Консольные насосы типа К и КМ

Центробежные насосы и их классификация

1. По числу колес:

а) одноколесные - одним колесом создают напор не более 40-50м.

б) многоколесные (многоступенчатые) - для больших напоров, количество ко­лес бывает до 10, иногда 12. Дальнейшее увеличение количества ступеней не­целесообразно вследствие больших потерь напора.

2. По создаваемому напору:

а) низконапорные (до 20м);

б) средненапорные (от 20 до 60м);

в) высоконапорные (свыше 60 м).

3. По способу подвода жидкости к колесу:

а) с односторонним подводом (всасыванием) жидкости к колесу;

б) с двухсторонним подводом жидкости к колесу; колесо такого насоса пред­ставляет собой как бы сложенные тыльными сторонами 2 обыкновенных коле­са; в этом случае жидкость входит в колесо с 2-х сторон и производительность насоса увеличивается.

4. По расположению вала насоса:

а) горизонтальные (наиболее распространенные);

б) вертикальные, которые применяются чаще всего для откачивания воды из глубоких колодцев, скважин, куда они опускаются.

5. По способу разъема корпуса:

а) с горизонтальным разъемом корпуса;

б) с вертикальным разъемом корпуса - эти насосы называются секционными, т.к. корпус состоит из нескольких секций (по числу колес).

6. По способу отвода жидкости из рабочего колеса в камеру:

а) спиральные, в которых жидкость из рабочего колеса поступает непосредственно в нагнетательный трубопровод;

б) турбинные, в которых жидкость из рабочего колеса поступает в спиральный корпус через направляющий аппарат, представляющий неподвижное колесо с лопатками.

7. По способу соединения с двигателем:

а) приводные, соединяемые с двигателем ремённой передачей;

б) соединяемые непосредственно с двигателем - обычно с электродвигателями или паровой турбиной.

8. По назначению:

а) водопроводные.

б) канализационные;

в) производственно-технические - для перекачивания нефти, кислот, горячей и шахтной воды;

г) землесосы, применяемые для намыва плотин и при дноуглубительных работах.

д) шламовые, применяемые в цементной и нефтяной промышленности, цветной металлургии.

9. По степени быстроходности рабочего колеса:

а) тихоходные;

б) нормальные;

в) быстроходные.

Достоинства центробежных насосов:

· компактность и простота конструкции;

· простота соединений с электродвигателем и другими силовыми установками, что повышает КПД установки;

· простота пуска и регулирования;

· плавная работа;

· экономичность в эксплуатации;

· надежность, долговечность в работе и возможность применения для перекачки любых жидкостей.

Недостатки центробежных насосов:

· низкий КПД малых насосов;

· сложность отливки рабочего колеса;

· необходимость заполнения жидкостью корпуса перед пуском.

Основным рабочим органом центробежного насоса, является свободно вращающееся внутри корпуса коле­со, насаженное на вал. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего и заднего), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вра­щения колеса. Внутренние поверх­ности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачи­ваемой жидкостью. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), нахо­дящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала, будет действовать центробежная сила, оп­ределяемая выражением:

F_и = m ²r, (1)

где - угловая скорость вала, рад/с.

Под действием этой силы жид­кость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разрежение, а в пе­риферийной его части - повышенное давление. Для обеспечения непре­рывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабоче­му колесу и отвод ее от него. Жидкость поступает через отвер­стие в переднем диске рабочего колеса (рис. 2) по всасывающему патрубку и всасывающему трубопроводу.

Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в цент­ральной области колеса (разрежение). Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спи­ральная камера (в форме улитки), куда и поступает жидкость, выбра­сываемая из рабочего колеса. Спи­ральная камера (отвод) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.

Рисунок 2 - Центробежный насос

1 - рабочее колесо; 2 - лопасть; 3 - спиральный отвод; 4 - конический диффузор; 5 - напорный трубопровод; 6 - воронка для заливки насоса или место подсоединения ва­куум-насоса; 7 - приемный обратный клапан с сеткой; 8, 9 - всасывающие трубопровод, и патрубок; 10 - диски рабочего колеса; 11 - задвижка.

Анализ уравнения (1) пока­зывает, что центробежная сила, а следовательно, и напор, развиваемый насосом, тем больше, чем больше

частота вращения и диаметр рабо­чего колеса.

В зависимости от требуемых па­раметров, назначения и условий работы в настоящее время разра­ботано большое число разнообраз­ных конструкций.

По способу соединения с двига­телем (рис. 3) центробежные насосы разде­ляются на приводные (со шкивом или редуктором), соединяемые не­посредственно с двигателями с по­мощью муфты, и моноблочные, ра­бочее колесо которых устанавливает­ся на удлиненном конце вала электродвигателя.

Рисунок 3 - Соединения насоса с двигателем

а - обычные (муфтой); б - моноблочные; в - фланцевые.

Насос называется консольным, так как рабочее колесо расположено на свешивающейся части вала - консоли. Консольные насосы типа К (ГОСТ 22247-96) предназначены для перекачивания воды (кроме мор­ской и агрессивной) с рН = 6,5 - 8, с температурой 0 - 85°С и содержа­нием твердых включений размерами до 0,2 мм, не превышающим 0,1% по массе, а также других жидкостей, подобных воде по плотности и хими­ческой активности. Насосы изготов­ляются с подачей 5 - 360 м³/ч (1,4 - 100 л/с), напором 10 - 90 м (давлением 0,1 - 0,9 МПа), КПД 50 - 84% и с допустимым кавитационным запасом 4 - 5,5 м. Коэффициент быстроходности n_s = 60 - 250. Напор на входе не более 20 м.

