Потоки жидкости при работе лопастных насосов.

Рис. 4. Схемы соединения колес центробежного насоса.

Рис. 4-а. Конструктивные типы рабочих колес лопастных насосов.

Принцип действия ЦН (Рис.5) состоит в следующем: при вращении РК 5 его лопасти 4, образующие межлопастные каналы, оказывают силовое воздействие на жидкость и преобразуют механическую энергию приводного двигателя в энергию перекачиваемой жидкости. Жидкость, поступающая из всасывающего трубопровода 7, приемного резервуара 8 в центр РК насоса 5, обтекает его лопасти и с их помощью отбрасывается к периферии, откуда выбрасывается в спиральный отвод 6 и направляется в диффузорный выходной патрубок 3, где происходит снижение ее скорости и преобразование кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления. Затем через напорный трубопровод 2 она поступает в напорную емкость 1. У центра РК образуется область пониженного давления, за счет чего жидкость и поступает из всасывающего трубопровода через входной конфузорный патрубок насоса к РК. Учитывая, что РК насоса вращается при , жидкость во входном и напорном патрубках, во всасывающем и нагнетательном трубопроводах движется тоже с постоянной скоростью.

Рис. 5 Принцип действия центробежного насоса.

ЦН относят к классу лопастных, так как жидкость в пределах РК направляется с помощью лопастей.

Рис. 6. Центробежный насос.

Центробежные насосы являются самыми распространёнными из всех типов лопастных насосов. Это объясняется широким диапазоном их подач (до 70 м3с) и напоров (до нескольких сотен метров).

Насос НЦВ 40 (рис. 7) является 2-х ступенчатым, однопотоковым с двумя рабочими колесами 5, расположенными на валу симметрично; такое расположение колес теоретически уравновешивает осевые гидравлические нагрузки, воспринимаемые валом 4, вследствие чего пятовый подшипник 3 воспринимает только собственный вес ротора и случайные осевые силы. Рабочие колёса насоса работают в двух опорах:

·
Верхняя опора имеет два радиально-упорных шарикоподшипника, расположенных в узле пятового подшипника.

Рис. 7. Центробежный насос. НЦВ 40.

· Нижней опорой ротора является резиновый подшипник 6.

Шарикоподшипники работают на консистентной смазке. Корпус пятового подшипника имеет водяное охлаждение. Резиновый подшипник работает на смазке водой.

Соединение насоса с электродвигателем производится посредством упругой пальцевой муфты.2.Опорой насоса является фонарь.

К нижнему фланцу фонаря непосредственно крепится узел корпуса насоса, на верхнем фланце фонаря устанавливается электродвигатель, фонарь и электродвигатель имеют лапы для крепления к вертикальной переборке.

Сальниковые уплотнения имеют хлопчатобумажную промасленную и прографиченную набивку. На стыках деталей ставятся прокладки из прессшпана толщиной 0,5 мм.

Регулирование насоса производится напорной задвижкой.

При вращении рабочего колеса I насоса (рис. 8.а) возникает центробежная сила, под действием которой жидкость движется в радиальном направлении III, одновременно лопасти придают жидкости вращательное движение. Поэтому в центре насоса возникает разряжение Рв, что обеспечивает непрерывный приток жидкости из всасывающего патрубка к центру.

Рис. 8. Принцип работы центробежного насоса.

Пройдя через вращающееся колесо насоса, жидкость отбрасывается в спиралевидный расширяющийся канал V, который служит направляющим аппаратом для потока жидкости и в котором происходит преобразование кинетической энергии, полученной жидкостью на колесе насоса, в гидродинамическое давление Рн, с которой жидкость отводится в нагнетательный трубопровод.

При работе насоса (рис. 8.а) давление во всасывающей полости Рв ниже, чем давление Рн после выхода из колеса. Вследствие этого жидкость через зазоры просачивается в кольцевое пространство между колесом и корпусом, и в этом пространстве устанавливается давление, приблизительно равное Рн. Разность давлений Рн и Рв, действующих на рабочее колесо и неуравновешенных силой давления жидкости на участке колёсного диска Д_о вызывает действие осевой силы, которая всегда направлена в сторону всасывающего отверстия и вызывает осевой сдвиг колеса в этом же направлении.

Рис. 9. Схема образования осевой силы и ее уравновешивание.

Для устранения осевой силы в небольших одноколёсных насосах, в диске колеса у его ступицы делают небольшое отверстие 1, через которое жидкость перетекает из полости повышенного давления в полость пониженного давления и давление выравнивается с обеих сторон колеса. В больших насосах делают двусторонний подвод жидкости на рабочее колесо (рис. 9. в). В многоступенчатых насосах на валу устанавливают разгрузочный диск.

Жидкость к диску подводится под давлением по каналу 4 из напорного трубопровода насоса, и пройдя зазор между подушкой 3 и диском 2 отводится по каналу 1. Если под действием осевой силы вал насоса с диском сместится вправо, зазор уменьшится, давление жидкости на диск возрастёт, и он сместится влево, восстановив нормальный зазор между ним и подушкой.