Доклад на тему насосы
Обновлено: 06.05.2024
Насосами называются машины, служащие для перекачки и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкостей с твердыми и коллоидными веществами и газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора газов (газообразных жидкостей) выделены в отдельные группы и получили название вентиляторов и компрессоров и служат предметом специального изучения, поэтому в данном разделе не рассматриваются.
Насосы в настоящее время являются самым распространенным видом машин.
По принципу действия насосы подразделяются на:
а) центробежные, у которых перекачка и создание напора происходят вследствие центробежных сил, возникающих при вращении рабочего колеса;
б) осевые (пропеллерные) насосы, рабочим органом у которых служит лопастное колесо пропеллерного типа. Жидкость в этих насосах перемещается вдоль оси вращения колеса;
в) поршневые и скальчатые насосы, в которых жидкость перемещается при возвратно-поступательном движении поршня или скалки. К этой группе можно отнести простейший вид поршневых насосов - диафрагмовые насосы, у которых рабочим органом служит резиновая или кожаная диафрагма, совершающая возвратно-поступательные движения;
г) тараны, работающие за счет энергии гидравлического удара;
д) струйные насосы, в которых перемещение жидкости осуществляется за счет энергии потока вспомогательной жидкости, пара или газа;
е) эрлифты (воздушные водоподъемники), в которых рабочим телом является сжатый воздух.
В зависимости от назначения и принципа действия конструктивное исполнение насосов самое различное. Ниже рассматривается устройство, принцип работы, характеристика и применение основных групп насосов.
Устройство и принцип действия поршневых насосов
Поршневой насос представляет собой машину объемного действия, в которой вытеснение жидкости из замкнутого пространства насоса происходит в результате прямолинейного возвратно-поступательного движения вытеснителей. К поршневым насосам относят также и плунжерные насосы. Они различаются конструкцией вытеснителя и характером уплотнения.
Классификация и основные конструкции поршневых насосов
Поршневые насосы классифицируются по нескольким основным признакам:
1. По характеру движения ведущего звена: прямодействующие, в которых ведущее звено совершает возвратно-поступательное движение (паровые прямодействующие); вальные, в которых ведущее звено совершает вращательное движение (кривошипные, кулачковые) .
2. По числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход: одностороннего и двухстороннего действия.
3. По количеству поршней или плунжеров: однопоршневые, двухпоршневые, трехпоршневые и многопоршневые.
4. По виду вытеснителей: поршневые, плунжерные и диафрагменные.
5. По способу приведения в действие: с механическим приводом и ручные.
Рассмотрим наиболее характерные конструкции насосов:
Дифференциальные насосы. Насосы двухстороннего действия (рис. 2) имеют одну рабочую камеру 4 со всасывающим 3 и напорным клапанами и вторую рабочую камеру 2 без клапанов. Благодаря тому что за один оборот вала насос два раза нагнетает жидкость, подача его выравнивается.
Рис. 2. Схема дифференциального насоса.
Рис. 3. Схема насоса двойного действия.
Насосы двойного действия. Этот насос (рис. 3)
имеет более равномерную подачу по сравнению с насосами простого действия и дифференциальными благодаря тому, что по обе стороны от цилиндра имеются две рабочие камеры, в каждой из которых находятся нагнетательные 3 и всасывающие 4 клапаны. Поэтому за один оборот коленчатого вала поршень 5 два раза нагнетает жидкость. Воздушный колпак /, соединенный с патрубком 2, при нагнетании существенно снижает пульсацию жидкости.
Кулачковые насосы. В одноцилиндровых насосах (рис. 4, а) поршень 3 приводится в движение кулачком 4, а возвращается в исходное положение с помощью пружины. Ось вращения кулачка смещена относительно его геометрической оси на величину эксцентриситета.. При вращении кулачка поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение на пути s=2e; при этом через клапан происходит всасывание, а через клапан 2 — нагнетание жидкости.
Рис. 4. Схема насосов с кулачковым приводом: а—одноцилиндровый; б—трехцилиндровый однорядный; в — трехцилиндровый радиальный.
Подача в насосах данного типа такая же неравномерная, как в поршневых насосах простого действия с шатунно-кривошипным механизмом. Для выравнивания подачи применяются многопоршневые насосы с числом цилиндров r==3—11 в одном ряду и со смещением фаз их рабочих циклов на угол φ=360°/r. Схема трехцилиндрового насоса представлена на рисунке 4, б. Кулачки 4 расположены в один ряд на приводном валу, а поршни прижимаются к кулачкам с помощью пружин (на схеме не показаны).
Для достижения компактности конструкции кулачковых насосов часто цилиндры располагают радиально с пересечением осей в общем центре (рис. 4, в). Центр вращения кулачка 4 и в данной схеме смещен относительно его геометрической оси на величину е. Контактное давление между поршнем и кулачком 4 уменьшается с помощью башмаков 3. Поршни прижаты к башмакам пружиной 2.
Кулачковые поршневые насосы способны создавать высокие давления. Они применяются в различных гидроприводах, для нагнетания жидкости в гидропрессах, а также в качестве топливных насосов в дизельных двигателях, о которых вы подробно узнаете при изучении автомобилей и тракторов.
Насосы с проходным поршнем. Насосы такой конструкции отличаются компактностью: в них
отсутствует рабочая камера, всасывающий клапан находится в рабочем цилиндре, а напорный — в поршне. Насосы с проходным поршнем применяются для подъема жидкостей из скважин, поэтому их называют погружными (рис. 5). В обсадную трубу пробуренной скважины опускается труба 6 с присоединенным к ней цилиндром 2, внутри которого находится поршень 3. Поршень дугой 4 соединен со штангой 5, которая приводится в возвратно-поступательное движение специальным механизмом. В нижней части труба 6 заканчивается всасывающим патрубком /, а в верхней — нагнетательным 7.
При подъеме поршня всасывающий клапан открывается и жидкость поступает в гидроцилиндр. При опускании поршня всасывающий клапан закрывается, давление в цилиндре повышается, вследствие чего открывается напорный клапан и жидкость через сквозное отверстие в поршне устремляется в пространство над ним. При очередном подъеме поршня одновременно с всасыванием происходит подача жидкости в нагнетательный патрубок.
Насосы такого типа бывают и с ручным (рычажным) приводом — они используются для подъема воды из скважин (колодцев) на приусадебных участках. рис. 5.
Диафрагменные насосы.