Насосы - горизонтальные одно­ступенчатые консольные, с односто­ронним горизонтальным подводом воды к рабочему колесу, изготов­ляются двух типов: К - с горизон­тальным валом на отдельной опор­ной стойке; КМ - с горизонтальным валом моноблочные с электродви­гателем.

Условное обозначение насоса (например, К20/30а-У2 или КМ20/30а-У2): буквы - тип насоса (К - консольный на отдельной стойке, КМ -консольный моноблочный с электродвигателем); первая цифра после букв - подача, м³/ч; вторая - напор, м; буква после цифр («а» или «б») - индекс варианта обточки рабочего колеса; по­следние буква и цифра - климатическое исполнение и категория размещения.

Корпус горизонтального односту­пенчатого консольного насоса с осевым входом жидкости (рис. 4) представляет собой чугун­ную фигурную отливку, внутренняя полость которой выполнена в виде спирали с диффузорным каналом, переходящим в напорный патрубок. Корпус насоса крепится к фланцу опорной станины четырьмя болтами. В нормальном исполнении напорный патрубок направлен вертикально вверх; в зависимости от условий эксплуатации он может быть по­вернут вокруг оси насоса на 90, 180 и 270°. Передняя крышка кор­пуса насоса (отлитая за одно целое с входным патрубком) съем­ная, что позволяет осматривать рабочие органы насоса без его демонтажа. В корпусе выполнены отверстия, закрытые пробками: в нижней части - для сливания воды из полости корпуса насоса перед длительной его остановкой или раз­боркой; в верхней части спирального отвода - для удаления воздуха из корпуса насоса перед его заливкой и присоединения трубопровода от вакуум-насоса. Крышка корпуса для увеличения ресурса работы на­соса защищена сменным уплотнительным кольцом.

Рабочее колесо (закрытого ти­па - лопасти колеса закрыты пе­редним и задним дисками) закрепле­но на валу насоса шпонкой и гай­кой. У насосов мощностью до 10 кВт устанавливают рабочие колеса, не­разгруженные от осевых усилий, а у насосов мощностью более 10 кВт - разгруженные. Разгрузка осевого давления на задний ведущий диск и снижение давления перед узлом саль­никового уплотнения вала насоса до­стигаются с помощью разгрузочных отверстий в заднем диске рабочего колеса и уплотнительного пояска на рабочем колесе со стороны узла уплотнения. У неразгруженного рабо­чего колеса осевое усилие воспри­нимается подшипниками.

Для разделения в корпусе насоса полостей низкого и высокого давле­ния

предусмотрен узел уплотнения лопастного колеса, который образован кольцевыми выступами на дис­ках колеса и защитными уплотняю­щими кольцами, установленными в передней крышке корпуса и закреп­ленными винтами. Рабочие колеса, разгруженные от осевых сил, имеют двустороннее уплотнение, осталь­ные - одностороннее (со стороны входного патрубка). Зазор в узле уплотнения не должен быть более 0,3 - 0,5 мм. Превышение этой вели­чины приводит к увеличению объем­ных потерь и снижению КПД насоса.

Вал насоса изготовляется из вы­сококачественной стали. Опорами ва­ла служат два подшипника, находя­щиеся в масляной ванне, которая размещена в опорном кронштейне. Насосы К-8/18 и К-90/20 имеют внешнюю шарикоподшипниковую опору и внутреннюю в виде бронзо­вой втулки, запрессованной в корпусе насоса. К внешней опоре подается из масленки густая смазка, внутрен­няя опора смазывается и охлажда­ется перекачиваемой жидкостью.

Для повышения ресурса насоса и предотвращения износа ва­ла в зоне узла сальникового уплот­нения на вал надета сменная защит­ная втулка (рис. 5). Все насосы типов К и КМ имеют сальник с мягкой набивкой (из промасленного хлопчатобумажного шну­ра), которая уплотняется подтягиванием гаек крышки сальника.

У насо­сов мощностью 10 кВт и выше между кольцами набивки устанавливают фонарное кольцо, соединенное ка­налом с полостью высокого давления. Тем самым обеспечивается гидро­затвор в зоне узла сальникового уплотнения вала, препятствующий прониканию воздуха в полость низко­го давления (при вакууме на входе воды в рабочее колесо насоса). У насосов мощностью до 10 кВт гид­равлическое уплотнение сальникане предусматривается. Насосы типа К поставляются комплектно с электродвигателем, муфтой и фундаментной рамой. По заявке заказчика насос может быть изготовлен со шкивом для ременной передачи. Вал насосов типов К и КМ вращается против часовой стрелки, если смотреть со стороны

а б

Рисунок 4 - Общий вид консольного насоса (а - типа К; б - типа КМ)

1 и 2 - всасывающий и нагнетательный патрубки

Рисунок 5 - Насос 2К-6

1 - спиральный канал; 2 - крышка корпуса; 3 - колесо ра­бочее; 4 - защитно-уплотняющее кольцо; 5 - вал; 6 - верхняя пробка; 7 - выходной патрубок; 8 - канал; 9 - кольцо гидроуплотнения; 10 - набивка сальника; 11 - крышка сальника; 12 - подшипник;

13 - опорный кронштейн; 14 - муфта вала; 15 - опорная станина; 16 - втулка вала;

17 - корпус; 18 - нижняя пробка.

привода.

Консольные насосы всех трех ти­пов широко применяют в городском и промышленном водоснабжении, на транспорте, в сельском хозяйстве, в водоснабжении микрорайонов и жи­лых домов, школ, больниц, а также в качестве циркуляционных насосов для подачи воды в системах горяче­го

водоснабжения и центрального отопления.

Дата добавления: 2014-12-27