Практическая работа№3 Центробежный насос
Центробежные насосы являются наиболее распространенным на судах типом лопастных насосов. Простота устройства, надежность, возможность получения больших подач и давлений, необходимость большой частоты вращения рабочих колес и использования для их привода быстроходных двигателей обеспечивали широкое распространение центробежных насосов на судах.
На рис.2.1 показана схема вертикального консольного судового центробежного насоса, расположенного ниже ватерлинии судна для надежного заполнения водой всасывающего трубопровода 8 с запорным клапаном 9. Проточная часть насоса состоит из подвода 7, рабочего колеса 13 и спирального отвода 5. Через подвод 7 перекачиваемая жидкость попадает в рабочее колесо 13, состоящее из ведомого 6 и ведущего 4 дисков, между которыми помешены лопасти 12. Рабочее колесо крепится к валу 1 ведущим диском 4 со ступицей 3. Жидкость движется через колесо от центра к периферии, а затем по отводу 5 и диффузору 10 поступает к напорному патрубку 11. Протечки жидкости из насоса наружу задерживаются сальником 2.
При вращении рабочего колеса в насосе, заполненном жидкостью, возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти, т. е. происходит силовое взаимодействие потока с колесом. Преодолевая возникающий момент, колесо преобразует механическую энергию двигателя в энергию перекачиваемой жидкости, отчего ее давление и скорость при выходе из колеса по сравнению с этими параметрами при входе в колесо увеличиваются.
В отводе и диффузоре скорость потока снижается и часть кинетической энергии жидкости преобразуется в потенциальную энергию давления. У центра колеса образуется область пониженного давления, поэтому жидкость из трубопровода 8 поступает через подвод 7 к рабочему колесу. При постоянной частоте вращения рабочего колеса жидкость в подводе и диффузоре движется с постоянной скоростью, а непрерывный выход жидкости из колеса обеспечивает устойчивый процесс всасывания.
Для получения высоких напоров применяют многоступенчатые насосы, в которых жидкость последовательно проходит через несколько одинаковых рабочих колес 1, закрепленных на общем валу. В этом случае напор повышается пропорционально числу колес. На рис.2.2,а показана схема трехступенчатого насоса, у которого поток жидкости последовательно проходит через колеса I, II и III ступеней. C ростом напора, развиваемого насосом, растут и скорости жидкости на выходе из рабочего колеса. В связи с этим в отводе 3 могут значительно возрасти гидродинамические потери. Для их снижения применяют специальные лопастные аппараты 2.
Рисунок 2.1 - Схема судового центробежного насоса
Д
ля
увеличения подачи рабочие колеса
соединяют параллельно - такие насосы
называют многопроточными. Применяют
также насосы с параллельно-последовательным
соединением колес, дающие увеличение
как подачи, так и напора.
На рис. 3.2,б показан насос с двусторонним подводом жидкости к одному колесу, что увеличивает подачу вдвое и уравновешивает осевые силы, действующие на вал насоса. Жидкость из подвода 1 поступает симметрично с двух сторон на рабочее колесо 2, покидая которое, с большой скоростью поступает по касательным на лопасти 3 неподвижного направляющего аппарата. Последний обеспечивает частичное преобразование кинетической энергии потока в давление лучшее направление потока в спиральный отвод 4. Число неподвижных лопастей делается на единицу меньше или больше числа лопастей рабочего колеса во избежание их одновременного совпадения или несовпадения, вызывающего пульсацию потока и снижение КПД.Центробежные насосы не могут создать разрежения, если проточная часть и всасывающий трубопровод заполнены воздухом, т. е. не обладают сухим всасыванием. Поэтому на судах их устанавливают ниже ватерлинии или снабжают специальными насосами, отсасывающими воздух из насоса и всасывающего трубопровода.
Судовые центробежные насосы по устройству разделяются:
а) по количеству рабочих колес и ступеней на: одноколесные, одноступенчатые, одноступенчатые с параллельным подключением колес, многоступенчатые с последовательным и комбинированным подключением колес;
б) по наличию лопастных направляющих аппаратов на: насосы без направляющих аппаратов, с направляющими аппаратами на входе или на выходе, то же на входе и выходе;
в) по способу подвода жидкости к рабочему колесу: с односторонним подводом и с двусторонним подводом;
г) по расположению оси вала: на вертикальные и горизонтальные;
д) по всасывающей способности на: насосы, не обладающие способностью всасывать, и самовсасывающие насосы с дополнительными вакуумными насосами.
Рисунок 3.2 - Центробежные насосы
Рисунок 3.3 – Насос центробежный:
1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – шайба регулировочная; 4 – корпус уплотнения; 5 – набивка сальника; 6 – крышка сальника (нажимная втулка); 7 – прокладка;
8 – крышка подшипника; 9 – подшипник; 10 – кронштейн; 11 – вал;
12 – прокладка; 13 – отбойное кольцо; 14 – гайка; 15 – защитная втулка;
16 – кольцо сальника; 17 – болт; 18 – болт; 19 – кольцо уплотнительное.