Насосы представляет собой мембрану, поршнем, выполненную из эластичного материала (резины, кожи, ткани, пропитанной лаком, и др.).
Мембрана отделяет рабочую камеру от пространства, в которое жидкость не должна проникнуть.
В диафрагменном насосе, представленном на рисунке 6, а, клапанная коробка с всасывающим 5 и нагнетательным 4 клапанами расположена отдельно, а прогиб диафрагмы 3 осуществляется благодаря возвратно-поступательному движению плунжера 2 в цилиндре насоса /, заполненном специальной жидкостью. Диафрагменные насосы подобного типа часто применяются для перекачки жидкостей, загрязненных различными примесями (песком, илом, абразивными материалами), а также химически активных жидкостей и строительных растворов.[2]
Рис. 6. Схемы диафрагменного насоса с плунжерным (а) и рычажным (б) приводами диафрагмы.
Диафрагму можно приводить в движение не только с помощью плунжера, но и обычным рычажным механизмом. На рисунке 6, б показана схема диафрагменного насоса с рычажным приводом. Рабочая камера 5 имеет два патрубка: всасывающий 3 и напорный 1, которые сообщаются с камерой через всасывающий 4 и напорный 2 клапаны. Диафрагма 6 соединена со штоком 7, который совершает возвратно-поступательные движения. Диафрагменные насосы подобной конструкции используются в качестве бензонасосов на автомобильных двигателях. В этих насосах имеется два рычага: один — для ручной подкачки бензина и второй — для непрерывной его подачи во время работы двигателя. Последний приводится в движение специальным кулачком распределительного двигателя.
Классификация роторных насосов и их особенности.
Роторные насосы, так же как и поршневые, относятся к насосам объемного действия, работающим по принципу вытеснения жидкости. По характеру движения рабочих органов (вытеснителей) роторные насосы подразделяются на вращательные и вращательно-поступательные: к насосам вращательного движения относятся зубчатые (шестеренные, коловратные) и винтовые; к насосам вращательно-поступательного движения — пластинчатые (шиберные) и поршеньковые (радиальные и аксиальные).
Роторные насосы обычно состоят из трех основных частей:
статора (неподвижного корпуса), ротора, жестко связанного с валом, и вытеснителя (одного или нескольких). В некоторых конструкциях ротор одновременно является и вытеснителем.
Рабочий процесс роторных насосов имеет следующие особенности. При вращении ротора рабочие камеры перемещаются, изменяют свой объем и, отсекая жидкость от полости всасывания, перемещают ее в полость нагнетания. При таком принципе работы не нужны всасывающие и нагнетательные клапаны, и рабочий процесс делится на три этапа: заполнение рабочих камер жидкостью; замыкание рабочих камер и их перенос; вытеснение жидкости из рабочих камер.
Специфика рабочего процесса роторных насосов определяет их особые свойства:
1) большая быстроходность: частота вращения достигает
2) равномерность подачи, возможность ее регулирования и реверсирования;
3) обратимость, т. е. способность работать в качестве гидродвигателя;
4) способность создавать высокие давления при достаточно высоких КПД;
5) малые масса и объем, приходящиеся на единицу мощности;
6) большая надежность в работе;
7) способность работать только на чистых, не агрессивных жидкостях (не содержащих абразивных и других частиц), обладающих смазывающими свойствами, что обусловлено малыми зазорами вращающихся трущихся деталей, обработанных с высокой точностью.
Если первые шесть свойств являются преимуществом роторных насосов, то последнее — их недостатком, так как ограничивает область применения насосов.
Подача роторных насосов определяется размерами рабочего пространства и частотой вращения ротора, а также прочностью элементов насоса. Если задвижка на напорной линии случайно оказывается закрытой, то давление может возрасти выше допустимого, что вызовет поломку или повреждение насоса. Поэтому необходима предохранительная аппаратура, защищающая насосы от перегрузки, а прочность элементов насоса должна иметь достаточный запас (с учетом сопротивления напорной линии).
Роторные насосы находят самое широкое применение в технике, особенно в тех случаях, когда при сравнительно небольшой подаче необходимо обеспечить высокое давление. Они успешно применяются в гидропередачах, в автоматических устройствах и системах регулирования, в топливных системах газотурбинных и ракетных двигателей, в гидравлических прессах, в смазочных системах двигателей для перекачивания вязких жидкостей, в нефтяном, коксохимическом и других производствах.
Поскольку роторные насосы имеют свойство обратимости, т. е. способны работать в качестве гидродвигателей (гидромоторов) при подводе к ним жидкости под давлением, то в технической литературе их иногда называют гидромашинами; в дальнейшем мы будем использовать этот термин.[3]
Шестеренные насосы .
Из всех роторных насосов шестеренные (зубчатые) имеют наиболее простую конструкцию. Они выполняются с шестернями внешнего или внутреннего зацепления. Наибольшее распространение получили насосы с шестернями внешнего зацепления. Насос состоит из пары одинаковых шестерен — ведущей и ведомой, находящихся в зацеплении и помещенных в корпусе насоса (статоре) с малыми торцовыми и радиальными зазорами. Ведущая шестерня приводится во вращение двигателем. При вращении шестерен в направлении, указанном на рисунке стрелками, жидкость, заполняющая впадины между зубьями, перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Так как крышка корпуса насоса достаточно плотно прилегает к торцам шестерен, то жидкость выжимается из впадин, когда зубья входят в зацепление на противоположной нагнетательной стороне насоса.
Вследствие разности давлений на всасываемой и на нагнетательной сторонах шестерни подвергаются воздействию радиальных сил, что может привести к заклиниванию ротора. Чтобы предотвратить чрезмерное увеличение давления в области нагнетания и образование вакуума на противоположной стороне при отходе зуба из впадин, в корпусе насосов выполняют разгрузочные каналы для выравнивания давления. Для этих же целей могут служить каналы и в роторных шестернях, полученные сверлением отверстий во впадинах зубьев.
