4.1. Классификация насосов

Динамические насосы - проточные и имеют непрерывную подачу жидкости.

Объемные насосы герметичны и имеют порционную подачу.

4.2. Лопастные насосы

Лопастные насосы, а среди них центробежные, - это основной тип насосов с точки зрения производительности и универсальности, а также их распространенности (не менее 75%).

Рабочим органом лопастных насосов является вращающееся рабочее колесо с лопастями (крыльчатка). Рабочее колесо установлено на валу и приводится во вращение двигателем. От двигателя подводится механическая энергия, которая передается жидкости путем динамического воздействия лопаток на поток.

При натекании потока жидкости на поверхность лопатки (аналогично крылу самолета) на ее поверхности образуется перепад давления и возникают подъемные силы. Рабочее колесо совершает работу, преодолевая момент этих сил.

Рассмотрим устройство центробежного насоса.

Рис. Насос центробежный

1 - подвод; 2 - рабочее колесо; 3 - отвод.

Рабочее колесо состоит из ведущего и ведомого дисков, между которыми находятся лопатки, изогнутые в сторону, противоположную вращению.

Ведущий диск крепится на валу.

Жидкость поступает к центральной части рабочего колеса. Энергия вращения передается рабочим колесом жидкости, которая перемещается на периферию и собирается в кольцевом коллекторе (улитке), а затем удаляется через выходной патрубок (отвод).

Отвод имеет расширяющуюся форму, поэтому здесь скорость потока падает, и часть кинетической энергии преобразуется в потенциальную энергию давления.

При расчетном режиме работы КПД центробежного насоса может достигать 90%, на худших режимах может составить всего 10%.

В центробежном насосе происходит поворот потока на 90° от осевого направления к радиальному.

В осевых лопастных насосах жидкость движется примерно в осевом направлении, а рабочее колесо имеет форму корабельного винта. Они применяются при больших расходах и малых перепадах давления.

Ось вращения лопастного насоса может быть горизонтальной и вертикальной.

При расчете насосной подачи необходимо правильно выбрать тип насоса и его характеристики.

К наиболее распространенным гидротурбинам относятся радиально-осевые и осевые, которые по конструкции принципиально не отличаются от центробежных насосов. Направление жидкости в них и вращение колеса противоположно центробежному насосу, т.е. радиально–осевые турбины и центробежные насосы являются обратимыми машинами и могут работать как в турбинном, так и в насосном режиме.

При движении жидкости по лопаткам рабочего колеса гидротурбины жидкость вращает рабочее колесо, передавая ему энергию.

Лопастные насосы бывают одноступенчатые и многоступенчатые. Одноступенчатые имеют одно рабочее колесо, многоступенчатые – несколько последовательно соединенных колес, закрепленных на одном валу. Многоступенчатые лопастные насосы применяются для откачки воды из шахт, а также в системах водоснабжения и канализации.

4.3. Объемные насосы

Отличительным признаком объемного насоса является наличие одной или нескольких рабочих камер, объем которых при работе насоса периодически изменяется.

При увеличении объема рабочих камер они заполняются жидкостью, а при уменьшении их объема жидкость вытесняется в отводящую линию.

Рис. Поршневой насос одинарного действия

1 – всасывающий клапан; 2 – рабочий цилиндр; 3 – нагнетательный клапан; 4 - нагнетательный трубопровод; 5 – поршень; 6 – всасывающий трубопровод; 7 – резервуар.

Поршневые насосы перекачивают жидкость за счет возвратно-поступательного движения поршня (плунжера). Они могут быть одинарного и двойного действия. Насосом одинарного действия называется такой насос, в котором за один двойной ход поршня происходит одно всасывание и одно нагнетание жидкости.

Рис. Поршневой насос двойного действия

Насос, который за один ход поршня два раза всасывает и два раза нагнетает жидкость, называется насосом двойного действия. В таком насосе и левая, и правая камеры цилиндра являются рабочими.

В роторных насосах перекачка жидкости обеспечивается вращательным движением рабочего органа.