1.10 Диагональные насосы

Поток жидкости, проходящий через рабочее колесо диагонального насоса, на­правлен не радиально, как у центро­бежных насосов, и не параллельно оси, как у осевых, а наклонно, как бы по диагонали прямоуголь­ника, составленного радиальным и осевым направлениями (рис. 21).

Рисунок 21- Диагональный насос

а - с рабочим колесом закрытого типа; б - с рабочим колесом открытого типа;

1 - всасывающий патрубок; 2 - рабочее колесо; 3 - корпус насоса; 4 - выправляющий аппарат; 5 - радиальный подшипник; 6 – отвод.

Наклонное направление потока создает основную конструктивную особенность диагональных насосов - перпендикулярное к меридиональному потоку и наклонное к оси насоса расположение лопастей рабо­чего колеса. Это обстоятельство позволяет использовать при создании напора совместное действие подъем­ной и центробежной сил.

Рабочие колеса диагональных насосов могут быть закрытого или открытого типа. В первом случае конструкция колеса приближается к конструкции колеса центробежного насоса, а во втором - осевого. Ло­пасти рабочих колес открытого типа у ряда насосов выполняются пово­ротными, что является их несом­ненным преимуществом. Жидкость отводится от рабочего колеса диагонального насоса с по­мощью спиральной камеры, как у центробежных насосов, либо с по­мощью трубчатого колена, как у осе­вых. По своим рабочим параметрам (подача, напор) диагональные насо­сы также занимают промежуточное положение между центробежными и осевыми.

2 Конструкции и принцип действия насосов трения

По предусмотренной ГОСТ 17398-81 классификации насосы трения включают в себя весьма разнообразные как по принципу преобразования энергии, так и по виду рабочих органов механизмы и устройства.

2.1 Вихревые насосы

Вихревые насосы обладают хорошей способностью самовсасывания, т. е. возможностью начинать действие без предварительного заполнения всасывающей трубы подаваемой средой, если она имеется в корпусе насоса. Благодаря этому они применяются для подачи легкоиспаряющихся или насыщенных газами капельных жидкостей и в комбинации с центробежными насосами.

Существуют 2 разновидности вихревых насосов: закрытого и открытого типа. В вихревом насосе закрытого типа частицы жидкости из ячеек, расположенных по периферии рабочего колеса, под влиянием центробежных сил будут переходить в канал корпуса насоса и затем, передав часть своей кинетической энергии находящейся там среде, возвратятся в другие ячейки. Совершая винтообразное вихревое перемещение, каждая частица за время ее нахождения в насосе несколько раз побывает в ячейках ротора и получит от него определенную энергию. В результате такого многоступенчатого действия вихревые насосы по сравнению с такими же (по размерам и скорости вращения) центробежными насосами развивают в 3-7 раз больший напор, но работают с более низким (в 2-3 раза) КПД.

В вихревых насосах открытого типа жидкость подводится вблизи вала насоса, проходит между лопатками рабочего колеса и отводится к выходному отверстию в корпусе из открытого (без перемычки) периферийного канала. В зарубежной литературе вихревые насосы называются фрикционными, регенеративными, турбулентными, самовсасывающими и др. Рабочее колесо вихревого насоса (рис. 22) пред­ставляет собой плоский диск с ко­роткими радиальными прямолиней­ными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость, в кото­рую и входят лопатки колеса. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, раз­деляет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.

При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное пар­ное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихре­вого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее много­кратно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное прираще­ние энергии, а следовательно, и напо­ра. Благодаря этому напор вихре­вых насосов в 2-4 раза больше, чем у центробежных, при одном и том же диаметре колеса,

т. е. при одной и той же угловой скорости. Это, в свою очередь, позволяет

исполнять вихревые насосы значитель­но меньших размеров и массы по

Рисунок 22 - Вихревой насос

1 - колесо; 2 - корпус; 3 - полость; 4 - напорный пат­рубок;

5 - всасывающий патрубок; 6 - уплотняющий выступ.

сравнению с центробежными.

Достоинством вихревых насосов является то, что они обладают самовсасывающей способ­ностью, исключающей необходимость заливки корпуса и всасывающей линии насоса перекачиваемой жид­костью перед каждым пуском.

Недостатком вихревых насосов является сравнительно невысокий КПД (0,25-0,5) и быстрый износ их деталей при работе с жидкостями, содержащими взвешенные твердые частицы. Серийно выпускаемые вих­ревые насосы имеют подачу 1 - 40 м³/ч и напор 15 - 90 м.