Двигаясь поступательно, перекачиваемая жидкость одновременно несколько закручивается рабочим колесом. Для устранения вращательного движения жидкости служит выправляющий аппарат, через который она проходит перед выходом в коленчатый отвод, соединяемый с напорным трубопроводом. Жидкость подводится к рабочим колесам небольших осевых насосов с помощью конических патрубков. У крупных насосов для этой цели служат камеры и всасывающие трубы относительно сложной формы.
Осевые насосы выпускаются двух модификаций: с жестко закрепленными на втулке лопастями рабочего колеса и с поворотными лопастями. Изменение в определенных пределах угла установки лопастей рабочего колеса позволяет поддерживать высокое значение КПД насоса в широком диапазоне изменения его рабочих параметров.
В качестве привода осевых насосов используются, как правило, электродвигатели синхронного и асинхронного типа, непосредственно соединяемые с насосом муфтой. Насосные агрегаты изготовляют с вертикальным, горизонтальным или наклонным валом.
Подача серийно выпускаемых отечественной промышленностью осевых насосов колеблется от 0,5 до 45 м3/с при напорах от 2,5 до 27 м. Таким образом, по сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД высокопроизводительных осевых насосов достигает 0,9 и выше.
В связи с проектированием систем межбассейновой переброски части стока рек в нашей стране ведутся работы по созданию крупных осевых насосов с подачей 100 м3/с и более при напорах от 2 до 20 м.
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.
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 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.
infourok.ru
20
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин
Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу
«Гидравлические машины и компрессоры»
для студентов направления «Нефтегазовое дело»
Издательство
Пермского государственного технического университета
Лопастные насосы представлены следующими основными группами: центробежными, диагональными, осевыми и вихревыми.
Рисунок 1. Схема устройства центробежного насоса:
1 – подводящий патрубок; 2 – уплотнительное кольцо рабочего колеса; 3 – лопасть рабочего колеса; 4 – передний диск рабочего колеса; 5 – рабочее колесо; 6 – корпус; 7 – задний диск рабочего колеса; 8 – сальниковое уплотнение; 9 – вал; 10 – диффузор.
На рисунке 1 изображена схема простейшего одноступенчатого центробежного насоса консольного типа.
Рабочее колесо, в каналах которого происходит повышение энергии жидкости, состоит из переднего 4 и заднего 7 дисков. Между дисками размещены лопасти 3, образующие криволинейные каналы. Передний диск имеет уплотнительное кольцо 2, предназначенное для герметизации (уменьшения проточек) напорной части насоса от приемной. Подвод 1, в данном случае выполненный в виде сходящегося патрубка, улучшает условия поступления жидкости в рабочее колесо. В месте выхода вала из корпуса устанавливается концевое уплотнение 8.
При вращении рабочего колеса происходит динамическое взаимодействие лопастей с потоком жидкости, в результате чего она перемещается параллельно оси вращения колеса.
Рабочее колесо состоит из втулки и лопастей, связанных с ней непосредственно или при помощи одного или двух дисков.
В зависимости от числа дисков рабочие колеса бывают закрытыми (два диска), полуоткрытыми (один диск) и открытыми (без дисков). Недостаток открытых и полуоткрытых колес – перетоки жидкости из одного межлопастного канала в другой через зазор между колесом и корпусом. Однако они проще в изготовлении, компактнее и менее подвержены засорению при перекачивании взвешенных веществ.
Рисунок 2. Конструкции рабочих колес.
Колеса изготовляют с односторонним (рисунок 2 а, в, д, е) или двусторонним входом (рисунок 2б, г). В последнем случае два колеса, действующие параллельно, соединены в одну деталь.
Поверхности лопастей центробежных колес – цилиндрические, а осерадиальные рабочие колеса имеют сферические лопасти, что благоприятствует потоку в широком искривленном канале.