Устройство и классификация центробежных насосов Центробежный насос состоит из следующих основных элементов: спирального корпуса, рабочего колеса, расположенного внутри корпуса и сидящего на валу. Рабочее колесо на вал насаживается с помощью шпонки. Вал вращается в подшипниках, в месте прохода вала через корпус для уплотнения устроены сальники. Вода в корпус насоса поступает через всасывающий патрубок и попадает в центральную часть вращающегося рабочего колеса. Под действием лопаток рабочего колеса жидкость начинает вращаться и центробежной силой отбрасывается от центра к периферии колеса в спиральную часть корпуса (в турбинных насосах в направляющий аппарат) и далее через нагнетательный патрубок в напорный трубопровод. В результате действия лопаток рабочего колеса на частицы воды кинетическая энергия двигателя преобразуется в давление и скоростной напор струи. Напор насоса измеряется в метрах столба перекачиваемой жидкости. Всасывание жидкости происходит вследствие разрежения перед лопатками рабочего колеса. Для создания большего напора и лучшего отекания жидкости лопатками придают специальную выпуклую форму, причем рабочее колесо должно вращаться выпуклой стороной лопаток в направлении нагнетания. Центробежный насос должен быть оборудован следующей арматурой и приборами: приемным обратным клапаном с сеткой1. предназначенным для удержания в корпусе и всасывающем патрубке насоса воды при его заливе перед пуском; сетка служит для задержания крупных взвесей, плавающих в воде; задвижкой на всасывающем патрубке, которая устанавливается около насоса; вакуумметром3 для измерения разрежения на всасывающей стороне. Вакуумметр устанавливается на трубопроводе между задвижкой и корпусом насоса; краном для выпуска воздуха при заливе (устанавливается в верхней части корпуса); обратным клапаном на напорном трубопроводе, предотвращающем движение воды через насос в обратном направлении при параллельной работе другого насоса; задвижкой на напорном трубопроводе, предназначенной для пуска в работу, остановки и регулирования производительности и напора
насоса; манометром на напорном патрубке для измерения напора, развиваемого насосом; предохранительным клапаном (на рисунке не указан) на напорном патрубке за задвижкой для защиты насоса, напорного патрубка и трубопровода от гидравлических ударов; устройством для залива насоса. В связи с тем, что насосные установки часто включаются в основной комплекс оборудования для регулирования режимов работы различного назначения, они могут быть оборудованы разнообразными приборами автоматики. Центробежные насосы классифицируют по: 1) числу колес [одноступенчатые (одноколесные), многоступенчатые (многоколесные)]; кроме того, одноколесные насосы выполняют с консольным расположением вала – консольные; 2) напору [низкого напора до 2 кгс/см2 (0,2 МН/м2), среднего напора от 2 до 6 кгс/см2 (от 0,2 до 0,6 МН/м2), высокого напора больше 6 кгс/см2 (0,6 МН/м2)]; 3) способу подвода воды к рабочему колесу [с односторонним входом воды на рабочее колесо, с двусторонним входом воды (двойного всасывания)]; 4) расположению вала (горизонтальные, вертикальные); 5) способу разъема корпуса (с горизонтальным разъемом корпуса, с вертикальным разъемом корпуса); 6) способу отвода жидкости из рабочего колеса в спиральный канал корпуса (спиральные и турбинные). В спиральных насосах жидкость отводится непосредственно в спиральный канал; в турбинных жидкость, прежде чем попасть в спиральный канал, проходит через специальное устройство – направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками); 7) степени быстроходности рабочего колеса (тихоходные, нормальные, быстроходные); 8) роду перекачиваемой жидкости (водопроводные, канализационные, кислотные и щелочные, нефтяные, землесосные и др.); 9) способу соединения с двигателем [приводные (с редуктором или со шкивом), непосредственного соединения с электродвигателем с помощью муфт]. Насосы со шкивным приводом встречаются в настоящее время редко.
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему НАСОСЫ. Презентация на заданную тему содержит 26 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Классификация насосов Объемные - Ротационные (винтовые, водокольцевые, шестеренчатые) - Плунжерные/ поршневые
Объемные насосы К объемным насосам с возвратно-поступательным движением рабочего органа относятся поршневые, плунжерные. С вращательным движением рабочего органа – ротационные (винтовые, шестеренчатые). Принцип действия объемных насосов состоит в вытеснении некоторого количества жидкости из рабочего объема машины. Энергия жидкости в них повышается в результате увеличения давления. В объемных насосах подача (производительность) не зависит от напора. Объемные насосы являются самовсасывающими в отличие от динамических насосов. Их используют для перекачивания высоковязких жидкостей, жидкостей с большим содержанием газов и плохо текучих продуктов.
Шестеренные насосы Схемы шестеренных насосов: а - с внешним зацеплением; б - с внутренним зацеплением; в - трехшестеренный
Для торцевого уплотнения шестерен служат две поджимные пластины 7, устанавливаемые в специальные пазы уплотняющего блока с обеих сторон шестерен. В поджимных пластинах и в левой части уплотняющего блока есть фигурные углубления под резиновые прокладки 6. Для торцевого уплотнения шестерен служат две поджимные пластины 7, устанавливаемые в специальные пазы уплотняющего блока с обеих сторон шестерен. В поджимных пластинах и в левой части уплотняющего блока есть фигурные углубления под резиновые прокладки 6. Давлением жидкости из полости нагнетания пластины 7 прижимаются к торцам шестерен, благодаря чему автоматически компенсируется зазор, а утечки остаются практически одинаковыми при любом рабочем давлении насоса. Ведущая и ведомая шестерни выполнены заодно с цапфами, опирающимися на подшипники скольжения подшипникового и уплотняющего блоков. Одна из цапф ведущей шестерни имеет шлицы для соединения с валом приводящего двигателя. Насос закрывается крышкой 4 с уплотнительным резиновым кольцом 9. Приводной вал насоса уплотнен резиновой манжетой, закрепленной специальными кольцами в корпусе насоса
Осевой насос Схема осевого насоса: 1 - втулка, 2 - лопасти, 3 - трубчатая камера, 4 - подводы, 5 - отводы
Струйный насос Схема струйно-эжекторного насоса: 1 - сопло рабочей среды; 2 - камера смешения; 3 - отвод; 4 - расширяющиеся сопло; 5 - патрубок нагнетания; 6 - сосуд
Центробежные химические насосы подразделяются по нескольким категориям: по конструкции; по назначению; по типу перекачиваемой жидкости; по техническим характеристикам; по материалу изготовления проточной части; по способу изоляции; по варианту и виду уплотнения; по мощности; по методу охлаждения
Особенности горизонтальных насосов по количеству ступеней и рабочих колес. Конструкция центробежных насосов предусматривает одноступенчатое или многоступенчатое устройство агрегатов. В свою очередь, горизонтальные одноступенчатые модели насосного оборудования могут изготавливаться с консольным валом; по производительности, или выходящему объему воды в секунду (час); по напору перекачиваемой жидкости – бывают низкого, высокого или среднего давления; по способу подачи жидкости. К рабочему колесу подвод воды осуществляется через односторонний вход, либо путем двойного всасывания; по варианту соединения с электродвигателем. Подсоединение производится при помощи муфт, клиноременной передачи со шкивом, через мультипликатор или редуктор; по типу двигателя. Горизонтальный центробежный насос может быть укомплектован дизельным или работающим от электрической сети переменного тока двигателем. Его модель и мощность во многом зависит от характеристик оборудования, а также от параметров и предназначения помещения, в котором предполагается установка агрегата; по типу всасывания – нормально- и самовсасывающие; по вакуумметрической высоте всасывания, определяющей глубину забора воды; по быстроте хода – тихо-, быстроходные и нормальные
Центробежный насос 1 - колесо, 2 - вал, 3 - передний диск, 4 - задний диск, 5 - лопасти, 6 - подшипники, 7 и 8 - уплотнения, 9 - подвод, 10 - спиральный отвод, 11 - напорный патрубок
Чем быстрее вращается рабочее колесо и больше его диаметр, тем сильнее будет центробежная сила и, как следствие, напор выходящей из насоса воды
Насосы типа "КМ" представляют собой агрегаты, у которых насос консольного типа и фланцевый электродвигатель соединены в один узел, называемый моноблок – насос. Рабочее колесо, установлено непосредственно на конце вала фланцевого электродвигателя, что исключает необходимость в собственных подшипниках насоса и соединительной муфте. Спиральный корпус отлит вместе с входным и напорным патрубками
По принципу действия насосы подразделяют на динамические и вытеснительные (объемные). В динамических насосах жидкость движется под силовым воздействием в камере постоянного объема, сообщающейся с подводящими и отводящими устройствами.
