книги из ГПНТБ / Пфлейдерер, Карл. Лопаточные машины для жидкостей и газов водяные насосы, вентиляторы, турбовоздуходувки, турбокомпрессоры

На всасывающей стороне предусмотрен водяной подшипник с кон­ систентной смазкой. Всасывающий патрубок примыкает к забетони­ рованной трубе на скользящей посадке.

На фиг. 314 изображен нагнетатель, предназначенный для наддува авиамоторов 1378], [379], [3801, [381], 1382], [383]. Рабочее колесо из дюралюмина или магниевых сплавов без покрывного диска на всасывающей стороне изготовляется целиком из одной поковки. Входные кромки лопаток изогнуты в осевой плоскости, чтобы устра-

Фиг. 313. Насос среднего давления (см. фиг. 312).

нить удар. Вырезы в колесе по окружности создают возможность значительно снизить осевое давление (дополнительно к экономии веса) без заметного снижения прочности, так как у сплошного колеса напряжения вблизи периферии имеют умеренное значение (см. также фиг. 379). Направляющие лопатки отлиты вместе с крышкой, как одно целое. Заслуживают внимания расположение вала и гидравли­ ческая муфта а (фиг. 314), которая позволяет регулировать число оборотов благодаря различному наполнению муфты маслом; при полном заполнении муфта работает со скольжением 2%.

У насосов с двухсторонним всасыванием применение направляю­ щего аппарата еще менее оправдано, чем при одностороннем всасы­ вании, вследствие повышенной производительности, и поэтому такие конструкции не будут рассматриваться \

1 В компрессорах газотурбинных двигателей такие конструкции в течение ряда лет имели очень широкое применение. Прим. ред.

512

б) Насосы без выходного направляющего аппарата (низкого давления). Эта конструкция является простейшей для центробежных насосов с односторонним всасыванием и соответственно пользуется наибольшим спросом; применяется она в широком диапазоне удель­ ных чисел оборотов nq от ПГдо 100 (ns = 36 -н 365). Наиболее часто применяют эту схему для машин с низким удельным числом обо­ ротов, несмотря на то, что в этом случае было бы более выгодно использовать насосы с выходным направляющим аппаратом.

На фиг. 315 показан насос с осевым всасывающим патрубком и спиральным кожухом, укрепленным на фланце к подшипниковой

Фиг. 316. Насос без уплотнений на валу для центрального отопления с мокрым короткозамкнутым ротором, но с сухой статорной обмоткой:

стойке. Благодаря этому его можно устанавливать соответственно расположению присоединяемых трубопроводов. При ширине нагне­ тательного патрубка более 100 мм у спирального кожуха делают опорные.стойки. Осевое давление рабочего колеса уравновешивается за счет отверстий во втулке и наличия второго уплотнительного кольца. Доступ воздуха в сальники предотвращается подачей в них воды под давлением, которая служит также для охлаждения сальника. При подаче загрязненной жидкости в кольцевую камеру сальника подводится снаружи чистая вода. Учитывая невысокое удельное число оборотов, следует отметить двоякую кривизну лопаток.

На фиг. 316, а показан насос с электродвигателем в одном корпусе без сальников. Эта конструкция предназначена для использования в качестве циркуляционного насоса центрального отопления. Его можно установить в любой имеющейся системе без изменения направления прокладки трубопроводов. Короткозамкнутый ротор электродвигателя находится в воде, как у подводных насосов (см. конец раздела 108), но статорная обмотка работает в сухом состоянии, потому что она отделена от ротора тонкостенной трубой. Подшип­

514

Ники смазываются перемещае?лой водой, которая отводится через пустотелый вал насоса. Осевое давление в значительной степени компенсировано.

Вентилятор для циркуляции газа с литым корпусом и с двумя подшипниками, расположенными по обе стороны рабочего колеса,

Фиг. 317. Газодувка на 250 000 нормальных м3/час при 4150 об/мин при удельном объеме 1 м3/кг,’ повышение давления с 8,5 ата при 30°

до 10 ата.

показан на фиг. 317. Остаточное осевое давление здесь очень незна­ чительно благодаря наличию уплотнения на задней стороне колеса и может восприниматься заплечиками вала у подшипника на правой стороне.

Утечка газа через зазоры в месте прохождения вала предотвра­ щается лабиринтным уплотнением и промежуточным отводом утечки газа между двумя секциями уплотнения.

Здесь следовало бы рассмотреть также обычные рыночные вен­ тиляторы, но они не представляют подходящего учебного материала из-за несовершенства в аэродинамическом отношении.

Двухстороннее всасывание связано с менее выгодными условиями втекания потока и создает значительно более высокие требования к конструкции корпуса. Поэтому такие конструкции, несмотря на компенсацию осевого давления, имеют в настоящее время второ-

степенное значение. Для того чтобы в таких насосах избежать отсое­ динения всасывающего трубопровода при демонтаже насоса, напра­ вляющие каналы должны проходить через корпус и крышки, как показано в конструкции насоса (фиг. 318). Крышки укреплены на подшипнике с помощью фланцев и уплотнены круглым резиновым шнуром. Как и на фиг. 311, корпус выполнен совершенно симметрично относительно средней плоскости так, что его можно приспособить к любому направлению вращения.

