Устройство и принцип действия центробежных насосов. Центробежный насос. Конструкция рабочего колеса и векторная диаграмма скоростей

   2.Устройство и принцип действия

                   центробежных насосов

В центробежном насосе передача энергии жидкости осуществляется от лопаток рабочих колес, вращающихся в корпусе насоса. Жидкость поступает в межлопастные пространства колеса по всасывающей трубе из водосборника, увлекается колесом во вращение, вследствие чего каждая частица жидкости, имеющая массу т и находящаяся на расстоянии R от оси вращения, подвергается действию центробежной силы, определяемой выражением

где n — угловая скорость вращения вала.

Действием именно этой силы обусловливается подача жидкости центробежным насосом.

Основными частями центробежного насоса (рис. 21-1,а) являются корпус и вращающийся в нем ротор, представляющий собой одно или ряд рабочих колес, установленных последовательно на одном валу. В последнем случае жидкость поступает из предыдущего колеса в последующее по направляющим каналам.

На валу насоса может быть установлено и одно рабочее колесо, в этом случае насос называется одноколесным или одноступенчатым. Такие насосы относятся к группе низконапорных, в которых развивается напор обычно не более 100 м вод. ст. (9,8- 10⁶  н/м² ).

Каждое колесо увеличивает давление на одно и то же число единиц измерения, причем число колес на одном валу центробежного насоса обычно не превышает двенадцати.

Рабочее колесо (рис. 21-1,6) состоит из диска и крышки, между которыми расположены лопатки, образующие каналы для протека-ния перекачиваемой жидкости. На этом рисунке нанесены векторы скоростей и углы лопаток a и b.

Рис. 21-1. Центробежный насос (а),

конструкция рабочего колеса и векторная

 диаграмма скоростей(б).

Рис. 21-2, Центробежный насос с двухсторонним всасом:

а) двухколесный: 6) с одним рабочим колесом: 1, 15 — корпус подшипника; 2 — вал; 3 — ?рунд-букса сальника; 4 — сальниковая кабинка: 5 — гидроуплотнение сальника; 6, 12. 13 — трубки гидроуплотнению сальника; 7 — верхняя часть корпуса насоса: 8 — регулировочное кольцо; 9— уплотнительное кольцо: 10 — рабочее колесо: II — опорная втулки сальника; 14 — Опорная втулки рабочего Ko.iecа; 16 — установочный шуруп: 17. 18. 19 — нижняя часть корпуса насоса: 20 ~ упорное кольцо

Типовая схема установок с центробежным насосом показана на рис. 21-3.

Если в поршневом насосе развиваемое давление лимитировалось только прочностью конструкции и мощностью двигателя, то в центробежных насосах предельно достигаемое давление лимитируется числом рабочих колес на одном валу и числом оборотов вала насоса

Рис. 21-2, Центробежный насос с двухсторонним всасом:

Число рабочих колес на одном валу большее, чем 10-12, требует большую длину вала, что вызывает недопустимые прогибы и биения при вращении. Число оборотов лимитируется условиями прочности материала рабочих колес на разрыв пол действием центро бежной силы. Таким образом, центробежные насосы предпочтительнее применять для больших расходов жидкости при сравнительно небольших требуемых напорах. Поршневые насосы, как это указывалось выше, эффективнее в применении при малых производитель-ностях, но высоких напорах. Сопоставляя центробежные насосы с поршневыми по другим показателям, следует отметить, что многие из них подчеркивают преимущество центробежных насосов. Они более просты в изготовлении и эксплуатации, требуют меньше металла и менее тщательной обработки поверхностей, в них нет клапанов, возвратно-поступательно движущихся частей и привода с редукцией числа оборотов.

Центробежные насосы по принципу действия и по современному конструктивному выполнению наиболее удовлетворяют возможности автоматизации их работы, чем поршневые насосы. Имеются целые насосные