книги / Насосы, компрессоры, вентиляторы

Обычная схема расположения опорных лап корпуса насоса для по­ дачи холодной воды показана на рис. 4-33,а. Расположение лап здесь нижнее. Применение такой конструкции в насосах для горячих жидког стей вызывает существенные затруднения с центровкой насоса и двига­ теля, если они соединяются непосредственно при помощи муфты.

Действительно, правильная центровка, произведенная при низкой монтажной температуре (рис. 4-33,а), неизбежно нарушится в течение короткого периода после пуска, как только насос разогреется до своей

рабочей температуры. Размер I для электродвигателя практически оста­ нется без изменений, а для насоса он изменится на величину тепловой деформации:

А/=0,012 Ш у мм

(здесь / — в ж, а Лt — в °С).

Таким образом, после разогрева насоса совпадение геометрических осей насоса и двигателя нарушается и возникает вибрация агрегата. Это обстоятельство заставляет располагать опорные поверхности лап насосов на уровне геометрической оси насоса (рис. 4-33,6). При этом тепловые деформации корпуса насоса будут распространяться симме­ трично и нарушений центровки при разогреве наблюдаться не будет.

В насосах для горячих жидкостей предусматривается надежная компенсация тепловых деформаций продольного и поперечного направ­ лений. С этой целью производят фиксацию насоса шпонками, распола­ гаемыми на лапах и корпусе, входящими в канавки на станине насоса (рис. 4-34).

Поперечные шпонки 1 фиксируют корпус насоса в продольном на­ правлении и создают возможность для свободно™ поперечного расши­ рения. Продольные шпонки 2 фиксируют насос в поперечном направле­ нии и позволяют ему свободно расширяться в продольном направлении.

Таким образом, обеспечивается свободное расширение корпуса на­ соса в направлениях, указанных на рисунке стрелками.

Фиксация корпуса в вертикальном направлении производится бол­ товыми соединениями (рис. 4-35). Здесь затяжка крепежного болта 1 производится на втулке 2 так, что между поверхностями массивной жесткой шайбы 3 и прилегающей к ней опорной лапы 4 достигается плотное соприкосновение без натяга.

Если в насосах для горячих жидкостей не предусмотрена компен­ сация тепловых деформаций, то возникают местные перенапряжения в материале, опасные для машины. В таких насосах секционного типа в тяжелых условиях находятся стяжные болты, затягиваемые при мон­ тажной, относительно низкой температуре. При разогреве насоса тем­ пература стяжных болтов не достигает температуры секций, так как они лежат вне секций, омываемых с внутренней стороны жидкостью высокой

112

температуры. Возникающая разность тепловых деформаций вызывает в резьбовой части болтов перенапряжение материала. С целью предот­ вращения этого явления насосы снабжают изолирующим кожухом, захватывающим стяжные болты, а промежуток между внутренней по­ верхностью кожуха и корпусом набивают теплоизоляционным мате­ риалом.

При медленном разогреве насоса можно получить практически близкие температуры корпуса и стяжных болтов.

Некоторые зарубежные заводы выполняют стяжные болты с цен­ тральным отверстием; при эксплуатации насоса предусматривается не­ прерывный пропуск воды с рабочей температурой через отверстия во всех болтах. Этим достигаются почти полное равенство тепловых дефор­ маций болтов и корпуса и отсутствие перенапряжений в материале болтов.

4-9. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ АГРЕГАТОВ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ НАСОСАМИ

Развитие технологических процессов в промышленности, требующих применения насосного оборудования, вызвало разработку новых кон­ струкций насосов и новых типов насосных блоков (агрегатов).

Появление новых типов блоков и конструкций насосов стало воз­ можным, во-первых, благодаря развитию прогрессивного принципа

Рис. 4-36. Моноблочный консольный насос для химической промышленности.

соединения насоса и двигателя в единый конструктивный блок и, во-вторых, ввиду широких возможностей технологии современного ма­ шиностроения и применения новых материалов.

Тенденция к соединению машины-двигателя с машиной-орудием, свойственная всем отраслям техники, вполне отчетливо выражена и в насосостроении. Первой ступенью явился здесь переход от насосного агре­ гата с разделенными насосом и двигателем при передаче энергии посред­ ством ременной передачи к блоку с непосредственным соединением валов муфтой. Это создает большое удобство при компоновке насосных станций. Большинство агрегатов с лопастными насосами выполняется теперь по этому типу.

