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

0 1300

521

вихревые шнуры могут возникать по оси большой всасывающей трубы, когда втекающая вода по каким-либо причинам приобретает вращательное движение, например, вследствие отсутствия симметрии

Фиг. 329. Осевой насос на 30 000 мЧчас при 2,6 м и 200 об/мин.

в камере всасывания. При большой ширине всасывающей трубы крутка потока на входе легко достигает такого значения, что воз­ можно образование воздушных воронок и тем самым возникновение кавитации.

522

Наклонные конструкции, как показано на фиг. 331, применяются тогда, когда хотят избежать необходимости подсасывания воды, неиз­ бежной при горизонтальной конструкции (фиг. 330) при малой высоте

Фиг. 330. Осевой насос с дизельным приводом в сифонной установке.

напора; наклонная конструкция сочетает наиболее благоприятное направление воды с постоянной готовностью к эксплуа­ тации.

Фиг. 331. Наклонное расположение осевого насоса.

Наклонно расположенный корпус имеет разъем по средней пло­ скости [384]. У таких откачивающих насосов важно обеспечить незначительные потери во входном и выходном трубопроводах посредством пологого изгиба на всасывании и плавного расширения на выходе из насоса.

523

На фиг. 332 показана осевая газодувка для газов с высокими температурами до 600°, у которой (соответственно случаю V' фиг. 173 и дополнительному анализу в разделе 69) направляющий аппарат расположен перед рабочим колесом [385]. Привод осуществляется

Фиг. 332. Осевая газодувка для горячего газа, в компоновке направляющий аппарат—рабочее колесо.

через пустотелую рессору е. Учитывая очень высокую температуру газов, подшипники охлаждаются свежим воздухом, который вса­ сывается вспомогательными радиальными лопатками а, располо­ женными в полой втулке, частично по оси вала через полую втулку муфты f, частично — через изолирующий кожух приводной рессоры благодаря пониженному давлению на всасывании газодувки.

107. МНОГОПОТОЧНЫЕ НАСОСЫ

Высокая быстроходность может быть достигнута также с помощью

корню квадратному из числа частичных потоков [386], [387], [388],

[389].

На фиг. 333 показан многопоточный насос АЕГ с двумя двойными колесами, который предназначен для подачи холодной воды к кон­ денсаторам турбинной установки; с одной стороны этот насос соеди­ нен с небольшой приводной турбиной, а с другой стороны—с воздуш­ ным и конденсатным насосом.

524

Фиг. 334. Многопоточный насос (см. также фиг. 333):

/ — отверстия для крепления рамы; 2—отверстия для выпуска воздуха; 3 — место установки припасовочной шпонки; 4 — от­ верстие для установочного штиф­ та; 5 — место установки термо­ метра; б—отверстия для охлаж­

дения подшипников; 7 — место отжимного винта; 8 — место для наполнительной воронки; 9 — место установки манометра или вакуумметра; 10 — место установки манометра; 11 — место установки предохранительного клапана.

525

тикальном направлении. Крепление к фундаменту производится с помощью фланцев подшипника. Рабочие колеса разделены по сред­ ней плоскости вертикально к оси с целью облегчить изготовление. Несмотря на уменьшение n2V, многопоточный насос может обладать повышенной склонностью к кавитации вследствие резкого изменения направления на 180° перед входом в рабочее колесо, что неизбежно, поскольку слишком длинные валы весьма нежелательны. Кроме того, разделение потока связано с ухудшением к. п. д. По этим сообра­ жениям многопоточная схема в значительной степени теряет свое значение. В настоящее время либо применяются формы колес повы­ шенной быстроходности, например, осевые колеса, или в случае большой высоты напора, или, когда требуется хорошая всасываю­ щая способность между быстроходным электродвигателем и насосом, устанавливают редуктор для снижения числа оборотов насоса в таком отношении, что было бы возможно применить нормаль­ ную конструкцию, или одно рабочее колесо с двойным всасыва­ нием.

108.УТОПЛЕННЫЕ НАСОСЫ

Если имеется достаточно места для установки вертикального насоса, то в основном их конструкция аналогична горизонтальным насосам. Об уравновешивании осевого давления сообщалось уже в разделе 103. На фиг. 335 показан одноступенчатый насос с двух­ сторонним всасыванием. Здесь упорный подшипник выполнен в виде шарикоподшипника, расположенного на нижнем конце вала. Если необходимо создать очень большой расход, то следует предпочесть одностороннее всасывание при вертикальной конструкции вслед­ ствие значительного упрощения подвода (дополнительные данные см. в работах [390], [391]).