На фиг. 319, 320 и 321 показан водяной насос для станции водо­ снабжения с двухсторонним всасыванием с горизонтальным разъемом корпуса. Здесь всасывающий и напорный трубопроводы присоеди­ няют к нижней части кожуха, чтобы не нужно было их отъединять при демонтаже. Корпус на фиг. 319 защищен от быстрого износа

516

е помощью специальных встроенных диафрагм из специальных материалов. При больших подачах двухсторонние всасывающие па­ трубки делаются не в корпусе, а осуществляются в виде подводящих колен (см. фиг. 323).

106. ВИНТОВЫЕ И ОСЕВЫЕ НАСОСЫ

На фиг. 322 показан водяной насос для неочищенной воды с вер­ тикальным валом и односторонним всасыванием. Перед сальником а с графитовыми кольцами установлен лабиринт Ь. Вес воспринимается

Фиг. 322. Водопроводный винтовой насос для неочищенной воды. Производительность 1,950м3/сек, Н = Юлг, п = 355об/мин.

поперечными лопатками с, которые гидравлически не работают при нормальном расходе. Уплотнительное кольцо d на задней стороне рабочего колеса расположено на наружной окружности с целью уменьшения осевого давления. Последнее воспринимается сегмент­ ным подшипником е, который вместе с двумя направляющими под­ шипниками смазывается маслом из масляной камеры f, вращающейся заодно с валом; масло подается динамическим напором по трубке g.

У конструкции, изображенной на фиг. 323, всасывающая способ­ ность увеличена благодаря двухстороннему всасыванию и тем самым оправдана большая длина вала. Характеристики этих насосов имеют форму, изображенную на фиг. 258 для быстроходных машин. Насосы с лопатками Лавачека изготовляются фирмой Вайсе Зене, согласно фиг. 324.

518

Фиг. 324. Винтовой насос с лопатками Лавачека и безлопаточным

диффузором на выходе рабочего колеса.

519

Напорные характеристики здесь также являются круто­ падающими. Следует отметить применение безлопаточного напра­ вляющего аппарата в корпусе, выполненном в виде тела вращения. Кольцевое пространство кожуха располагается возможно ближе к оси, чтобы избежать больших сечений, так как скорость растет по направлению к оси согласно закону площадей, а у этих быстро­ ходных машин момент количества движения на выходе из рабочего

gHfh .

колеса г2с3ц = - сравнительно мал. Аналогичные машины изго­

товляются также другими фирмами. Для винтовых 1 насосов при­ меняются различные формы лопаток, в зависимости от условий работы. Рабочее колесо, изображенное на фиг. 325, следует приме­ нять в случае большой высоты всасывания благодаря большой рабо­ чей поверхности лопатки. В противоположность этому, рабочее колесо, изображенное на фиг. 326, следует рассматривать как явно выраженное быстроходное колесо благодаря малому числу сравни­ тельно коротких лопаток; по своим свойствам оно приближается к коническому осевому насосу. Но по сравнению с осевым пропел­ лером эти колеса имеют еще то преимущество, что подача не обры­ вается при частичной нагрузке. Червячная форма колеса, изобра­ женная на фиг. 325, обеспечивает также самовсасываемость у этого типа насосов (всасывающая труба при этом снабжается сифоном), в особенности тогда, когда длина лопаток увеличена за счет их числа. При больших расходах, например, в случае водоснабжения, радиаль­ ный отвод воды из рабочего колеса создал бы чересчур большое сече­ ние спирали. Поэтому стремятся использовать осевой направляющий аппарат и тем самым приходят к винтовому насосу со схемой, кото­ рая рассматривалась в разделе 57 и представляет в сущности переход к чисто осевым насосам. На фиг. 327 показан вертикальный насос этого типа, который был предназначен для шлюза на канале ВесельДаттэль. Следует отметить, что рабочее колесо привернуто к втулке, чтобы разгрузить лопатки от напряжений, возникающих при литье.

На фиг. 328 изображена конструкция насоса с горизонтальным валом, причем корпус имеет разъем по средней горизонтальной пло­ скости.

Для водооткачивающих систем предпочитают применять насосы с вертикальным валом, потому что в этом случае можно рабочее колесо погрузить в воду, благодаря чему облегчается как запуск, который должен производиться всегда при открытой заслонке, вследствие высокого расхода мощности при нулевой подаче, так и создание условий симметрического притекания.

На фиг. 329 показан пропеллерный насос, у которого вал окружен защитной втулкой. Кроме того, во всасывающей полости расположен обтекатель, который затрудняет подсасывание вихревых шнуров в рабочее колесо, вызывающих неспокойный ход машины. Подобные

1 Такие насосы иногда называют «шнековыми». Прим. ред.

520