Классификация насосов

Широкое использование насосов в различных областях техники привело к созданию многочисленных типов насосов, отличающихся друг от друга как по принципу работы, так и по своим конструктивным особенностям. По принципу работы применяющиеся в настоящее время насосы можно подразделить на:

4. динамические насосы—перемещающие жидкость благодаря действию динамических сил на незамкнутый объем, сообщающийся со входом и выходом (лопастные насосы, насосы трения, инерции);

5. объемные насосы—перемещающие жидкость за счет периодического изменения объема, попеременно сообщающегося то со входом, то с выходом жидкости (всасывание и нагнетание).

Лопастные насосы объединяют группы центробежных, диагональных и пропеллерных (осевых) насосов, обычно приводимых в движение электродвигателями с большим числом оборотов. Они обладают большой производительностью, простотой эксплуатации и высоким к. п. д.

Объемные насосы имеют небольшую производительность, но развивают большое давление.

В химической промышленности наибольшее распространение получили поршневые насосы (непосредственно сообщающие жидкости требуемое давление путем вытеснения ее поршнем) и центробежные (сообщающие жидкости кинетическую энергию, далее переходящую в энергию давления).

В проектируемом трубопроводе для перекачивания жидкости будет использоваться центробежный насос.

Центробежные насосы различаются по числу ступеней давления, по расположению вала, по условиям движения жидкости из рабочего колеса в корпус насоса и некоторым другим признакам:

6. По числу ступеней давления насосы разделяются на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые, в которых жидкость проходит через последовательно соединенные рабочие колеса, постепенно увеличивающие напор до заданного предела.

7. Для увеличения производительности применяются также насосы с двухсторонним входом, у которых производительность увеличивается без увеличения напора.

8. В зависимости от расположения вала рабочего колеса различают насосы на горизонтальном и вертикальном валу.

9. В зависимости от условий, обеспечивающих движение жидкости из рабочего колеса в корпус насоса, применяются насосы с направляющим аппаратом и без направляющего аппарата.

Кроме того, центробежные насосы делятся на насосы низконапорные (до 20-25 м), средненапорные (20-60 м) и высоконапорные (свыше 60 м). Центробежные насосы разделяют также на тихоходные, нормальной быстроходности и быстроходные.

В зависимости от назначения и свойств перекачиваемой жидкости лопастные насосы могут быть разделены на насосы общего применения и специальные.

Насосы общего применения предназначены для перекачки чистой воды и жидкостей, имеющих сходные с водой свойства в отношении вязкости и химической активности.

Насосы специальные подразделяются на: а) насосы для перекачки взвешенных веществ — фекальные, баггерные, землесосы, торфяные и др.; б) насосы артезианские и в) насосы для химически активных жидкостей.

Устройство и принцип действия центробежных насосов.

В простейшем виде центробежный насос (рис. 1, а)состоит из колеса с лопатками 1 в форме изогнутых цилиндрических поверхностей, сидящего на валу 2 внутри улиткообразного корпуса 3. Последний имеет два патрубка – центральный 4 и тангенциальный 5; первый присоединяется к всасывающему трубопроводу 6, а второй – к нагнетательному 7. Отверстия 8 в корпусе, через которые проходит вал, уплотняются при помощи сальников; в малых насосах колесо иногда сидит на консольном валу и корпус имеет лишь одно сальниковое уплотнение. Рабочее колесо (рис. 1, б) образуют два диска, соединенные между собою загнутыми назад лопатками 1, разделяющими пространство между дисками на ряд криволинейных каналов. Правый диск 2 — сплошной, левый 3 – с отверстием для входа перекачиваемой жидкости внутрь колеса. Вал насоса соединяется при помощи муфты с валом электродвигателя.

Рис 1. Схемы центробежных насосов: а—схема установки насоса; б—рабочее колесо насоса с односторонним всасыванием; в—одноколесный насос с двухсторонним всасыванием; г—насос с двухсторонним всасыванием и направляющим аппаратом.

Перед пуском корпус насоса (следовательно, также колесо) и всасывающий трубопровод, снабженный на нижнем конце обратным клапаном, заливают жидкостью. После включения электродвигателя жидкость в каналах между лопатками благодаря быстрому вращению рабочего колеса отбрасывается под действием центробежной силы от центра и вытекает с большой скоростью в улиткообразный корпус, а оттуда – в нагнетательный трубопровод. При этом в центральной части насоса создается разрежение и жидкость из расходного сосуда под действием внешнего давления на ее свободную поверхность устремляется непрерывным потоком по всасывающему трубопроводу внутрь насоса. Таким образом, в отличие от поршневого насоса центробежный насос производит непрерывное всасывание и нагнетание жидкости в приемный сосуд.

Насос, изображенный на рис. 1, а, б имеет одностороннее всасывание жидкости (слева). Для увеличения производительности (пропускной способности рабочего колеса) применяют насосы с двухсторонним всасыванием (рис. 1, в).

Спиральная форма корпуса способствует плавному отводу жидкости из каналов между лопатками рабочего колеса в нагнетательный трубопровод, а также постепенному понижению скорости жидкости с целью повышения ее давления за счет уменьшения кинетической энергии. Для завершения перехода кинетической энергии жидкости в потенциальную (давления) нагнетательный патрубок насоса часто выполнен в форме диффузора. В некоторых конструкциях насосов для плавного перехода жидкости из колеса в спиральную камеру предусмотрен направля­ющий аппарат в виде неподвижного кольцевого канала (рис. 1, г) с лопатками, охватывающего рабочее колесо. Эти лопатки изогнуты в сторону, обратную лопаткам колеса и совпадающую с направлением потока к нагнетательному патрубку.

Д ля контроля работы насоса к всасывающему патрубку присоединяется вакуумметр, а к нагнетательному—манометр (рис 2). Кроме того, на нагнетательной линии устанавливается задвижка, которая служит для отключения насоса и регулирования подачи жидкости. Для защиты насоса от гидравлического удара при внезапной остановке нагнетательный трубопровод снабжается часто обратным клапаном.

Общими эксплуатационными характеристиками для всех насосов являются: производительность при температуре перекачивания, дифференциальный напор, требуемый напор на приеме, физико-химические свойства перекачиваемой среды.

Основной технический документ каждого насосного агрегата — паспорт, выдаваемый заводом-изготовителем. В паспорте даются назначение, область применения, эксплуатационные параметры, указания по монтажу, эксплуатации и ремонту насоса.