Затем возникли конструкции моноблочных насосов (обозначаются

Таким образом, жидкость проходит через зазоры двигателя и змеевиковый холодильник по замкнутому контуру, отдавая тепло, получае­ мое в двигателе.

Рис. 4-38. Однокорпусный электронасосный агрегат.

В описанной конструкции уплотнения вала исключены, и поэтому насосный агрегат является вполне герметичным.

Дальнейшим развитием принципа соединения насоса и двигателя является, например, лопастной (осевой) многоступенчатый насос для перекачки нефтепродуктов, изображенный на рис. 4-38. В этой кон­

струкции насос и двигатель полностью совмещены в общий конструк­ тивный блок. Агрегат отличается большой компактностью и относитель­ но малым весом. Он состоит из статора /, защищенного гильзой (экра­ ном) 2, и массивного ротора 3. Последний вращается на шарикопод­ шипниках 4.

В этой конструкции заслуживает внимания особый прием, приме­ ненный для разгрузки сальника и уменьшения осевой силы: на задней стороне рабочего диска колеса расположены лопасти, понижающие дав­ ление в зазоре между корпусом и колесом.

Рабочее колесо насоса имеет свободные лопасти, без переднего по­ крывающего диска.

4-10. ВЫБОР НАСОСОВ И ПРИВОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В основу выбора насосов для заданных условий работы положены экономические требования. Они заключаются в том, чтобы насос и при­ водной двигатель его, будучи дешевыми, работали с наивысшим воз­ можным к. п. д.

Рассмотрим общий метод решения задачи о выборе насосов для за­ данных условий работы.

Гидравлическим расчетом трубопроводной сети выясняются давле­ ние, создаваемое насосной установкой, и ее производительность. Послед­ няя в общем случае переменна во времени (см. рис. 3-56) и покрывается несколькими насосами. Поэтому задача выбора насосов заключается не только в определении типа и размеров насоса, но и в выяснении необ­ ходимого количества их. Эта задача решается экономическим расчетом нескольких (не менее трех) вариантов установки с различными количе­ ствами насосов. Наиболее выгодным является вариант, дающий наи­ меньшую стоимость 1 мъ поданной жидкости при соблюдении полной надежности и бесперебойности работы.

Для любого заданного графика расходов (рис. 3-56) наиболее про­ стым будет вариант с одним рабочим насосом, покрывающим все задан­ ные расходы от QМИН ДО Qiuanc- При этом установка должна состоять из двух насосов — рабочего и резервного, рассчитанного на расход QMai;c.

Пользуясь сводным графиком полей характеристик (рис. 4-43) но ГОСТ 6812-58 (или другим графиком полей по ГОСТ) !, находим подхо­ дящий тип насоса. Здесь следует заботиться о том, чтобы при регули­ ровании производительности от QMim до (Эмакс режим насоса не выходил из поля его характеристик. Если это не может быть выполнено, то ва­ риант с одним насосом практически неприемлем.

По числу оборотов, указанному в поле характеристик, и в зависи­ мости от предполагаемых условий работы выбирается тип электродви­ гателя, причем если нет ограничений, то следует выбирать наиболее дешевые, открытые конструкции. Затем эскизно разрабатывается разме­ щение оборудования с указанием трубопроводной и электрической ком­ мутаций и нанесением всего вспомогательного оборудования.

По справочникам-ценникам определяется стоимость оборудования и его монтажа.

Намечаются тип и кубатура здания (помещения) насосной установ­ ки и по укрупненным измерителям определяется стоимость сооружения его.

Годовые эксплуатационные затраты складываются из стоимости электроэнергии, отчислений на амортизацию и капитальный ремонт зда­ ния и оборудования, стоимости обслуживания, отчислений на текущий ремонт, стоимости смазочных и обтирочных материалов.

Годовой расход электроэнергии легко вычисляется по графику рас­ ходов и размерной характеристике принятого типа насоса.

Годовая стоимость электроэнергии получается умножением годового расхода ее на стоимость 1 квт-ч, принимаемую по плановым соображе­ ниям.

1 См. также § 3-13.