Гидравлическое разгрузочное устройство

Коэффициент быстроходности центробежных насосов

Гидравлический удар

Гидравлический удар - это комплекс явлений, возникающих в жидкости напорного трубопровода при быстром изменении скорости потока и приводящих к резкому изменению давления. При этом в жидкости возникает колебательный процесс чередования резкого повышения и понижения давления. Такое изменение давления в трубопроводе иногда превышает в десятки, и даже сотни раз обычное давление в нём, что оказывается опасным для прочности труб и даже может вызывать их разрыв.

Гидравлический удар возникает при внезапном закрытии задвижки на напорном трубопроводе и сопровождается резким увеличением давления, а также при резком открытии задвижки, когда давление падает в результате возрастания скорости движения жидкости.

Таким образом, если на трубопроводе, скорость течения в котором составляет 1 м/с, внезапно закрыть задвижку, то возникает мгновения повышение напора на 100 м, что соответствует 981 кН/ м.

Для ослабления гидравлического удара на трубопроводах устанавливают медленно закрывающиеся задвижки, предохранительные клапаны (гасители гидравлических ударов), автоматически открывающиеся при повышении давления сверх нормального, воздушные колпаки, обратные клапаны и др.

По коэффициенту быстроходности рабочие колеса центробежных насосов делятся на:

1) тихоходные (п _s = 40-80);

2) нормальные (п _s = 80-150);

3) быстроходные (п _s = 150-300).

При увеличении быстроходности колёс возрастает к.п.д.

Тихоходные колёса обеспечивают высокие напоры и сравнительно небольшие подачи, быстроходные наоборот. Шахтные насосы имеют в основном тихоходные и нормальные колёса.

Для неагрессивной воды рабочие колёса изготавливаются литыми из чугуна или стали, дл кислотной – из легированной хромом и никелем сталей, хромистого или кремнистого чугуна, кислотоупорных бронз и пластмасс.

В многосекционных насосах рабочие колеса находятся внутри направляющего аппарата, изготовленного обычно из материала колеса.

Направление вращения рабочих колёс правое – по часовой стрелке, если смотреть со стороны муфты.

Разгрузочное устройство предназначено для уравновешивания осевого усилия возникающего при работе насоса.

Литература:

1. Хаджиков Р.Н., С.А. Бутаков. Горная механика. – М.: Недра, 1982, (стр. 92-112) рис. 52-54.

2. Попов В.М. Водоотливные установки. – М.: Недра, 1990.

3. ДНАОП 10.0-1.01-05. Правила безопасности в угольных шахтах. – К.: Основа, 2005.

Лекция №14

Наибольшее применение в шахтных насосах имеет гидравлическое разгрузочное устройство. Гидропята закреплена на валу гайкой. Часть воды выходит из последней ступени насоса по радиальному зазору в камеру разгрузки, действует на гидропяту и затем выходит через трубку. Расход воды через разгрузочное устройство составляет 1,5-3% от подачи насоса.

Недостатки

1) расход воды через разгрузочное устройство;

2) трение гидропяты о воду;

3) быстрый износ колец гидропяты и разгрузки при перекачке загрязнённой воды;

4) насосы не могут работать при напорах значительно меньших нормальных;

5) необходимость установки насоса строго горизонтально.

Места выхода вала насоса через крышки всасывания и нагнетания имеют уплотнительные устройства – механические уплотнения контактного трения (сальники). Уплотнение на стороне всасывания препятствует подсасыванию воздуха в насос, а уплотнение в крышке нагнетания предотвращает выброс жидкости из насоса. Механические уплотнения выполняются кольцами шнура из мягкого, пропитанного антифрикционным составом материала (хлопчатника, пеньки, асбеста). При вращении вала вследствие трения его о набивку уплотнения выделяется тепло, для отвода которого необходимо, чтобы сальник пропускал некоторое количество жидкости.

Кроме механического уплотнения на стороне всасывания имеется гидравлическое уплотнение – гидрозатвор.

Эксплуатационные характеристики секционных насосов

Всасывание жидкости насосами происходит под давлением атмосферного воздуха при определённом (меньшем атмосферного) давлении на входе в насос.

r_о r_н

Н_в = ¾¾ - ¾¾ - Н_ск – h_п,

rg rg

где r_о и r_н – давление, соответственно окружающей среды и на входе в насос, Па;

r - плотность воды, кг/м³; r = 1020-1050 кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²; g = 9,81 м/с²;

Н_ск – скоростной напор, м вод. ст.; Н_ск = U²/2g;

h_п – потери напора в подводящем трубопроводе, м.

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания

Н_в^доп £ (0,8-0,75) Н_в^кр.

На шахтах допустимая вакуумметрическая высота всасывания не превышает 6 м.

Рисунок 1 – Характеристики насосов: а – ЦНС 180 - 85…425; б - ЦНС 300 - 120…600

Дата добавления: 2014-01-11