Ввиду того что расходы на постройку каменной кладки для шахты очень велики, в настоящее время все большее значение при­ обретают утопленные насосы, у которых промежуточный вал вра­ щается в напорном трубопроводе. Последний подвешен свободно на раме электродвигателя, следовательно, несет на себе также нагрузку от веса корпуса насоса и всасывающей трубы (см. фиг. 337). Наиболее выгодная ширина скважины, по данным Шульце [332], составляет от 100 до 350 мм. Следовательно, речь идет о том, чтобы по возмож­ ности уменьшить диаметр корпуса насоса, в то время как длина вала не ограничивается. Обычно радиальные насосы с отношением диаметров D2iDv = 1,8 -н 2 можно применять по упомянутым выше причинам только в случае большого диаметра скважин; на фиг. 336 показана подобная конструкция [393]. При нормальной ширине скважины предпочитают в настоящее время применять коническую форму колес с полуосевой подачей воды, аналогично случаю, рас­ смотренному в разделе 57, причем вполне возможно создать доста­ точную длину лопаток даже при отношении диаметров 1,3 без кон­ структивных затруднений при выполнении направляющих лопаток

(фиг. 337).

526

Фиг. 336. Насос для скважины

с радиальными колесами.

Фиг. 338. Подводный мотор, за­

528

Можно видеть, что сумма углов отклонения меридионального потока воды здесь составляет только половину угла при радиальном всасывании. Кроме того, следует упомянуть о надежных направляю­ щих промежуточных втулках вала каждой отдельной ступени; в слу­ чае содержания песка в воде они изготовляются из специальной дорогой резины; резиновый слой втулок снабжается глубокими спи­ ральными смазочными желобками; ввиду того, что железо подвер­ гается действию серы вулканизированной резины, рабочие поверх­ ности вала защищаются бронзовыми втулками.

Вследствие того что вертикальный трубопровод ослабляется на своем верхнем конце из-за боковых патрубков, в то же время

вэтом месте должна восприниматься нагрузка от его собственного веса, веса насоса и давления воды, необходимо трубопровод в этом месте при большей глубине погружения насоса укреплять стяжными болтами. Это упрочение отпадает, когда отвод осуществляется с по­ мощью колена, устанавливаемого на раме электродвигателя. Приме­ нение описанных утопленных насосов с промежуточным валом ра­ ционально в настоящее время до глубин 12 м. Выше этого значения следует использовать утопленные насосы [395], [396], у которых электродвигатель непосредственно соединен с насосом без длинного промежуточного вала, т. е. расположен в скважине и работает ниже уровня всасываемой воды. Сам насос в основном сохраняет рассмотренную выше конструкцию (фиг. 338). Основная трудность

вслучае применения электропривода состоит в защите обмоток от про­ никновения воды. Уплотнение с помощью сальников очевидно недо­ статочно, тем более, что температура электродвигателя во время работы выше температуры нерабочего состояния и, следовательно, имеют место периодические термические деформации его. Ротор электродвигателя может работать либо в закрытом воздушном про­ странстве (сухой мотор), причем основная тр}гдность состоит в устра­ нении утечек воздуха, или может омываться перемещаемой водой;

109.НАСОСЫ для ГРЯЗНОЙ воды и кислот

Здесь следует упомянуть о конструкциях, особенности которых обусловлены свойствами перемещаемой среды. Влияние перемещае­ мой среды на характеристику рассматривалось в разделе 93.

а) Насосы для грязной воды [398]—[406]. При перекачивании грязной воды необходимо позаботиться о том, чтобы в насосе не имели возможности осаждаться крупныепосторонниечастицы,содержащиеся

в воде. Поэтому сечения для потока воды должны быть по возможности большими, следовательно, число лопаток—низким. По этим же сооб­ ражениям исключаются направляющие лопатки. Аналогично следует избегать по возможности применения многоступенчатой или много­ поточной схемы. Вал насоса вообще не должен приходить в сопри­ косновение с перемещаемой средой, потому что вал либо легко исти­ рается, либо покрывается волокнистыми составными частями. Вслед­ ствие этого предпочитают также применять рабочее колесо с одно-

6)

Фиг. 339. Формы рабочих колес, обычно применяемых в грязевых насосах для перекачивания сточных вод.

сторонним всасыванием. Если невозможно избежать двухсторон­ него всасывания или подшипников на обеих сторонах, то рекомен­ дуется защитить вал трубой, которая не участвует во вращательном движении. Другое важнейшее условие состоит в легкой доступности всех внутренних частей. Поэтому необходимо предусмотреть легко доступные отверстия для очистки. Свойства перемещаемой жидкости влияют на форму входного конца лопаток в том отноше­ нии, что тупые лопатки менее легко изнашиваются и, следовательно, сохраняют свою форму, когда примеси оказывают сильное механи­ ческое или химическое воздействие. При подаче волокнистых веществ часто перед острыми лопатками устанавливают отделитель с острыми кромками, который разрезает волокна, застрявшие на нем.

Фиг. 339 дает представление о многообразии применяемых форм рабочих колес для этой цели. При перемещении жидкости, которая вызывает сильный механический износ, например, содержащей золу, шлак, мергель, песок (баггерные или пульповые насосы), корпус насоса снабжается броней чтобы защитить его от сильного

530