последние годы серийно их не производили.

Обычный крыльчатый насос (рис. Ѵ.14) по существу представ­ ляет собой разновидность поршневого насоса двойного действия.

105

Его крыло 1, снабженное двумя клапанами 2, качается в кожухе 5. Качание происходит при помощи выведенной наружу ручки 4.

Под крылом, играющим роль проходного поршня, расположе­ на неподвижная перегородка 5 с другой парой клапанов 6, разде­ ляющая кожух на две рабочие полости А и Б. При движении кры­ ла в одну из этих полостей жидкость засасывается, а из другой в то же время выталкивается.

Рис. V.14. Крыльчатый насос

Сменных уплотнений насос не имеет, а его работоспособность обеспечивают качеством обработки и пригонки крыла к внутрен­

ваемых мембранными, используют упругость резиновой или сталь­ ной перегородки (диафрагмы), попеременно опускаемой и подни­ маемой.

При подъеме диафрагмы жидкость через всасывающий клапан заполняет рабочую полость, а при опускании — выдавливается на­ ружу. Насосы выполняют со сплошной диафрагмой или с распо­ ложением клапанов в рабочей полости. При этом с другой сторо­ ны диафрагмы имеется плунжер, приводящий ее в действие.

Насосы диафрагмового типа, особенно снабженные шаровыми клапанами, с успехом можно использовать для откачки загряз­ ненных жидкостей, в частности на водоотливных работах. На рис. V.15 показан диафрагмовый насос типа «Лягушка» с ручным приводом.

З у б ч а т ы е насосы. Насосы этого вида, называемые также шестеренчатыми, работают следующим образом (рис. V.16). Две

106

плотно сцепляемые и достаточно широкие зубчатки с минималь­ ными зазорами, заключенные в кожух, вращаются в противопо­ ложные стороны. Жидкость, отжимаемая зубцами в сторону сте­ нок кожуха, переносится (выталкивается) со стороны всасывания в сторону нагнетания. Обратно жидкость практически перенесена быть не может, так как между зубцами обеспечивается плотное сцепление.

Рис. Ѵ.15. Диафрагмовый насос («Лягушка»):

/ — диафрагма; 2 — всасывающий клапан; 3 — нагнетательный клапан

Если применять зубчатки с двумя зубьями, то получится на­ сос «восьмерочного» типа (рис. Ѵ.17). В этом случае, однако, тре­ буется обеспечить привод обеих восьмерок, а в обычном зубчатом насосе достаточно вращать только одну зубчатку.

(шнеков), замыкается между витками й переносится по направле­ нию оси вращения.

В зубчатых, восьмерочных и винтовых насосах принцип действия рабочего органа аналогичен принципу его действия

107

в поршневом насосе; происходит выталкивание жидкости, но осу­ ществляется оно без клапанов и, главное, не при поступательном движении, а при вращении.

позволяющей увеличивать число оборотов, конструктивная просто­

ных для всех объемных насосов, а также большим их износом от

В простейшем пластинчатом насосе (см. рис. 1.4) внутри ци­

нюю поверхность кожуха, скользя по ней. Пластины при этом, вы­ полняя роль поршня, выталкивают поступающую через всасываю­ щее отверстие жидкость в сторону нагнетательного отверстия. Вследствие малых торцовых зазоров только незначительное коли­ чество жидкости проскальзывает обратно.

При большом числе пластин конструкция насоса меняется, так как при сохранении прежней схемы объем между двумя пластина­ ми за счет эксцентрицитета изменился бы, что привело бы при пе­ рекачке несжимаемых жидкостей к поломке пластин.

Для пластинчатых компрессоров ввиду сжимаемости газов опасность поломки-устраняется. В таких насосах (рис. Ѵ.18) пла­ стины 1 снабжены шипами 2 с роликами 3, скользящими по про­ точенным в боковых крышках канавкам и направляющими выход

108

пластин из пазов таким образом, чтобы одновременно не более чем две пластины касались стенки кожуха.

Для пластинчатых нагнетателей можно осуществлять весьма оригинальную (но конструктивно сложную) регулировку, изменяя во время работы насоса величину эксцентрицитета и соответствен­ но рабочую длину пластин.

Рис. V.18. Пластинчатый насос

Пластинчатые насосы, так же как и зубчатые, реверсивны, их можно непосредственно соединять с электродвигателями, но они имеют более низкий к. п. д., чем центробежные и осевые насосы. Они могут перекачивать только незагрязненную механическими примесями жидкость, так как царапины на внутренней поверхности кожуха, нарушая плотное соприкосновение пластин с внутренней поверхностью кожуха, вызывают перетекание жидкости, чем ухуд­ шают работу насоса.

§ V.3. ЛОПАТОЧНЫЕ НАСОСЫ

Лопаточные насосы выгодно применять при большой произво­

воды, в системах теплофикации и центрального водяного отопле­ ния, для подачи воды в увлажнительные вентиляционные камеры, питания котлов и во многих других случаях. Они обладают высо­ ким к. п.д., могут быть непосредственно соединены с электродви­ гателями, имеют плавную, без толчков, подачу и достаточно легко регулируются. Однако при пуске, если нет подпора, лопаточные насосы приходится заливать, так как в противном случае через на­ сос в начале пуска проходит воздух, мешая развить достаточное для подсоса жидкости давление (примерно в 800 раз меньше, чем при воде).

109