§ 36. Совместная работа центробежных насосов

В производственных условиях часто работают несколько одина­ковых или разных центробежных насосов, соединенных параллель­но или последовательно.

При параллельном соединении (рис. 48, а) насосы всасывают жидкость из общего трубопровода или одного резервуа­ра и нагнетают в общий напор­ный трубопровод. Совместную параллельную работу центро­бежных насосов применяют для увеличения подачи.

При последовательном соединении (рис. 48, б) на­сосов вся жидкость проходит че­рез каждый насос, т. е. всасыва­ющий патрубок второго насоса соединен с нагнетательным пер­вого насоса, а всасывающий па­трубок третьего насоса с нагне­тательным второго, и т. д. После­довательную работу насосов при­меняют главным образом для увеличения напора, если заданный напор не может быть создан одним насосом.

Для построения суммарной характеристики насосов, работа­ющих параллельно, складывают их подачи при одинаковых напо­рах. На рис. 49 дано построение суммарной рабочей характеристи­ки двух одинаковых параллельно работающих насосов, каждый из которых имеет рабочую характеристику Q—H. Для построения сум­марной характеристики проводят ряд прямых, параллельных оси абцсисс, а затем на них откладывают удвоенные подачи одного насоса. Таким образом отрезок а'а" равен удвоенному отрезку а'а. Точка а — пересечение характеристики Q—H каждого насоса с характеристикой сети дает параметры предельного режима для каждого отдельного насоса. Точка б определяет параметры пре­дельного режима для двух параллельно работающих насосов. Сум­марная подача параллельно работающих насосов Q—H(1+2) мень­ше, чем сумма подачи двух насосов. Несколько увеличивается и общий напор. Суммарная характеристика показывает, что наибо­лее целесообразно использовать параллельную работу насосов при пологой характеристике сети, так как только в этом случае можно получить суммарную подачу, приближающуюся по значению к сум­ме подач двух отдельно работающих насосов.

Суммарную характеристику насосов, работающих последова­тельно, получают сложением их напоров при одинаковой подаче {рис. 50). Для сложения напоров проводят ряд прямых, параллель-

ных оси ординат, и на них откладывают удвоенные напоры, соот­ветствующие данной подаче. Отрезок а'а" равен удвоенному отрез­ку а'а. Точка а — пересечение характеристики насоса Q—H с ха­рактеристикой сети дает параметры предельного режима для от­дельного насоса, а точка б— параметры предельного режима для двух последовательно работающих насосов. Суммарный напор больше напора каждого насоса, увеличивается также и суммарная подача. Наиболее целесообразна последовательная работа насосов при крутой характеристике сети, так как в этом случае суммарный напор можно получить большим, т. е. полнее используется напор каждого насоса, что и требуется при возрастающем сопротивлении сети.

§ 37. Осевая сила и способы ее разгрузки

При работе центробежного насоса давление перед входом в ра­бочее колесо повышается до давления на выходе. Перекачиваемая жидкость с давлением нагнетания проникает через зазоры между вращающимся рабочим колесом и неподвижным корпусом в коль­цевые пространства. Таким образом на внешнюю поверхность ко­леса действуют определенные силы, равные произведению давления «а площадь. Со стороны всасывающего патрубка (слева) жидкость давит на поверхность колеса с силой F1, а с противоположной сто-

ропы (справа) жидкость в кольцевом пространстве давит с си­лой F2.

Так как площадь покрывного диска колеса меньше, чем пло­щадь основного диска, то F2>F1 и F—F2—F1.

С ледовательно, в центробежном колесе с односторонним входом жидкости при вращении колеса возникает неуравновешенная сила F, направленная в сторону всасывания. Эта сила называется осевой, так как действует вдоль оси. Осевая сила стремится сдвинуть вал с колесами, и она должна быть урав­новешена, так как в противном случае ко­леса будут задевать за стенки корпуса, что приведет к ускоренному износу или полом­ке колеса.

Для уравновешивания осевой силы есть несколько способов: вал укладывают в опорно-упорные подшипники; использует колеса с двусторонним входом жидкости; симметрично по линии всасывания располагают колеса или группы колес на валу.

Для уравновешивания осевой силы делают сквозные разгрузоч­ные отверстия в основном диске рабочего колеса вблизи ступицы (рис. 51), колесо и корпус изготовляют с концентрическими уплот­няющими выступами. Концентрические выступы на колесе 2 и в корпусе 1 устанавливают с минимальными зазорами, что умень­шает утечку жидкости из пространства А в пространство Б. Жид­кость с давлением р2 проникает через отверстия 3 на вход колеса. Вследствие этого давление в пространстве Б поддерживается близ­ким к давлению всасывания р1 В современных насосах не приме­няют разгрузочные отверстия в колесах, а отводят жидкость из пространства Б по особой разгрузочной трубе в полость всасывания насоса.

На рис. 52 показан способ уравновешивания осевой сил с по­мощью гидравлического диска, установленного со стороны всасы­вания или за рабочим колесом.

На конце вала со стороны всасывания установлен диск 2 (рис. 52, а). На левую сторону этого диска по каналу 1 подводится жид­кость под давлением р2, которая в небольшом количестве протекает на правую сторону диска через щель между ним и корпусом насо­са. Правая сторона диска каналом 3 сообщается с атмосферой или с всасывающим трубопроводом. Диаметр диска выбирают таким, чтобы избыточная сила, действующая на диск слева направо, урав­новешивала осевую силу. При уменьшении осевой силы диск слег­ка передвигается вправо, при этом щель по окружности диска уве­личивается, жидкость начинает протекать через нее в большем ко­личестве, избыточная сила на левой стороне диска уменьшается.

В конструкции, показанной на рис. 52, б, разгрузочный диск 1 установлен за рабочим колесом, и специальный подводящий канал не требуется.