Рабочее колесо осевого насоса всегда открытого типа, на цилиндрической втулке его, снабженной обтекателем, предусмотрены три – пять лопастей винтовой формы (рисунок 2 д). В мощных насосах лопасти могут поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной к оси вращения, посредством болтового соединения или при помощи поворотного механизма. Изменением положения лопастей можно в широких пределах регулировать подачу насоса, сохраняя высокий к.п.д.
У насосов предназначенных для перекачивания взвешенных веществ (песка, грунта, шлама, волокнистых масс) и сильно загрязненных канализационных вод каналы в рабочих колесах значительно расширены (рисунок 2 е), а число лопастей уменьшено (до двух и даже до одной).
Для рабочих колес и других деталей проточной части насосов в зависимости от их назначения применяют различные материалы: чугун и углеродистую сталь (нейтральные жидкости), хромистые и хромоникелевые стали (кислая вода), (бронзу и цветные сплавы, хромоникелькремнистую сталь, ферросилид, титан, пластмассы, керамику, фарфор, графит, покрытия из резины, смолы, эмали и стекла (химически агрессивные и абразивные жидкости). Рабочие колеса насосов, предназначенных для откачки из нефтяных скважин жидкости со значительным (до 1 %) содержанием механических примесей, изготавливают из полиамидной смолы.
Конструктивный угол наклона лопаток при входе в колесо β1= 15-300, на выходе β2= 20-600.
Число лопаток в рабочем колесе у центробежных насосов составляет 6-8. Рабочие колеса насосов, перекачивающих загрязненные жидкости, имеют 2-4 лопатки.
Конструкция колеса в значительной степени зависит от его коэффициента быстроходности ns:
где, n- число оборотов колеса, об/мин;
Q-производительность насоса, м3/с;
H- напор, м.
При увеличении коэффициента быстроходности наблюдается возрастание относительной ширины лопасти рабочего колеса b2на выходе и уменьшение относительного наружного диаметраD2/D0. При этом рабочее колесо последовательно преобразуется из радиального в осевое.
Конструктивные типы колес носят следующие названия:
Тихоходное ns= 40-80
Нормальное ns= 80-150
Быстроходное ns= 150-300
Диагональное ns= 300-600
Осевое ns= 600-1200
Если колесо центробежного насоса (1-3 типы) выполнено с двухсторонним подводом, то коэффициент быстроходности уменьшается в 
раз.
Рабочие колеса изготавливаются путем отливки из чугуна, бронзы, нержавеющей стали и других материалов, определяемых условиями эксплуатации насосов. Кроме того, рабочие колеса могут выполняться фрезированием или штамповкой. Тогда поверхность проточных каналов мене шероховата, что уменьшает гидравлические потери и увеличивает эрозионную и коррозионную стойкость.
Толщина рабочих лопаток обычно определяется конструктивно и проверяется расчетом на прочность.
studfiles.net
Схемы устройства и принцип действия лопастных насосов
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.
Центробежные насосы. Основным рабочим органом центробежного насоса, является свободно вращающееся внутри корпуса колесо, насаженное на вал. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего и заднего), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.
Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разрежение, а в периферийной его части - повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод ее от него.
Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему патрубку и всасывающему трубопроводу. Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разрежение).
Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки), куда и поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.
Анализ уравнения показывает, что центробежная сила, а следовательно, и напор, развиваемый насосом, тем больше, чем больше частота вращения и диаметр рабочего колеса. В качестве привода центробежного насоса можно использовать любой высокооборотный двигатель. Чаще всего для этой цели применяют электродвигатели.
В зависимости от требуемых параметров, назначения и условий работы в настоящее время разработано большое число разнообразных конструкций центробежных насосов, которые можно классифицировать по нескольким признакам.
По числу рабочих колес различают одноступенчатые и многоступенчатые насосы. В многоступенчатых насосах перекачиваемая жидкость проходит последовательно через ряд рабочих колес, насаженных на общий вал. Создаваемый таким насосом напор равен сумме напоров, развиваемых каждым колесом. В зависимости от числа колес (ступеней) насосы могут быть двухступенчатыми, трехступенчатыми и т. д.