В объемных насосах движение жидкости происходит путем всасывания и вытеснения жидкости за счет циклического изменения объема в рабочих полостях при движении поршней, диафрагм, пластин. К динамическим относятся лопастные и струйные насосы, а к вытеснительным — поршневые и роторные.
Работа любого насоса характеризуется следующими величинами:
Объемная подача - Q, [м3/с] - объем жидкости подаваемый насосом в напорный трубопровод за единицу времени.
Напор (удельная работа) - H, [Дж/кг] - полное количество энергии, сообщаемое 1 кг рабочего среды в насосе. Выраженный в метрах показывает высоту на которую можно поднять жидкость с помощью насоса.
Частота вращения (для насосов имеющих вращающийся ротор) - n [об/мин]
Состояние среды на входе: (температура и давление); плотность среды - [кг/м3]
Мощность, N [Вт] - полная энергия подводимая к насосу в единицу времени.
Коэффициент полезного действия КПД,- отношение полной энергии, подведенной к насосу, к энергии переданной жидкости.
2. Лопастные насосы
центробежный насос энергия лопастный
Лопастные (а среди них — центробежные) — основной тип насосов как с точки зрения производительности и универсальности, так и их распространенности (не менее 75% промышленных насосов). Самые маленькие можно взять в руку, а самые большие достигают нескольких метров в диаметре. Работа этих насосов основана на общем принципе - силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости. Мощность центробежных насосов может составлять от долей киловатта до многих тысяч киловатт.
Центробежные насосы - самые распространённые насосы, они предназначаются для подачи холодной или горячей воды, вязких или агрессивных жидкостей (кислот и щелочей), сточных вод, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом, раздробленным каменным углём. Действие центробежных насосов 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.
Основной параметр насоса — количество жидкости, перемещаемое в единицу времени, т. е. осуществляемая объёмная подача Q. Для большинстванасос важнейшими техническими параметрами также являются: развиваемое давление p или соответствующий ему напор H, потребляемая мощность N и кпд h.
3. Устройство и способ работы центробежных насосов
Основным рабочим органом центробежного насоса (рис 6) является свободно вращающееся внутри корпуса колесо 1, насаженное на вал 2. Рабочее колесо на вал насаживается с помощью шпонки. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего 3 и заднего 4), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти 5, 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.
Ротор - вал с насаженными на него вращающимися деталями - вращается в подшипниках 6. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены сальники - уплотнения 7 для снижения утечек из насоса и уплотнения 8 для уменьшения циркуляции внутри насоса. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), находящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала и движущуюся со скоростью v, будет действовать центробежная сила:
Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разряжение, а в периферийной его части - повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему трубопроводу (подводу 9). Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разряжение). Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки), куда поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод 10) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок 11, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.
Схема центробежного насоса.
Центробежный насос должен быть оборудован следующей арматурой и приборами:
- приемным обратным клапаном с сеткой, предназначенным для удержания в корпусе и всасывающем патрубке насоса воды при его заливе перед пуском;
- сетка служит для задержания крупных взвесей, плавающих в воде;
- задвижкой на всасывающем патрубке, которая устанавливается около насоса;
- вакуумметром, для измерения разрежения на всасывающей стороне. Вакуумметр устанавливается на трубопроводе между задвижкой и корпусом насоса;
- краном для выпуска воздуха при заливе (устанавливается в верхней части корпуса);
- обратным клапаном на напорном трубопроводе, предотвращающем движение воды через насос в обратном направлении при параллельной работе другого насоса;
- задвижкой на напорном трубопроводе, предназначенной для пуска в работу, остановки и регулирования производительности и напора насоса;
- манометром на напорном патрубке для измерения напора, развиваемого насосом;
- предохранительным клапаном (на рисунке не указан) на напорном патрубке за задвижкой для защиты насоса, напорного патрубка и трубопровода от гидравлических ударов;
- устройством для залива насоса.
В связи с тем, что насосные установки часто включаются в основной комплекс оборудования для регулирования режимов работы различного назначения, они могут быть оборудованы разнообразными приборами автоматики.
