4. Основные типы современных насосов.

4.1 Лопастные насосы. К числу лопастных насосов, серийно выпускаемых отечественной промышленностью и нашедших наибольшее распространение при сооружении современных систем водоснабжения и канализации, относятся центробежные, осевые и диагональные насосы. Работа этих насосов основана на общем принципе — силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости. Однако механизм этого взаимодействия у насосов перечисленных типов различен, что, естественно, приводит к существенным различиям в их конструкциях и эксплуатационных показателям.

4.2 Центробежные насосы являются наиболее распространёнными и предназначаются для подачи холодной или горячей (t° > 60°C) воды, вязких или агрессивных жидкостей (кислот и щелочей), сточных вод, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом, раздробленным каменным углём и т.п. Их действие основано на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса тем частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влиянием возникающей при этом центробежной силы Р частицы подаваемой среды из рабочего колеса перемещаются в корпус насоса и далее, а на их место под действием давления воздуха поступают новые частицы, обеспечивая непрерывную работу насоса

Центробежные насосы можно назвать одними из наиболее востребованных и применяемых насосов. Их несомненными достоинствами является простота изготовления и эксплуатации, следовательно - дешевизна. На предприятиях за внешнее сходство их с любовью называет "улитками", "центробежками".

Корпуса центробежных насосов отливают из чугуна, или отштамповывают из стали (при значительных давлениях). Корпус может быть как цельным, так и состоящим из нескольких частей, крепящихся

между собой при помощи резьбовых соединений. Последний вариант более практичен, поскольку не затрудняет доступа к рабочему колесу, упрощает

проведение ремонтных работ и замену деталей. Внутренняя поверхность корпуса должна быть максимально гладкой и не иметь острых углов, т.к. это препятствует движению жидкости, создает гидродинамическое сопротивление, т.е. снижает КПД агрегата.

Иногда в корпусе последовательно располагается несколько рабочих колес на одном валу. Такие насосы способны создавать большее давление и называются многоступенчатыми. В корпусе располагается рабочий вал, опирающийся на подшипники качения или скольжения. В агрегатах с большими частотами вращения вала, в которых наблюдается

нагрев подшипников до высоких температур, в узлах подшипников приме-няют систему принудительного смазывания и охлаждения.

Насосные валы - одно из наиболее уязвимых мест насосов. На вра-щающийся вал действуют силы трения, тяжести, кавитации и пр. Поэтому чаще валы изготавливают из легированной (обладающей повышенной проч-ностью) стали, при работе в агрессивных средах - из нержавеющей стали.

Вал должен быть статично и динамически сбалансирован, в противном слу-чае это может привести к преждевременному износу и даже механическому разрушению корпуса (на значительных частотах вращения). Проверка вала на сбалансированность производится с применением новейших технологий на специальных станках. Так же валы проверяют с помощью лазерных лучей и специфичного программного обеспечения.

Рабочее колесо "центробежки" можно назвать главной деталью. Именно благодаря колесу-ротору происходит передача механической энергии перемещаемой среде и от его устройства во многом зависит КПД. По конструкции колеса бывают открытыми ,т. е. без диска, покрывающего лопатки, и закрытыми. Центробежные насосы, применяемые для перекачки вязких жидкостей, как правило, выполняются с открытыми рабочими коле-сами, внешне напоминающими пропеллер. Такой же тип колес применяют в

тех случаях, когда не требуется создавать большое давление в

перекачиваемой среде.

Закрытый тип колес применяется гораздо чаще; в таких насосах

КПД более высок, т.к. щелевые перетеки в жидкости почти отсутствуют. Именно такой тип колес применяется во многих "центробежках".

В крупногабаритных насосах рабочие плоскости колеса отштамповывают из стали и закрепляют в чугунном ободе. В химических насосах , предназначенных для перекачки агрессивных сред, иногда рабочее колесо изготавливается из каучука, керамики и некоторых других компо-зитных материалов, стойких к химически активным веществам. Рабочее колесо жестко крепится на валу шпоночным или резьбовым соединением.

Для обеспечения герметичности насоса в местах выхода вала нару-

жу устанавливаются сальники и уплотнительные кольца. В качестве источника механической энергии в насосах чаще всего применяются электродвигатели.

4.3 Осевые насосы предназначаются главным образом для подачи больших объёмов жидкостей. Их работа обусловлена передачей той энергии, которую получает жидкость при силовом воздействии на неё лобовой поверхности вращающихся лопастей рабочего колеса. Частицы подаваемой жидкости при этом имеют криволинейные траектории, но, пройдя через выправляющий аппарат, начинают перемещаться от входа в насос до выхода из него, в основном вдоль его оси (откуда и название).

Существуют 2 основных разновидности осевых насос: жестколопастные с лопастями, закрепленными неподвижно на втулке рабочего колеса, называемые пропеллерными, и поворотно-лопастные, оборудованные механизмом для изменения угла наклона лопастей.

4.4 К объемным насосам относится большое число насосов различных типов: поршневые, плунжерные, диафрагмовые, винтовые, шестеренные и др. Наиболее распространенными из объемных насосов являются поршневые и плунжерные. В системах водоснабжения и канализации поршневые насосы в настоящее время применяются относительно мало: для подъема воды из

скважин малого диаметра, для перекачивания вязких жидкостей, например осадка из первичных отстойников, а также в качестве дозировочных насосов.

В зависимости от назначения, условий работы и конструкции можно принять следующую классификацию возвратно-поступательных насосов.

1. По роду действия — насосы:

а) одностороннего действия;

б) двустороннего действия;

в) строенные;

г) сдвоенные двустороннего действия;

д) дифференциальные.

2. По расположению цилиндров — насосы:

а) горизонтальные;

б) вертикальные.

3. По конструкции рабочего органа — насосы:

а) поршневые, в которых дисковый поршень, снабженный уплотняющими устройствами (манжетами, поршневыми кольцами), перемещается в расточенном цилиндре;

б) плунжерные, у которых вместо поршня применяют плунжер (скалку) в виде полого стакана, который движется в уплотняющем сальнике, не касаясь внутренних стенок цилиндра; плунжерные насосы проще и надежнее в эксплуатации, так как у их нет сменных уплотняющих деталей (колец, манжет);

в) с проходным поршнем — вертикальные насосы, вода в которых при нагнетании проходит внутри поршня через нагнетательный клапан, расположенный в верхней его части.

4. По способу приведения насоса в действие — насосы:

а) приводные — от двигателя, соединенного с насосом шатунным механизмом и соответствующими передачами;

б) прямодействующие — паровые, у которых поршень насосного цилиндра расположен на общем штоке с поршнем паровой машины (паровая

машина составляет с насосом общий агрегат).

5. По назначению—насосы для подачи: раствора, бетона, кислоты, масла и т. п.