Конструкции объемных насосов

Поршневые насосы

В химической промышленности наиболее распространены поршневые строенные объемные насосы простого действия, снабженные плунжерами, или так называемые насосы тройного действия (рис. 10).

Рисунок 10 – Вертикальный плунжерный насос тройного действия

Такой насос состоит из трех насосов простого действия, расположенных рядом в вертикальной (как показано на рисунке) или горизонтальной плоскости и работающих от одного коленчатого вала. Кривошипы вала расположены под углом 120°. Все три насоса имеют общие всасывающий и нагнетательный трубопроводы.

Корпуса насосов изготовляют из чугунного и стального литья (для работы при больших давлениях) или из химически стойких материалов: ферросилида, керамики, кислотостойких сталей и др. Предусматривается возможность полного удаления воздуха, попадающего в корпус при работе насоса, а также возможность осмотра клапанов.

Для перемещения жидкости служат плунжеры (скалки) - пустотелые стаканы, которые не требуют точной обработки внутренней поверхности цилиндра. В поршневых насосах наиболее распространены тарельчатые и кольцевые клапаны (рис. 11), которые поднимаются с седла под напором жидкости, создаваемым поршнем насоса, и опускаются под действием пружины или собственного веса (тарельчатые клапаны с нижними направляющими ребрами).

I – тарельчатый; II – однокольцевой

1 – пружина; 2 – стержень; 3 – тарелка (I) или кольцо (II); 4 – седло

Рисунок 11 – Конструкции клапанов

В насосах, перекачивающих вязкие жидкости и суспензии, устанавливают легко обтекаемые шаровые клапаны (рис. 12, I); клапаны изготовляют сплошными или полыми из бронзы, стали, эбонита и других материалов. Для загрязненных жидкостей применяют откидные клапаны (рис. 12, II) с большим сечением для прохода жидкости.

I – шаровой клапан: 1 – корпус; 2 – клапан; 3 – крышка

II – откидной клапан: 1 – крышка; 2 – седло

Рисунок 12 – Конструкции клапанов

Клапан перемещается по закону движения поршня, поэтому скорость движения клапана является переменной.

Для перекачивания кислых жидкостей и суспензий часто применяют мембранные (диафрагмовые) насосы (рис. 13), в которых плунжер 4 отделен от перекачиваемой жидкости эластичной перегородкой - мембраной 5 из мягкой резины или специальной стали.

1 – корпус; 2 – клапаны; 3 – цилиндр; 4 – плунжер; 5 - диафрагма

Рисунок 13 – Диафрагмовый насос

При движении плунжера в цилиндре 3, жидкость давит на мембрану и изгибает ее то в одну, то в другую сторону. При прогибах мембраны происходит попеременно всасывание и нагнетание жид­кости.

Все части насоса слева от мембраны - корпус, клапанные коробки, шаровые клапаны - изготовляют из кислотостойких металлов или защищают кислотостойким покрытием из свинца, резины и др.

Для подачи летучих, легко воспламеняющихся жидкостей, нефтепродуктов и горячей воды применяют прямодействующие паровые насосы (рис. 14), которые приводятся в действие от паровой машины 2 с золотниковым парораспределением 3. Паровая машина расположена на одном штоке с насосом.

1 – насос; 2 – паровая машина; 3 – золотник

Рисунок 14 – Прямодействующий паровой насос

Роторные насосы

Насосы этого типа работают по принципу вытеснения жидкости вращающимися поршнями. Они выгодно отличаются от поршневых отсутствием клапанов и воздушных колпаков. Роторные насосы надежны в работе, равномерно подают жидкость и могут перекачивать весьма вязкие жидкости при переменном числе оборотов. Герметичность рабочих органов роторных насосов значительно снижается с их износом, и при этом появляется опасность заклинивания их. Поэтому перекачка роторными насосами жидкостей, содержащих абразивные примеси, недопустима. К роторным насосам относятся пластинчатые, шестеренчатые, винтовые и другие.

На рис. 15 представлен пластинчатый эксцентриковый роторный насос. Вал 2 установлен в корпусе 1 эксцентрично и имеет продольные прорези, расположенные под прямым углом. В прорезях находятся пластины 3 и 4, которые могут независимо одна от другой перемещаться в радиальном направлении.

1 – корпус; 2 – вал; 3, 4 – пластины

Рисунок 15 – Роторный пластинчатый эксцентриковый насос

При вращении вала концы пластин прижимаются центробежной силой к стенкам корпуса и делят рабочее пространство насоса на две полости -всасывающую и нагнетающую. Таким образом, пластины действуют как поршень, при помощи которого жидкость засасывается и подается в нагнетательный трубопровод.

1 – корпус; 2, 3 – шестерни; 4 – нагнетательный штуцер; 5 – всасывающий штуцер

Рисунок 16 – Роторный шестеренчатый насос

В роторном шестеренчатом насосе (рис. 16) всасывание и нагнетание жидкости происходят при вращении навстречу друг другу двух заключенных в корпус цилиндрических шестерен; корпус с одной стороны присоединен к всасывающему, а с другой - к нагнетательному трубопроводу. В данном случае функции поршней выполняют зубцы шестерен.