4. Классификация центробежных насосов
1. числу колес [одноступенчатые (одноколесные), многоступенчатые (многоколесные)]; кроме того, одноколесные насосы выполняют с консольным расположением вала — консольные;
2. напору [низкого напора до 2 кгс/см2 (0,2 МН/м2), среднего напора от 2 до 6 кгс/см2 (от 0,2 до 0,6 МН/м2), высокого напора больше 6 кгс/см2 (0,6 МН/м2)] напор насоса измеряется в метрах столба перекачиваемой жидкости;
3. способу подвода воды к рабочему колесу [с односторонним входом воды на рабочее колесо, с двусторонним входом воды (двойного всасывания)];
4. расположению вала (горизонтальные, вертикальные);
5. способу разъема корпуса (с горизонтальным разъемом корпуса, с вертикальным разъемом корпуса);
6. способу отвода жидкости из рабочего колеса в спиральный канал корпуса (спиральные и турбинные). В спиральных насосах жидкость отводится непосредственно в спиральный канал; в турбинных жидкость, прежде чем попасть в спиральный канал, проходит через специальное устройство — направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);
7. степени быстроходности рабочего колеса (тихоходные, нормальные, быстроходные);
8. роду перекачиваемой жидкости (водопроводные, канализационные, кислотные и щелочные, нефтяные, землесосные и др.);
9. способу соединения с двигателем [приводные (с редуктором или со шкивом), непосредственного соединения с электродвигателем с помощью муфт]. Насосы со шкивным приводом встречаются в настоящее время редко.
5. Основные характеристики центробежных насосов
Одной из важных практических характеристик рабочих колёс центробежных и некоторых др. насосов является коэффициент быстроходности ns — число оборотов в 1 мин такого рабочего колеса, которое геометрически подобно рассматриваемому и при подаче Q = 75 л/сек развивает напор Н = 1 м. Классификация рабочих колёс центробежных насосов по быстроходности характеризуется отношением внешнего диаметра Dвн к диаметру его входного отверстия Doтв.
Для создания больших напоров применяют многоступенчатые насосы, в которых жидкость проходит последовательно несколько рабочих колёс, получая от каждого из них соответствующую энергию. Важнейшей особенностью центробежных насосов является непосредственная зависимость напора, а также мощности, кпд и допустимой высоты всасывания от подачи, которая для каждого типа насос выражается соответствующими графиками, называемыми характеристиками. Кпд центробежного насоса при определенном режиме его работы достигает максимального значения, а затем с увеличением подачи снижается.
Крупнейшие центробежные насосы отечественного производства могут обеспечить подачу воды до 65 000 м3/ч при напоре 18,5 м, потребляя мощность 7,5 Мвт, максимальный кпд равен 88—92%. В США для насосной станции Гранд-Кули создан вертикальный одноступенчатый центробежный насос с подачей 138 000 м3/ч и напором 95 м при мощности 48 Мвт.
6. Историческая справка
Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первый насос для тушения пожаров, который изобрёл древнегреческий механик Ктесибий, был описан в 1 в. до н. э. древнегреческим учёным Героном из Александрии в сочинении "Pneumatica", а затем М. Витрувием в труде "De Architectura". Простейшие деревянные насосы с проходным поршнем для подъёма воды из колодцев, вероятно, применялись ещё раньше. В дальнейшем в связи с ростом потребностей в воде и необходимостью увеличения высоты её подачи, особенно после появления паровой машины, насос постепенно стали вытеснять водоподъёмные машины. Требования к насосам и условия их применения становились всё более разнообразными, поэтому наряду с поршневыми насосами стали создавать вращательные насосы, а также различные устройства для напорной подачи жидкостей. Таким образом, исторически наметились три направления их дальнейшего развития: создание поршневых насосов, вращательных насосов и гидравлических устройств без движущихся рабочих органов.
Первый вихревой насос, названный центробежным самовсасывающим, был предложен в 1920 в Германии инженером С. Хиншем, затем появились и др. разновидности.
Идея использования центробежной силы для подачи жидкостей возникла в 15 в. ещё у Леонардо да Винчи и, по-видимому, независимо от него была реализована в начале 17 в. французским инженером Бланкано, построившим простейший центробежный насос для подачи воды, рабочим органом которого служило открытое вращающееся колесо. Один из первых центробежных насос со спиральным корпусом и четырёхлопастным рабочим колесом был предложен французским учёным Д. Папеном, который усовершенствовал конструкцию ранее известной воздуходувки "Hessians". В конце 19 в., когда появились быстроходные тепловые, а затем электрические двигатели, центробежные насосы получили более широкое применение. В 1838 русский инженер А. А. Саблуков на основе созданного им ранее вентилятора построил одноступенчатый центробежный насос, в 1846 американский инженер Джонсон предложил многоступенчатый горизонтальный насос, в 1851 аналогичный насос был создан в Великобритании по патенту Гуинна (насос Гуинна), в 1899 русский инженер В. А. Пушечников разработал вертикальный многоступенчатый насос для буровых скважин глубиной до 250 м. Этот насос, построенный в Париже на заводе Фарко (насос Фарко), предназначался для водоснабжения Москвы, имел подачу 200 м3/ч, кпд до 70%. В России первые центробежные насосы начали изготовлять в 1880 на заводе Г. Листа в Москве. Большую роль в создании теории и совершенствовании конструкции центробежных и осевых насосов сыграли труды Л. Эйлера, О. Рейнольдса, насос Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, К. Пфлайдерера и др. учёных.
7. Область применения и виды центробежных насосов
В теплоэнергетике для обеспечения энергетического цикла используют более 20 различных видов насосов. Насосное оборудование теплоэлектростанций среди вспомогательного оборудования занимает первое место.
Если в качестве основного признака принять назначение насоса, то насосы можно разделить на две группы:
· тесно связанные с работой основного эксплуатационного оборудования ТЭС;
· разного назначения, предназначенные для технических целей.
К первой группе насосов относятся те, которые заняты на следующих основных циклах работы: циркуляции воды (циркуляционные и рециркуляционные насосы), приготовления питательной воды (конденсатные насосы), теплопередачи (сетевые и бойлерные насосы), регулирования (нагнетательные насосы для питания серводвигателей регуляторов паровых турбин). Ко второй группе насосов относятся дренажные, пожарные, хозяйственные и др. К наиболее ответственным насосам, непосредственно влияющим на надежность и экономичность работы электростанции, относятся питательные, конденсатные, циркуляционные, сетевые и багерные. Конденсатные насосы всех типов имеют принципиальное конструктивное исполнение. Это центробежные двухкорпусные вертикальные насосы спирального типа.
