22.4 Расширение области применения центробежного насоса

Для расширения диапазона работы насосной установки применяют обточку рабочего колеса насоса (1-й способ), параллельное (2-й способ) и последовательное соединение (3-й способ) насосов. 1-й способ. В некоторых случаях экономически оправдано изменение рабочих параметров насоса путем обточки его рабочего колеса по наружному диаметру. Уменьшение производительности насоса от Q_В до Q_С достигается уменьшением его диаметра с D′2 до D′2′ при неизменной частоте вращения n₂. При этом = (рис. 22.3.2). Однако обточка приводит к снижению к.п.д., поэтому ее предельная величина лимитирована. 2-й способ. Допустим два насоса имеют одинаковые рабочие характеристики (кривая 1) (рис. 22.4.1). Суммарная подача получается сложением подач насосов для данного напора (кривая 2). При этом общая подача при работе на сеть увеличится от Q_A до Q_B. Однако параллельное соединение насосов для сетей с крутыми характеристиками (кривая 3) нецелесообразно, т.к при этом происходит небольшой прирост подачи (∆Q2 < ∆Q1).

Рис. 22.4.1 Параллельное включение двух насосов

3 способ. Последовательное соединение насосов предпринимают для повышения напора. Суммарная характеристика напора (кривая 2) получа- ется путем сложения напоров насосов при данной подаче (кривая 1) (рис. 22.4.2). Для пологой характеристики сети (кривая 3) последовательное соединение насосов менее эффективно, чем при работе на сеть с крутой характеристикой (кривая 4), т.к. данное соединение дает незначительное повышение напора (∆Н₁ < ∆Н₂).

Рис. 22.4.2 Последовательное включение двух насосов

В объемном насосе перемещение жидкости осуществляется путем ее вытеснения из рабочих камер вытеснителями. Под рабочей камерой понимается замкнутое пространство внутри насоса, периодически изменяющее свой объем. При вращении ротора насоса рабочие камеры попеременно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания. Вытеснителем является рабочий орган, непосредственно совершающий работу вытеснения жидкости. В зависимости от вида вытеснителя объемные насосы разделяют на роторно-поршневые, шестеренные, пластинчатые, винтовые и др. Наиболее простыми и дешевыми объемными насосами являются шестеренные и пластинчатые.

Рабочий процесс объемного насоса складывается из трех этапов: 1) заполнения рабочих камер жидкостью, 2) их изоляции и 3) вытеснения жидкости из рабочих камер. Основной величиной, характеризующей размер объемного насоса, является рабочий объем. Он представляет собой объем жидкости, вытесняемый насосом за один оборот его ротора (вала). Давление в выходной линии насоса образуется за счет сопротивления со стороны гидросистемы, оказанного перемещению жидкости от насоса. Сопротивление создается нагрузкой на гидродвигателях приводов, гидравлическими потерями в гидролиниях, наличием напорного клапана, работающего в переливном режиме, когда потребный расход рабочей жидкости в гидросистеме меньше подачи насоса и др.

К основным параметрам объемных насосов относятся: подача, представляющая собой объем жидкости, вытесняемый насосом за единицу времени; максимальное давление в выходной гидролинии; мощность, потребляемая насосом, и коэффициент полезного действия (КПД). Подача насоса зависит от утечек жидкости через зазоры между ротором, статором и замыкателями. С увеличением давления на выходе из насоса утечки жидкости увеличиваются, в результате чего подача насоса уменьшается.

Объемные насосы могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Насосы, обеспечивающие изменение подачи в заданных пределах, называются регулируемыми. Нерегулируемые насосы имеют постоянную подачу рабочей жидкости