По способу подвода жидкости к рабочему колесу различают насосы с односторонним подводом и насосы с двусторонним подводом, или так называемые центробежные насосы двустороннего входа.
По способу отвода жидкости из рабочего колеса различают насосы со спиральными и турбинными отводами. В насосах со спиральным отводом перекачиваемая жидкость из рабочего колеса поступает непосредственно в спиральную камеру и затем либо отводится в напорный трубопровод, либо по переточным каналам поступает к следующим колесам. В насосах с турбинным отводом жидкость, прежде чем попасть в спиральную камеру, проходит через систему неподвижных лопаток, образующих особое устройство, называемое направляющим аппаратом.
По компоновке насосного агрегата (расположению вала) различают насосы горизонтальные и вертикальные.
По способу соединения с двигателем центробежные насосы разделяются на приводные (со шкивом или редуктором), соединяемые непосредственно с двигателями с помощью муфты, и моноблочные, рабочее колесо которых устанавливается на удлиненном конце вала электродвигателя.
По роду перекачиваемой жидкости насосы бывают водопроводные, канализационные, теплофикационные (для горячей воды» кислотные, грунтовые и др.
Напор одноступенчатых центробежных насосоа, серийно выпускаемых промышленностью, достигает 120 м, подача-30 м*/с Серийные многоступенчатые насосы развивают напор по 2000 м при подаче 0.08-0,1 м3/с- Что касается КПД, то в зависимости от конструктивного использования он меняется в широких пределах - от 0,85 до 0,9 у крупных одноступенчатых насосов и 0,4-0,45 у высоконапорных многоступенчатых. Параметры центробежных насосов специального изготовления, как одноступенчатых, так и многоступенчатых, могут быть значительно выше.
Осевые насосы. Рабочее колесо осевого насоса состоит из втулки, на которой укреплено несколько лопастей, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло с закругленной передней, набегающей на поток кромкой.
Рабочее колесо насоса вращается в трубчатой камере> заполненной перекачиваемой жидкостью. При динамическом воздействии лопасти на жидкость за счет изменения скорости течения давления над лопастью повышается, а под ней понижается. Благодаря образующейся при этом подъемной силе основная масса жидкости в пределах колеса движется в осевом направлении, что и определило название насоса.
Двигаясь поступательно, перекачиваемая жидкость одновременно несколько закручивается рабочим колесом. Для устранения вращательного движения жидкости служит выправляющий аппарат, через который она проходит перед выходом в коленчатый отвод, соединяемый с напорным трубопроводом. Жидкость подводится к рабочим колесам небольших осевых насосов с помощью конических патрубков. У крупных насосов для этой цели служат камеры и всасывающие трубы относительно сложной формы.
Осевые насосы выпускаются двух модификаций: с жестко закрепленными на втулке лопастями рабочего колеса и с поворотными лопастями. Изменение в определенных пределах угла установки лопастей рабочего колеса позволяет поддерживать высокое значение КПД насоса в широком диапазоне изменения его рабочих параметров.
В качестве привода осевых насосов используются, как правило, электродвигатели синхронного и асинхронного типа, непосредственно соединяемые с насосом муфтой. Насосные агрегаты изготовляют с вертикальным, горизонтальным или наклонным валом.
Подача серийно выпускаемых отечественной промышленностью осевых насосов колеблется от 0,5 до 45 м3/с при напорах от 2,5 до 27 м. Таким образом, по сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД высокопроизводительных осевых насосов достигает 0,9 и выше.
В связи с проектированием систем межбассейновой переброски части стока рек в нашей стране ведутся работы по созданию крупных осевых насосов с подачей 100 м3/с и более при напорах от 2 до 20 м.
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.
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 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.
botana.cc
|
|
..:::Счетчики:::.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Webdistr | Все права защищены © 2018 | Карта сайта