Для охлаждения оборудования и других технических целей используются циркуляционные насосы, подающие воду из резервуаров. Довольно часто при проектировании автоматизированных линий систем водяного отопления используют электрические насосы типа ЦВЦ, устанавливаемые прямо на трубопроводе. Центробежные водяные циркуляционные насосы являются малошумными и предназначены для обеспечения водяного отопления. Насосы представляют собой малогабаритную моноблочную конструкцию со встроенным асинхронным короткозамкнутым электродвигателем. Рабочее колесо бессальникового насоса устанавливается консольно на валу электродвигателя. Ротор двигателя с радиально-упорными подшипниками скольжения вращается непосредственно в перекачиваемой воде, которая одновременно служит смазкой для них и охлаждающей средой.
Насосы устанавливаются непосредственно на трубопроводе, что существенно упрощает их монтаж и эксплуатацию и позволяет обходиться без специального фундамента. В зависимости от типоразмера насосы соединяются с трубопроводом с помощью ниппельных или фланцевых соединений. Насосы ЦВЦ используются для подачи в теплосеть воды с температурой до 100°С.
Сетевые насосы предназначены для питания теплофикационных сетей. Они устанавливаются либо непосредственно на электростанции, либо на промежуточных перекачивающих насосных станциях. В зависимости от теплового режима сети насосы должны надежно работать при значительных колебаниях температуры перекачиваемой воды в широком диапазоне подач. Как правило, насос и электродвигатель устанавливаются на отдельных фундаментах.
Бустерные насосы предназначены для подачи воды из деаэратора к питательным насосам турбоагрегата с давлением, необходимым для предотвращения кавитации в питательных насосах.
Подбор насосов осуществляется с помощью каталогов, в которых обычно приведены сведения о назначении и области применения насосов, краткое описание конструкции, технические и графические характеристики, чертежи общих видов насосов и насосных агрегатов с указанием габаритов и присоединительных размеров.
8. Современное насосное оборудование
С каждым годом производители насосного оборудования представляют на наше обозрение все более новые разнообразные модели насосов, отличающиеся друг от друга качеством, техническими и эксплуатационными свойствами, а также своей стоимостью.
Современные модели насосного оборудования отличаются чрезвычайной эффективностью, высоким качеством, прочностью, надежностью, а значит, и долговечностью. Свое широкое применение современные насосы нашли в самых различных сферах и отраслях. Однако чаще всего их можно встретить в промышленности.
Песковые центробежные насосы
Среди последних разработок и нововведений особенной популярностью пользуются так называемые песковые центробежные насосы. Они отличаются повышенным качеством и эффективностью своей работы.
На сегодняшний день современными производителями было представлено два основных вида песковых центробежных насоса – вертикальные и горизонтальные насосы. Характерной особенностью вертикальных песковых центробежных насосов является то, что они имеют боковой вход.
Главной задачей песковых центробежных насосов является перекачивание гидросмесей. Таким образом, ими осуществляется транспортировка воды, в состав которой могут входить песок, дробленые руды, всевозможные твердые вкрапления, а также прочие вещества, характеризующиеся промышленным происхождением.
9. Насосы и насосное оборудование от ведущих мировых производителей
В настоящее время на состояние российского рынка насосного оборудования традиционно оказывает существенное влияние активность зарубежных компаний. Наиболее активную коммерческую деятельность ведут следующие зарубежные компании: Calpeda, Wilo, ESPA, Vipom, Grundfos, Nocchi, DAB, Pedrollo, Hydrovacuum. Широкий сегмент на насосном рынке представлен компаниями из Германии, европейскими фирмами из Турции, Италии, Польши, а также такими известными брендами как Siemens, Samsung Techwin, Finder Pompe, Оddesse Pumpen-und Motorenfabrik GmbH, Kaeser Kompressoren, J. Helmke & Co., Compressor Valve Engineering и другими. Очень активно ведут себя на рынке производители из Кореи, Тайваня и Китая. Российские предприятия насосостроения умело конкурируют с поставщиками насосов из стран дальнего и ближнего зарубежья, особенно в области несложных видов насосов. Однако в последние годы на рынке заметно увеличилась доля сложных и дорогих насосов.
Центробежные насосы SUNDYNE (США)
Корпорация Sundyne (США) более 30 лет является ведущим производителем в области высокотехнологичного оборудования – центробежных насосов и компрессоров. Насосы Sundyne широко применяются для перекачивания различного вида топлива, в химической, нефтеперерабатывающей промышленностях, энергетике.
Насосы для морской и пресной воды Iron Pump (Дания)
Компания Iron Pump была основана в 1906 году тремя датскими инженерами. За более чем вековой опыт работы Iron Pump стала одним из ведущих производителей центробежных и поршневых насосов для морской промышленности в Европе.
Сначала немного истории…
Первые методы перекачивания воды известны с очень далеких времен. Воду черпали ковшиками или другой емкостью. Было физически тяжело обеспечить объём и скорость подачи воды, добывая жидкость из водоема. Первое, что придумали наши предки – это водочерпательное колесо. Согласно археологическим источникам, это было устройство в виде колеса со спицами, в конце которого, на стыке обода и спиц крепились ковши. Нижний сосуд был помещен в воду. Когда колесо начинало вращаться вокруг оси, ковши зачерпывали воду из водоема, а потом в самой верхней точке колеса, с высотой подъема равной диаметру колеса, вода выливалась из ковшей в желоб, расположенный сбоку, с определенной длиной и уклоном (самотеком), так сказать до потребителя. Колесо вращали физической силой с помощью быков, волов или просто руками. Ковш свисал набок, затрудняя вращение колеса, это также приводило к потере воды. Избавиться от потерь помогла конструкция, основанная на использовании пустого пространства между внешним и внутренним ободами колеса, где сбоку имелись отверстия для черпания воды. Это уменьшало потери воды при выливании, т. к. скорость вращения водочерпального колеса была постоянной. Уже с третьего века до н.э. в качестве силы вращения колеса водочерпальных системах использовали напор воды. Ниже мы покажем самые распространенные варианты добычи и подачи воды, которые придумали наши далекие предки.
Архимед - древнегреческий ученый-мыслитель, известно о нем из трудов античных историков, изобрел винтовое водоподъемное устройство, названное позже в его честь. Это устройство представляло собой наклонную деревянную трубу с винтом, установленным внутри. Вращался винт, с помощью ветряного колеса или вручную. В то время как поворачивается нижний конец винта, он собирает некоторый объём воды. Это количество воды будет скользить вверх по трубе во время вращения вала, пока наконец вода не выльется из вершины трубы. Однако потери были неизбежны, так как какое-то количество воды стекало обратно, т.е. эффективность оставляла желать лучшего. Чем больше угол наклона винта, тем больше высота подачи, при уменьшении производительности. Кстати, к примеру, такого типа конструкция использовалась для осушения затопленных трюмов кораблей и шахт.
