Центробежные насосы двухстороннего входа.

Одноступенчатый насос двухстороннего входа изображен на рис. . Входной 1 и напорный патрубки вместе с корпусом 2 и опорными лапами 5 представляют собой единую литую деталь, т. е. и всасываю­щий, и напорный трубопроводы 9 подходят к насосу горизон­тально. Крышка насоса 3 прикреплена к корпусу болтами. Рабо­чее колесо 7 насажено на горизонтальный вал 4.

Каналы b соединены с входным патрубком, и вода подводится к рабочему колесу с двух сторон. Из рабочего колеса вода выбра­сывается в спиральный отвод 6, по которому она подается в напорный патрубок. Вал насоса опирается на подшипники, при­чем на один конец его насажена муфта для соединения с валом электродвигателя. Полости b, в которых может создаваться до­вольно глубокий вакуум, уплотняются сальниками 8 с водяным замком.

Центробежный насос двухстороннего входа типа D по сравне­нию с консольным имеет вдвое большую подачу при тех же диаметрах рабочего колеса, в результате чего облегчается работа подшипников. В таких насосах можно извлекать рабочее колесо с валом из корпуса без необходимости отсоединения трубопрово­дов, подходящих к насосу.

Вертикальные центробежные насосы. Преимущества верти­кальных центробежных насосов (рис. ) по сравнению с горизонтальными — меньшие размеры и удобство компоновки. Диаметр рабочего колеса 2,09 м, а входного отверстия 1,25 м. Жидкость из рабочего колеса / выбрасывается в спиральную камеру 6, а затем в напорный патрубок. Рабочее колесо укрепле­но на фланце вала 4, который фиксируется направляющим под­шипником 3 с лигнофолевыми вкладышами, работающим на водяной смазке. К крышке 2 насоса крепится подшипник 3, над которым расположен сальник 5. Насос крепится к фундаменту анкерными болтами с помощью лап и подушек 7.

Многоступенчатые горизонтальные центробежные насосы. Они развивают гораздо большие напоры при относительно небольших подачах. На рис. приведены общий вид, разрез и путь жидкости в каналах многоступенчатого насоса. Корпус многосту­пенчатого центробежного секционного насоса состоит из отдель­ных секций и двух крышек с подшипниками, соединенных стяж­ными болтами. Разъем корпуса вертикальный.

Более совершенны многоступенчатые насосы спирального типа с горизонтальным разъемом, что позволяет ремонтировать насос, не отсоединяя трубопровода. Такие насосы имеют более высокий КПД (0,75-0,78).

Многоступенчатый секционный насос имеет четыре рабочих колеса 1, насаженных на общий вал 2. Он состоит из трех одинаковых секций 5 и двух замыкающих секций: входной 4 с входным патрубком ВП и выходной 7 с напорным НП. В замы­кающих секциях, стянутых болтами 6, размещены сальники (вса­сывающий 3 с водяным замком и напорный) и подшипники. Вал муфтой соединяется с валом электродвигателя.

Осевые насосы. Лопастные насосы, в которых жидкость дви­жется через рабочее колесо параллельно его оси, называют осе­выми.

Рис. Осевой насос:

а — схема, б— развертка цилиндрического сечения; /—рабочее колесо;

2, 4—подшип­ники, 3 — вал, 5 — выправляющий аппарат, 6 — лопасти;

7— трубчатый корпус

Такие насосы предназначены для подачи больших коли­честв жидкости при относительно малых напорах. У осевых на­сосов поток жидкости, выходящей из каналов рабочего колеса, имеет вихревую, с закруткой структуру, и, попадая в неподвижные каналы выправляющего аппарата, он раскручивается, посте­пенно переходя в осевое направление.

Осевой насос состоит из рабочего колеса 1 с втул­кой, на которой укреплено несколько рабочих лопастей 6 (их число 4...6). Вал 3 вращается в подшипниках 2 и 4, причем нижний подшипник опирается на радиально поставленные лопатки (решетку) — так назы­ваемый выправляющий аппа­рат 5. Рабочее колесо и вы­правляющий аппарат размеще­ны в трубчатом корпусе 7, по которому подается и отводится вода, перекачиваемая насосом.

В осевых насосах форму лопастей рабочего колеса и выправ­ляющего аппарата, так же как и характер движения воды, удобно представлять в виде цилиндрических сечений. Такое сечение с радиусом r показано на рис. . Здесь же дана развертка этого сечения. Рабочие лопасти 6 движутся в направлении п. Захватываемая ими вода подходит к входным кромкам лопаток, имея направление движения, близкое к осевому (пунктирные линии со стрелками), а с выходных кромок она сбрасывается, имея косое направление (движение по винтовым линиям), однако, пройдя лопатки выправляющего аппарата 5, вода опять приобре­тает близкое к осевому направление, что способствует уменьше­нию гидравлических потерь и увеличению напора, развиваемого насосом.

Преимущества осевых насосов: простота и компактность кон­струкции. Компактность конструкции имеет решающее значение при больших подачах, а следовательно, и при больших диаметрах трубопроводов. Осевые насосы могут быть установлены на вер­тикальной, горизонтальной или наклонной трубе.

