7.2 Центробежно-вихревой насос

В вихревых насосах жидкость подводится к рабочему колесу на его периферии, т.е. в зоне высоких скоростей. Поэтому возможность возникновения кавитации на входе в вихревое колесо весьма велика. Испытания вихревых насосов при различных частотах вращения подтверждают склонность их к кавитации.

Предупредить возникновение кавитации можно повышением давления на входе в вихревое колесо. Для этого следует установить на валу вихревого насоса дополнительное центробежное колесо. Насос такого типа, состоящий из двух последовательно включенных колес - центробежного и вихревого, называется центробежно-вихревым насосом (рисунок 7.6)

На рисунке 7.6 приведен продольный разрез центробежно-вихревого насоса типа ЦВ. Насос состоит из двух последовательно включенных колес - центробежного 1 и вихревого 2, посаженных на общий вал. Жидкость подводится к центробежному колесу, как указано стрелкой, по каналу в корпусе 3. Поток выбрасывается центробежным колесом в спиральный отвод и поступает далее по каналу, выполненному в корпусе, во входное отверстие вихревого колеса. Последнее подает жидкость через канал 4 в напорный трубопровод.

Опорой вала со стороны приводного двигателя являются два однорядных шарикоподшипника 5, воспринимающих также осевую силу. Эти подшипники монтируются в корпусе 6 и фиксируются в осевом направлении крышкой 7. Другой конец вала поддерживается одним шарикоподшипником, посаженным в крышку 8 корпуса, Корпус, крышка и центробежное колесо выполнены из чугуна, вихревое колесо - из стали.

Смазка подшипников - солидол, удерживаемый от расползания по валу войлочными кольцами.

Рисунок 7.6 Цетробежно-вихревой насос типа ЦВ

Уплотнение вала со стороны двигателя достигается резиновым кольцом 9 и системой прижимных втулок. Кроме того, в полость уплотнения по каналу 10 подводится жидкость под давлением, развиваемым центробежным колесом. Таким образом, обеспечивается водяное уплотнение. Аналогично выполнено уплотнение вала на стороне вихревого колеса. Жидкость, проникающая сквозь уплотнения отводится в дренаж через отверстие 11.

Применение предвключенного центробежного колеса позволяет существенно повысить скорость на входе в вихревое колесо и, следовательно, получить более высокое давление вихревого колеса и насоса в целом.

В центробежно-вихревом насосе часть полного давления развивается центробежным колесом КПД которого выше, чем у вихревого колеса. Поэтому КПД центробежно-вихревого насоса выше, чем КПД чисто вихревого насоса (для вихревых насосов ŋ=50 %, для центробежно-вихревых ŋ≈ 55 %).

Область применения. Регулирование

Коэффициент быстроходности вихревых и центробежно-вихревых насосов n_s=10/25. Следовательно, области применения этих насосов по подаче и давлению близки к областям применения насосов объемных (поршневых и роторных).

В таблице 7.1 приведены технические данные вихревых насосов

Таблица 7.1 - Характеристики вихревых насосов

Марка насоса	Q, м3/ч	Н, м	Нх, м	N, кВт	ŋ, %	n, об/мин	Hвакдоп, м
ЭСН	6 - 12	24 - 30	60	1,5 - 2	22 - 42	2900	5
ЦВ	9 - 25	120 - 130	340 - 480	-	-	2900	7
СЦЛ	33	58	150	-	-	1450.	7
СЦВ	11	16	26	0,28	20	1425	6
СВН-80	29	32	80	7,5	34	1450	7
В	2,2 - 30	15 - 60	70 - 180	0,32 - 11	30 - 40	1450	6,5 - 4,5

Примечание. Буквы, входящие в марку насоса, обозначают: Э - электрический; С - самовсасывающий; Н - насос; Ц - центробежный; В - вихревой; Л - лопастный вихревой.

Сопоставление технических данных насосов показывает, что при одинаковых подачах вихревые и центробежно-вихревые насосы развивают более высокие давления по сравнению с центробежными.

Регулирование подачи вихревых насосов производится дросселированием потока на выходе или изменением частоты вращения. Чаще применяют первый способ ввиду его простоты. Однако регулирование подачи изменением частоты вращения дает существенную экономию энергии, расходуемой на привод.