Следующий вид изобретенного вида насоса - это поршневые насосы.
Появление парового двигателя и гидроприводов, подтолкнуло к технической революции в промышленности. В 1712 году английский изобретатель Томас Ньюкомен создал поршневой насос с паровым приводом, для откачки воды. В современное время, поршневые насосы все также используются для подъема воды из скважин и колодцев.
Сильфонный насос
Сильфонные насосы представляют собой сильфон типа вертикальной гармошки, сжимая которую производят перекачивание жидкости. Простейшая конструкция насоса состоит всего из нескольких деталей, которые, как правило, изготавливаются из пластика, соответственно они не подвержены коррозии. Применяются для выкачивания жидкостей, в том числе агрессивных из бочек, бутылей, канистр и т.п.
Пластинчато-роторный насос
Пластинчато-роторные насосы – это самовсасывающие насосы объемного типа – перемещение жидкости происходит за счет изменения объема в рабочей камере насоса. Используются для перекачивания вязких жидкостей, масел.
Конструкция насоса представляет собой эксцентрично расположенный ротор, имеющий продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины, они выходят из пазов и прижимаются к цилиндрической поверхности расточки корпуса. В результате перекачиваемая вязкая жидкость заполняет пространство между пластинами, а дальше выталкивается в нагнетательный патрубок. Пластинчато-роторные насосы нашли широкое применение в различных сферах, где в рабочем процессе применяется вакуумное масло.
Шестеренный насос
Шестеренные насосы – устройство настолько простое, что в очередной раз подтверждает, гениальность в самой простоте изобретения. Шестеренные насосы предназначены для перекачки вязких сред маслянистого типа. Агрегат представляет собой сцепленные между собой шестерни, которые приводятся в движение под принудительным изменением полости между шестернями. Ведущая шестерня находится в постоянном сцеплении с ведомой и приводит её в движение, вращает в противоположное направление. Жидкость поступает во впадины между зубьев, перемещаясь вдоль стенки насоса с внутренней части и выталкивает через выходной патрубок в трубопровод.
Импеллерный насос
Импеллерные насосы (ламельные, насосы с мягким ротором) являются подвидом пластинчато-роторных насосов. Насосы с гибким рабочим колесом (импеллером) благодаря своей особой конструкции позволяют бережно и эффективно перекачивать определенные среды с различной вязкостью и плотностью. Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, выполненный из эластомера. Ось ротора расположена эксцентрично к корпусу. Ротор вращается, лопасти изгибаются и распрямляются, создают вакуум и всасывают среду. Движение лопаток переносит среду к выходному отверстию насоса насоса.
Синусный (синусоидальный) насос
Важнейшим элементом конструкции синусоидального насоса является ротор, имеющий форму с синусоидной структурой (отсюда и название всего устройства). Синусоидальные насосы имеют четыре камеры, которые открываются и закрываются по очереди, что позволяет перекачивать даже очень нежные структуры, например, измельченные помидоры.
Насос не имеет клапанов. Конструкция насоса очень простая, что гарантирует долгую и безотказную работу устройства.
Винтовой насос
Винтовые насосные агрегаты объемного типа предназначены для перекачивания жидких сред с повышенной вязкостью, допустимо перекачивание жидкостей с включением твердых фракций. Благодаря особенностям конструкции, винтовые насосы отлично всасывают и перекачивают жидкости различной вязкости и консистенции. Перекачиваемые жидкости не подвергаются центробежным или пульсирующим усилиям, благодаря этому винтовые насосы очень аккуратно перекачивают даже самые чувствительные среды. Условием правильной работы насоса является выбор подходящей скорости для данной среды. Винтовые насосы обладают высокой надёжностью, они экономичны и просты в эксплуатации, обладают высокой ремонтопригодностью.
Преимущества винтовых насосов:
- простота конструкции, хорошая ремонтопригодность
- высокая мощность всасывания
- жидкости не подвергаются центробежным или пульсирующим усилиям, поэтому нет необходимости использовать гасители пульсации или компенсаторы в трубопроводах
- возможность перекачивания жидкостей, содержащих твердые включения
- большой диапазон применения по подаче за счет возможности ее изменения, изменением частоты вращения
Винтовые насосы нашли широкое применение в нефтехимической и пищевой промышленности.
Перистальтический (шланговый) насос
Перистальтические насосы часто называют линейными или шланговыми насосами. Первый патент, защищающий изобретение, был подан в конце 19-го века в Соединенных Штатах, и устройство первоначально предназначалось для переливания крови во время операции. Транспортировка жидкости с использованием перистальтического насоса возможна благодаря движению роликов или башмаков, скользящих по шлангу. Эти насосы позволяют перекачивать жидкость без загрязнения, обеспечивая при этом относительно низкие эксплуатационные расходы. Благодаря этим характеристикам дозирующие насосы на основе перистальтических насосов играют огромную роль в различных отраслях промышленности и медицины. Принцип работы здесь прост - он включает перемещение среды, расположенной в специальном толстостенном шланге. Это возможно благодаря вращающейся головке с роликами (башмаками), которые пережимают сливной шланг, расположенный по окружности внутри корпуса, ролики проталкивают жидкость на выход насоса.
Вихревой насос
Вихревые насосы, по большей части, предназначены для перекачки жидкости, но также могут использоваться и для перекачивания газообразных сред, движение жидкости в нем осуществляется за счет сил инерции и трения. Существует несколько подвидов вихревых насосов, но аналогичным компонентом у всех является рабочее колесо в виде стального диска, где на внешнем диаметре находятся ямки, которые формируют лопасти различного вида. Колесо с лопастями вращается внутри корпуса, имеющего форму цилиндра, при этом расстояние от торца лопатки до стенки минимальное. Принцип действия вихревого насоса заключается в том, что вода всасывается во входное отверстие и закручивается в вихрь благодаря крыльчатке. При малых энергозатратах, мощность потока многократно увеличивается, и жидкость с большим давлением выбрасывается из выходного патрубка. Большим преимуществом вихревых насосов является возможность работы с небольшими объемами жидкости, при этом насосы могут обеспечить достаточно сильный напор. Учитывая вышеописанные особенности, вихревые насосы, нашли применение в системах, где есть необходимость создать высокий напор при, относительно небольшой подаче. Например, в небольших автоматических насосных станциях водоснабжения. Способность перекачивать жидкостно газовую смесь дает возможность эксплуатировать вихревые насосы для перекачивания летучих жидкостей (бензины, керосины и т.д.), что является основанием для использования подобных насосов в системах заправки топливом.