В осевых насосах жидкость, двигаясь поступательно, одновре­менно получает вращательное движение, создаваемое рабочим колесом. Для устранения вращательного движения жидкости служит направляющий аппарат, через который жидкость проте­кает перед выходом в напорный трубопровод.

Диагональные насосы. По конструкции диагональные насосы сходны с осевыми, основное отличие их состоит в форме рабо­чего колеса. Жидкая среда движется в рабочем колесе под углом к оси насоса (по диагонали), что и определяет название этих насосов.

Рис. . Диагональный насос:

1—лопасть;

2—втулка;

3—вал;

4 — направляющий подшипник;

5 — обтекатель;

6—кор­пус;

7—выправляющие лопатки;

8— колено;

9— сальник;

10—блок подшипников

Диагональный насос поворотно-лопастного типа с рабочим колесом диаметром 2 м (рис. ) рассчитан на напор 30 м. Ра­бочее колесо состоит из лопастей 1 с углом наклона 45 и 60°, укрепленных на втулке 2, вала 3, направляющего подшипника 4, расположенного внутри обтекателя 5, который опирается на кор­пус 6 через выправляющие лопатки 7.

Лопасти рабочих колес могут иметь жесткое крепление и могут быть поворотными, т. е. их установка регулируется.

Отвод воды осуществляется коленом 8, к которому присоеди­няют напорный трубопровод. Отводы изготовляют спиральными или осевыми. В верхней части насоса расположены сальник 9 и блок подшипников 10. Насосы этого типа перспективны для использования на низко- и средненапорных мелиоративных на­сосных станциях при наибольших значениях (верхних пределах диапазонов) напоров, так как обладают в этой области работы в сравнении с другими насосами лучшими кавитационными, экс­плуатационными и конструктивными качествами.

Основные детали насосов. Лопастные насосы различных типов имеют разную компоновку, но ряд общих по назначению основ­ных деталей: корпус, рабочее колесо, направляющий и выправ­ляющий аппараты, вал, подшипники, сальниковые уплотнения и соединительные муфты.

Основные детали насосов выполняют из следующих материа­лов:

Детали насосов специального назначения (химические, песковые и др.) изготовляют из специальных материалов.

Корпус насоса. Предназначен для сбора жидкости, вы­ходящей из каналов рабочего колеса и плавного, с наименьшими гидравлическими потерями, отвода ее к напорному патрубку — выходу в напорный трубопровод. Корпус центробежного насоса выполняют в виде спирали (улитки). В одном месте корпус близко расположен к наружному диаметру рабочего колеса (место, называемое «языком»), далее, по направлению вращения, корпус постепенно отходит от колеса, увеличивая свой радиус, и вблизи «языка» переходит в диффузор. В диффузоре с расшире­нием стенок на 6... 12° увеличивается площадь выхода жидкости, уменьшается скорость и часть кинетической (скоростной) энер­гии жидкости переходит в потенциальную, увеличивая давление и тем самым высоту подъема жидкости.

Корпуса диагональных и осевых насосов могут быть прямо­точного или полуспирального типов.На корпусе устанавливают опоры.

Выправляющий аппарат. Предназначен для вы­правления закрученного потока жидкости, выходящей из ра­бочего колеса (у диагональных и осевых насосов в осевое направление), а также для расширения потока, уменьшения скорости и тем самым перевода части кинетической энергии в потенциальную, т. е. для увеличения высоты подъема жид­кости. Выправляющие аппараты устанавливают чаще всего на осевых и диагональных насосах и лишь иногда — для создания высокого напора — на центробежных. Их отливают из чугуна или выполняют сварными из стали. Коническая втулка вы­правляющего аппарата имеет меньший диаметр на выходе и неподвижные криволинейные лопасти. Число лопастей вы­правляющего аппарата выполняют отличным от числа лопастей рабочего колеса с тем, чтобы улучшить проходимость и исключить резонансные явления.

Рабочее колесо. Предназначено для преобразования механической энергии, получаемой от приводного двигателя через вал в виде крутящего момента, в энергию движущегося потока жидкости. Жидкость, находящуюся внутри каналов коле­са, необходимо закрутить, придать ей центробежную силу, вы­толкнуть из каналов в корпус под большим давлением и придать ей скорость. Рабочее колесо центробежного насоса с односто­ронним входом воды имеет два диска, между которыми располо­жены от 3 до 16 рабочих лопастей. Один диск устанавливают на валу насоса, на шпонке. Второй диск, не сплошной, образует внутренний вход жидкости на колесо.

Рабочее колесо с двухсторонним входом жидкости имеет один средний сплошной диск, размещенный на валу насоса, и два боковых. Колеса центробежных насосов обычно выполняют чу­гунными литыми и лишь в отдельных случаях — стальными ли­тыми или литыми из модифицированного чугуна (грязевые, песковые или химические насосы).

Рабочие колеса осевых и диагональных насосов имеют втулку, на которой установлены лопасти (от 3 до 6). Лопасти крупных насосов устанавливают на цапфах, что обеспечивает возможность их разворота, лопасти малых насосов обычно приваривают к втулке или жестко закрепляют на ней.

Вал насоса. Предназначен для передачи механической энергии в виде крутящего момента от двигателя к рабочему колесу насоса. Выполняют вал стальным литым или кованым.