2.22. Осевые насосы
Осевые насосы предназначаются для подачи воды от 0,2 до 18 м3/сек и напоров от 1,3 до 22 м. Они применяются в качестве Циркуляционных на мощных тепловых электростанциях, в насосных шлюзовых установках, магистральных каналах и ирригационных системах, станциях городского и промышленного водоснабжения и т.п. Осевые насосы могут быть как пропеллерными, так и поворотно-лопастными.
На рис. 2.22. изображен пропеллерный осевой насос. Он имеет рабочее колесо, состоящее из корпуса 17 и жестко связанных с ним лопастей 3. Рабочее колесо насажено на вал 7, вращаемый двигателем. Для обеспечения плавного подвода воды к рабочему колесу имеются входной патрубок 2 и обтекатель 1. После рабочего колеса устанавливается осевой управляющий (выправляющий) аппарат, состоящий из корпуса 6 и лопаток 16. В нем закрученный колесом поток раскручивается и далее поступает в отводящее колено 8, а затем в отвод 15. Опорами вала служат подшипники 4 и 10 с лигнофолевыми или резиновыми вкладышами 5 и 11, омываемые чистой водой. Вода подводится по трубке в камеру над верхним подшипником, уплотненную сальником (детали 12 и 13). Пройдя через зазор между вкладышем 11 подшипника и валом, вода поступает через зазор между валом и трубой защитного обтекателя 9 к нижнему подшипнику, а затем она сливается в основной поток. Для защиты вала от истирания вкладышем на него одевается сменная втулка. Соединение вала насоса с валом двигателя осуществляется муфтой 14.
Рис. 2.22. Осевой насос;
1 - входной обтекатель: 2 - входной патрубок: 3 - лопасть рабочего колеса; 4-корпус нижнего подшипника: 5-вкладыш нижнего подшипника; 6- корпус направляющего аппарата; 7-вал; 8-колено; 9-защитный обтекатель; 10- корпус верхнего подшипника; Л-вкладыш верхнего подшипника: 12-набивка сальника; 13 - корпус сальника; 14 - муфта соединительная; 15 – отвод; 16- лопатка направляющего аппарата,
17 - корпус рабочего колеса
Для регулирования подачи осевых насосов применяется поворот лопастей рабочего колеса. Осевые насосы могут быть выполнены как с вертикальным, так и с горизонтальным расположением вала. Они обычно работают с подпором, т. е. с отрицательной высотой всасывания.
Такие условия всасывания необходимы во избежание кавитации, и, кроме того, они облегчают пуск насоса в ход, так как при этом не требуется производить его заливку. Хорошо выполненные осевые насосы имеют КПД до 90 % и выше.
2.23. Вихревые насосы
Вихревые насосы по принципу действия относятся к классу насосов увлечения. Вихревые насосы примечательны тем, что на небольших подачах (до 50 м3/ч) они создают напоры, которые в 2...5 раз выше напоров, развиваемых центробежными насосами при одинаковых диаметрах колеса и частоте вращения вала.
Вихревые насосы имеют невысокий КПД (не более 45 %). Однако, если для небольших подач и тех же напоров, что и у вихревых, создавать центробежные насосы, их пришлось бы строить многоступенчатыми, КПД которых будет на том же уровне, что и у вихревых (не более 45 %). Вихревые насосы делятся на насосы закрытого и открытого типов.
Вихревой насос открытого типа ВК (рис. 2.23.) состоит из корпуса 1, рабочего колеса 2, вала 3, напорного окна 4, всасывающего отверстия 5 и бокового канала 6.
Рис. 2.23, Схема вихревого насоса с открытым боковым каналом
При вращении колеса жидкость всасывается через всасывающее окно, поступает в межлопаточное пространство, откуда под действием центробежных сил вытекает в боковой канал, образуя осевой вихрь. В канале жидкость отстает по скорости от вращающегося колеса, вихревой поток многократно своими периферийными полями входит снова в межлопаточное пространство, приобретая дополнительную энергию от рабочего колеса. Рабочий (боковой или периферийный) канал заканчивается напорным окном. Лопатки колеса, увлекая поток жидкости, направляют его под давлением нагнетания в напорное окно. Сектор с дугой около 30е служит перемычкой, разобщающей напорную и всасывающую полости. Рабочее колесо вихревого насоса устанавливается на валу на шпонке свободно, имея зазоры между корпусом величиной около 0,1 мм.