Насос газлифт
Газлифтные насосы — это один из методов принудительного подъёма капельной жидкости за счёт энергии, которая содержится в смешиваемом с ней сжатом газе. Чаще всего, применяются при добыче нефтепродуктов. Принцип работы газлифта заключается в нагнетании газа под давлением по затрубному пространству между наружной и внутренней трубами. Газ снижает перепад давления в насосно-компрессорных трубах, тем самым способствуя вытеснению нефтепродукта по стволу скважины на поверхность за счет естественной энергии.
Мембранные (диафрагменные) насосы
Диафрагменный насос является одним из наиболее универсальных типов насосов благодаря простоте эксплуатации, а также относительно низкой частоте отказов. Диафрагменные насосы принадлежат к семейству объемных насосов, в большинстве случаев они приводятся в действие сжатым воздухом, реже с помощью электродвигателя.
Принцип работы диафрагменных насосов заключается в следующем: сжатый воздух, проникающий за одну из диафрагм, заставляет её сжиматься и продвигать жидкость в отверстие выхода. В это время вторая диафрагма напротив создаёт вакуум, всасывая жидкость. После прохождения импульса пневматический коаксиальный обменник меняет направление сжатого воздуха за вторую мембрану и процесс повторяется с другой стороны. Давление нагнетания на стороне среды равно давлению выше по потоку от диафрагмы, поэтому диафрагменные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы диафрагмы. Диафрагменные насосы не требуют охлаждения или смазки во время работы, что обеспечивает бесперебойную работу всухую.
Шнековый (оседиагональный насос)
Шнековый (оседиагональный насос) – погружное насосное оборудование винтового типа. Перекачка жидкой среды шнековым насосом основана на работе специфического архимедового винта определенной длины. Исключительным преимуществом этого агрегата является возможность осуществлять перекачку жидкостей с сильным загрязнением (абразивными веществами небольших размеров).
Оседиагональные насосы обладают хорошей всасывающей способностью и более высокой производительностью, по сравнению с другими типами лопастных насосов. Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, дизельного топлива и т.д.
Центробежный насос
Констукция насоса представляет собой спиральный корпус и установленное внутри рабочее колесо с лопастями, вращающемся с постоянной скоростью. Жидкость, постоянно протекающая через рабочее колесо, подвергается центробежной силе. Таким образом, энергия двигателя передается жидкости через рабочее колесо, в результате чего увеличивается давление и кинетическая энергия. После того как жидкость выходит из ротора, ее кинетическая энергия далее преобразуется в энергию давления. Увеличение кинетической энергии и давления в насосе зависит от конструкции ротора и скорости его вращения. Центробежные насосы идеально подойдут для наполнения емкостей и заполнения бассейнов, подачи воды в частные дома, коттеджи и орошения приусадебных участков.
Многосекционный насос
Многосекционными называют центробежные насосы, оснащенные двумя и более последовательно размещенными рабочими колесами, по сути, это серия последовательно размещенных центробежных насосов. Подобная конструкция оборудования позволяет создать на выходе значительное давление: выйдя под давлением из первого рабочего колеса, жидкость поступает во второе рабочее, где в свою очередь тоже повышается давление, затем в третье и т.д.
Основное применение насосы многосекционные нашли в системах холодного и горячего водоснабжения. Также могут применяться и в других областях промышленности и хозяйства, гражданских объектах.
Струйные насосы
Струйные насосы бывают двух основных типов:
- Эжектор – насос отсасывающий среду и создающий разряжение
- Инжектор – насосы нагнетающие среду под давлением.
Работа струйного насоса заключается в создании разности давлений между давлением во всасывающем баке и давлением в нагнетательной камере.
Рабочая жидкость, подаваемая насосом подачи через впуск, попадает в сопло, где скорость жидкости увеличивается за счет падения давления, согласно закону Бернулли. Перепад давления во всасывающей камере достаточен для подъема жидкости или суспензии из всасывающего бака.
Преимущество струйных насосов – отсутствие движущихся частей и, следовательно, высокая надежность. Недостатком является низкая энергоэффективность (30 - 40%). Для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.
Гидротаранный насос
Гидротаран качает воду без бензина, тока и газа, ему не требуется источник питания и при отсутствии двигателя, способен поднимать жидкость на высоту до нескольких десятков метров. Такой насос способен долгое время непрерывно работать, обеспечивая водой экопоселения деревенские дома сельскохозяйственные угодья и т.д. Принцип работы гидротарана заключается в использовании энергии гидроудара.
Гидротаран получает энергию непосредственно от проточной воды, перетекающей под действием силы тяжести по напорному трубопроводу в сток, который находится на более низком уровне.
Пропуская через себя большую часть воды с небольшой высоты h (разница высот между стоком и уровнем воды в питающем резервуаре) гидротаран поднимает меньшую часть воды на большую высоту H (разница высот между верхней точкой отводящей трубы и уровнем воды в питающем резервуаре).
Это устройство с довольно низкой энергоэффективностью, потому что только небольшая часть энергии, протекающей по водопроводу, преобразуется в работу по подъему воды в резервуар.
Спиральный вакуумный насос
Вакуумные насосы создают вакуум с помощью простого механизма, состоящего из двух спиральных частей, которые перекрывают друг друга. Одна часть является статором насоса и остается неподвижной, другая часть представляет собой ротор и эксцентрично вращается, создавая подвижные зоны захваченного газа.
Когда перекачиваемый газ поступает в спиральный механизм, он затем перемещается по периферии, сжимается и направляется к выходному отверстию насоса. Сухие спиральные вакуумные насосы отличаются исключительной надежностью.
Ламинарный насос
Ламинарный (дисковый) насос является разновидностью центробежного насоса, но может выполнять работу не только центробежных, но и прогрессивных полостных насосов, лопастных и шестеренчатых насосов, т.е. перекачивать вязкие жидкости.
Рабочее колесо ламинарного насоса представляет собой два и более параллельных диска. Чем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость может перекачивать насос. Теория физики процесса: в условиях ламинарного течения слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе: слой, наиболее близкий к неподвижной трубе (так называемый пограничный слой), течёт медленнее, чем более глубокие (близкие к центру трубы) слои текущей среды.
Читайте также: