Центробежные насосы консольного типа К широко применяют при перекачке чистой холодной воды в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и пр.
Они представляют собой одноступенчатые горизонталь¬ные насосы, с односторонним входом воды на колесо с подачей от 4,5 до 360 м5/ч iipw напорах от 9 до 90 м.
Консольные насосы (рис. 17) состоят из корпуса 2. крышки корпуса 1, рабочего колеса 3, вала 7 п опорной стойки 8. Рабочее колесо 3 с односторонним входом крепится на конце (консоли) вала 7 при помощи гайки и шпонки. Подводящий канал насоса, выполненный в крышке корпуса /, имеет вид прямоосного конфузора, обеспечивающего осевой вход жидкости на рабочее колесо. Вода, выброшенная из рабочего колеса, отводится по спиральному каналу (улитке) корпуса. Выход воды из "напорного патрубка в напорный трубопровод расположен под углом 90° к оси подвода и может быть повернут соответственно (рис. 18) на 90, !80 и 270°, в зависимости от крепления спирального корпуса шпильками к опорной стойке.
В опорной стойке при помощи распорной трубы н двух крышек закреплены шарикоподшипники 9 и J0,v.o-
которые служат опорой для вала и фиксируют положение относительно оси так, чтобы колесо при вращении не касалось стенок корпуса. Смазка подшипников жидкая. Бысота стояния масла в ванне контролируется масло-указателем.
Для уменьшения обратной (щелевой) утечки жидкости из отводящего канала во входное отверстие рабочего колеса (через пространство между передним его диском и стенкой корпуса) под влиянием разности давления р2 и pi применяют простейшую конструкцию плоского кольцевого уплотнения 13 у входа на рабочее колесо насоса.
Для разгрузки рабочего колеса от осевого давления с наружной стороны заднего диска // устраивают кольцевое уплотнение и разгрузочные отверстия 12 во втулке колеса. При отсутствии разгрузочных отверстий в рабочем колесе небольших насосоз добавочное уплотнение не применяется, и осевое давление воспринимается подшипниками, С устройством кольцевых уплотнений можно ознакомиться при рассмотрении деталей центробежных насосов.
Для плотного закрытия зазора между корпусом я валом (в месте его выхода наружу) устраивают сальниковое уплотнение, состоящее из корпуса сальника 4, крышки 6, хлопчатобумажной набивки 5,
При наличии разгрузочных отверстий в рабочем ко¬лесе, давление перед сальником снижается до значения, близкого к давлению со стороны всасывания p]t поэтому для предотвращения подсоса воздуха через сальник в середине его набивки размещают кольцо гидравлического уплотнения, к которому подводится вода из напорной части корпуса*. Подвод воды осуществляется по каналу в стенке корпуса или по особой наружной трубке.
Центробежные вертикальные насосы (ГОСТ 19740—74) по конструкции напоминают горизонтальный консольный насос, поставленный вертикально, и предназначены для работы в сельском хозяйстве (орошение), энергетике и пр. Выпускают их 14 типоразмеров с подачей ог 1 до 35 м3/с, напором 22—110 м и кавптациопным за¬пасом 8—12 м.
Основные детали насоса (рис. 19): рабочее колесо, пал и корпус. Рабочее колесо (стальное у насосов 28В-12, 32В"-12 и чугунное у 36В-12) с осевым входом
крепится к валу фланцевым соединением. Вал стальной кованый, около подшипника и сальника защищен электронаплавкой из нержавеющей стали.
Корпус стальной из углеродистой стали, спиральный с верхней крышкой (у насосов 28В-12 две чугунные крышки — верхняя и нижняя). Корпус насосов S2B 11 и 72В-22 с двухзавитковым спиральным отводом, а у насосов 82В-17— с трехзавитковым, разделенным перегородками для увеличения жесткости корпуса и снижения нагрузки на вал и подшипник от радиальных усилий. Корпус насоса опирается на столбчатые фундаменты двумя лайами и крепится анкерными болтами. Насосы 52В, 70В и 82В после установки и выверки осей зали¬вают бетоном до середины корпуса.
Входной патрубок насоса 28В-12 отлит вместе с ниж¬ней крышкой и направлен вниз. Вода обычно подводит¬ся по металлическим всасывающим трубам, а у насоcoв марок 52В-11 и до S2B-17— по бетонной коленчатой всасывающей трубе, присоединенной к корпусу насоса закладным кольцом с сальниковым устройством.
На верхней крышке корпуса крепится направляющий подшипник и сальникопоо уплотнение. Для защиты сальника от нагрева подводится чистая вода. Подшипники лигкофолевые смазывают чистой водой с расходом 0.5—1 л/с и напором на 7—10 м выше рабочего.
Уплотнение рабочих колес (щелевое) из стального защитного кольца, прикрепленного к колесу, и чугунно¬го уплотняющего кольца, прикрепленного к корпусу насоса (у насоса 28В-12 к нижней крышке). Щелевое уплотнение колеса можно ремонтировать без разборки насоса, так как крышка и переходной патрубок съемные.
Соединение валов вертикальных насосов и двигателей — жесткое фланцевое. Фланцы откованы за одно целое с валами.
Осевые усилиями масса ротора воспринимаются пятой электродвигателя.
Насосы одноступенчатые с двухсторонним входом воды на колесо (Д) состоят из корпуса 1, крышки корпуса 8 и рабочего колеса 12. Колесо сидит на валу между двумя защитными втулками 18 и закреплено шпон¬кой (рис. 20). Втулки защищают вал от износа и за¬креплены на нем при ттомощи резьбы. Рабочее колесо—■ двухстороннего входа, поэтому оно разгружено от осе-пых усилии. Небольшие осевые усилия, возникающие при неравномерном износе уплотннтельных колец в процессе эксплуатации или по другим причинам, воспринимаются радиалыщупорным подшипником, а у рассматриваемого ласоса — радиальным шариковым подшипником.
Сальники состоят ия корпуса, крышки 4, сальниковой набивки 5, кольца гидравлического уплотнения 6 и грундбуксы 13. Торцовая поверхность грундбуксы служит опорой для сальниковой набивки. Подтяжка сальника производится нажимной крышкой 4. Гидравлическое уплотнение осуществляется под напором воды, под¬водимой по трубкам 7 и 14 из отверстий 15 в крышке корпуса.
Опорами для вала служат радиалыюопорные шари-коподшипники 2 и 16, расположенные на кронштейнах корпуса /. Смазка шарикоподшипников густая. У более крупных насосов типа Д применяются подшипники скользящего трения с жидкой кольцевой смазкой.
Охлаждение подшипников водяное —через камеры 17. Вращение
вала — против часовой стрелки, если смотреть < со стороны привода,
при этом входной патрубок насоса, должен быть расположен с левой
стороны. ■
Рабочие колеса насосов типа Д имеют лабиринтное|
уплотнение с одним зубом. Уплотняющий зазор выполнен между двумя
уплотняющими кольцами 9 и 10, одно] из которых —неподвижное, закреплено в
корпусе, ai другое подвижное, закреплено на рабочем колесе входа.
Насосы
типа Д в отличие от насосов К имеют полу-; спиральный подход и
спиральный отвод. Разъем корпуса —горизонтальный —вдоль пала
(рис. 21), причем напорный и всасывающий трубопроводы подсоединяются
к нижней части корпуса. Такая конструкция обеспечивает вскрытие,
осмотр, ремонт, замену отдельных де- ■ талей или всего ротора без
демонтажа трубопроводов и отсоединения электро-двигателя. Для этого
нужно только спять крышку насоса. В верх¬ней части крышки насоса имеется
отверстие, закрытое пробкой, которое служит для присоединения трубки
вакуум-насоса.
Насосы с двухсторонним входом имеют большую высоту
всасывания, чем насосы с односторонним входом, поэтому они нашли
широкое применение в орошении и осушении,
Многоступенчатые насосы
выпускают трех типов: МС; М и МД. На рисунке 22 показан насос типа МС —
секционный пяти-ступенчатый насос «Комсомолец», который состоит из
всасывающей 6, четырех промежуточных 4 и напорной 3 секций, стянутых
болтами 5. За рабочими колесами, закрепленными на палу шпонками,
находятся направляющие аппараты, отлитые вместе с корпусами секций и
служащие отводами. Подвод пер¬вой ступени кольцевой. Осевое давление
воспринимается гидравлической пятой /. Вода, прошедшая через за-мр пяты,
отводится по трубе 2 во всасывающую секцию насоса. Для предотвращения
подсоса воздуха шгутрь насоса сальник всасывающей секции имеет
гидравлический затвор, вода к которому подводится из отчода первой
ступени по каналу 7, просверленному в ребре всасывающей секции. Вал
вращается п подшипниках скользящего трения, расположенных в консолях
крайних секций. Подшипники имеют вкладыши с баббитовой заливкой.
Смазка подшипников — кольцевая.
Торцовый разъем корпуса и
однотипность секций позволяют выпускать серии компактных насосов с
раз-личным числом секций (и разными напорами). Но такая конструкция
требует полной разборки насоса и от-Уединения пытающегося и напорного
трубопроводов, то есть длительной остановки всего агрегата для
ос-л:г>тра и ремонта.
Насосы
типа fclC имеют меньший к. п. д. по сравнению с другими типами, так как
применяемые в них способы разгрузки осевых усилий (гидравлическая пята,
разгрузочные отверстия и т. п.) связаны с дополнительной утечкой
жидкости, а следовательно, и снижением их объемного к. п. д.
Многоступенчатые
спиральные насосы типа М и МД .характеризуются хорошими гидравлическими
и эксплуатационными качествами и высоким к. п. д., но имеют большие
габариты и стоимость, сложны в изготовлении. Поэтому применение их в
сельском хозяйстве ограничено.
У многоступенчатых спиральных насосов
типа М все рабочие колеса имеют односторонний вход. Для уравновешивания
осевого давления их устанавливают на валу парами, с противоположным
расположением входных отверстий,
У многоступенчатых спиральных
насосов типа МД рабочее колесо первой ступени устроено с двухсторонним
входом, а остальные — с односторонним. Это делается для увеличения
всасывающей способности насоса, что очень важно при перекачке, например,
горячей воды. Используют их в основном для питания прямо-точных котлов
на тепловых электростанциях.
В оросительных системах с закрытой сетью
часто находят применение многоступенчатые насосы марки 3B-rfHXi, где 3 —
условное обозначение конструкции насоса; В — водяной; da — диаметр
напорного патрубка, мм; I — число рабочих колес насоса.
Выпускают
насосы в исполнениях ЗВ-200Х4 (четы-ре рабочих колеса, подача 120 л/с,
напор 206 м) и ЗВ-200Х2 (два рабочих колеса, подача 120 л/с, напор 106
м).
Число ступеней у таких насосов обязательно паркое. В пределах
парных ступеней вода перетекает с одного колеса на другое по внутренним
каналам, отлитыми в корпусе, а на соседнюю пару — по наружной трубе.
Скважинные
центробежные насосы — секционные •многоступенчатые погружные насосы,
приспособленные для подъема воды из буровых колодцев (скважин) и
Устанавливаемые в них уровень под динамический. Выпускаются они только в
полном установочном комплекте с электродвигателем, в виде специальных
скважинных Насосных агрегатов.
В настоящее время
заводы такие агрегаты изготавают двух видов: скважинные насосные
агрегаты uo-ij лупогружяого нсгюлнснЕгя и скважиниые насосные агрегаты
погружного исполнения.
Скважиниые насосные агрегаты и о д у -1
погружного исполнения —■ это комплект из поJ гружиого скважинного
насоса, соединенного трансмис-| снонным палом с электродвигателем,
расположенный на дневной поверхности скважины. Выпускают их трех! марок:
АТН {Л — артезианский,'! — турбинный, Н — на-1 сое), А (А —
артезианский) и ЦТВ (Ц — центробежный,? Т — с трансмиссионным валом, В
—водяной).
Артезианские насосы АТН — это скважин-J иие агрегаты с
трансмиссионным валом и тред размеров: 8, 10 и 14 (условный
внутренний диаметр скважины).
Например, насос ATH-14-L-6: АТН —
артезианский трансмиссионным валом, 14 — минимальный условный диаметр
скважины (внутренний диаметр обсадных труб (мм), уменьшенный а 25 раз,
допускающий размещений в нем агрегата); 1— порядковый номер модели
насоса| 6 — число рабочих колес (секций).
Скважинный насосный
агрегат с трансмиссионные валом марки ATH-8-I-22 состоит из
рабочего узла собственного насоса, напорного трубопровода с
расположенных в нем трансмиссионным валом и приводящего узла,
состоящего из станины и электродвигателе (рис. 23).
Рабочий
узел дли насос по конструкции относится группе центробежных
многоколесных секционных нaсосов в скважном исполнении. Корпус его
сборный отдельных чугунных секций, соединенных шпильками внутри
которого расположен вал с насаженными на нег рабочими колесами.
Каждая
секция — это лопаточный полуосевой ствол отлитый вместе с лопатками
направляющего аппарат! насоса. Секционная конструкция позволяет
довольно просто изменять число ступеней п насосо, а следовательно, и
его напор.
Рабочие колеса обычно закрытые и лчагоиалыше В
диагональных рабочих колесах вода движется noд утлом 45° к оси, что
ПОЗВОЛЯЕТ уменьшить наружный диаметр насоса при использовании его п
скважинах ма-] лого диаметра.
Опорами вала служат подшипники, резиновые! втулки которых укреплены в гнездах направляющего аппарата. Втул-1 ки имеют внутри долевые канавки для смазки| и охлаждения их трущихся поверхностей вала. По этим канавкам ; водой ВЫНОСЯТСЯ попавшие В ПОДШИПНИКИ ЧЕСТИ- ■
цы песка. Шейки вала в' местах соприкасания с; резиновыми втулками, хромированы.
Напорный трубопровод собирается из отдедьпых секций, соединяемых фланцами. Внутри трубопровода проходит трансмиссионный приводной вал, передающий вращение от элект3
родвнгателя к насосу. В стыках секций напорного трубопровода располагаются чугунные кронштейны с змшым направляющими подшипниками приводного вала Осевые канавки на внутренней поверхности вкл дыша служат для прохода воды и смазывания шеяк
"^Приводной вал монтируют также из отдельных секций соединяемых муфтами с левой резьбой, поэтому на сое вращается вправо. Шейки валов хромируются для предохранения их от износа и коррозия.
Опорная станина служит опорой для электродвигателя и всей насосной установки. Она представляет со¬бой чугунную отливку Б виде усеченного корпуса с квадратным основанием и с коленом, к которому крепятся трубопроводы: напорный, входящий из скважины и от-водящий воду к потребителю. В станине размещаются и подшипники, воспринимающие осевые усилия. В верхней части колона имеется сальник для уплотнения выхода приводного вала и трубка для подвода воды, смачивающей резиновые подшипники перед пуском насоса. В процессе работы подшипники смазываются перекачиваемой жидкостью.
Электрические двигатели агрегатов АТН (рис. 24) характеризуются следующими особенностями:
1. Для восприятия гидравлических усилий (в. том числе и осевого давления) и веса вращающихся деталей агрегата в электродвигателе установлен радиально-упорный подшипник.
2. Вал электродвигателя выполнен полым для про¬хода трансмиссионного вала к регулировочной гзйкс. С помощью гайки, опирающейся на муфту стопорного устройства, регулируются.зазоры между рабочим колесом и направляющим аппаратом насоса.
3. В верхнюю часть электродвигателя вмонтировано стопорное устройство (храпового типа), не допускающее вращения ротора двигателя з обратном направлении.
Скважин и ы с насосные агрегаты типа НТВ несколько отличаются от ЛТН, Рабочие колеса агрегатов выполняют с радиальным и диагональным движением воды. Лопаточный отвод.— стальной. Вертикальные осевые усилия в насосе (вес ротора, вала, рабочего. колеса и давления воды) воспринимаются шариковой пятой, расположенной п опорной станине, под Двигателем, У скважинных агрегатов ЦТВ 10 и ЦТВ \2 возможен привод от дизеля с горизонтальным валом и карданной передачей через конический редуктор, находящийся па опорной станине.
Все рассмотренные насосные агрегаты (ЛТН и ЦТВ) предназначены для подачи не агрессивной воды, содержащей до 0,1% для ЦТВ и до 0,5% для АТН по массе твердых механических примесей.
Скважинный насосный! агрегат в погружном и в исполнении (рис. 25) представляет комплектный агрегат, ^f стоящий из скважинного секционного центробежного насоса Г электродвигателя и водоподъемных труб, удерживающих Hacocнный агрегат в скважине в подвешенном состоянии. Энергия электродвигателю, расположен^ ному в скважине ниже насоса| подводится сверху по специальному кабелю. Входное для воды отверстие насоса находится между двигателями и насосами защищено сеткой.
Насосный агрегат, подвешенаный в скважине на колонне водоподъемных труб, опускают воду на такую глубину, чтобы верхний фланец клапанной f робки находился ниже динамического уровня не менее чем н| 1,5 м. Днище электродвигателя должно находиться выше фильтра скважины не менее чем на L м.
Насосные агрегаты погружного исполнения объединены единую серию с обозначение*
ЭЦВ (Э — электродвигатель погружного типа, Ц—центробежный, В—для подачи воды).
На рисунке 26 представлен скважинный погружной насос ЭЦВ6-10-80: Э — электрический, Ц — центробежный, В — водоподъемный агрегат погружного исполнения, 6 — минимальный для этого насоса диаметр рабе чей колонны обсадиых труб (мм), уменьшенный в 25раз
10 — подача, м3/ч, 80 — напор, м. Его рабочие органы (рабочие колеса и направляющие аппараты), защитные цилиндры, пробки, изолирующие кольца и другие де¬тали выполнены из пластмассы. Радиальные подшипники и подпятники резинометалличеекие.
Радиальные и упорные подшипники насоса смазываются водой, откачиваются из скважины, а подшипники' двигателя (рис. 27)— чистой водой, заливаемой в полость его корпуса через пробку 15 перед опусканием в-а скважину.
Электродвигатель типа ПЭДВ состоит из статора,"; ротора, подшипниковых щитков, пяты, подпятника диафрагмы. Корпус статора представляет стальную тру- j бу 1, в которую запрессован пакет статора 2, набранный из листов электротехнической стали. Ротор состоит из вала 21 с напрессованным пакетом 3 такой же] электротехнической стали. Подшипниковые щиты 6 Hj 34 — литые, чугунные, в корпус которых запрессовань М резипомсталлические втулки 35 подшипников,
Пята 16 и подпятник 8 — элементы упорного подшипника, воспринимают осевые усилия. Диафрагма 9, j установленная в днище 12 двигателя, уравновешивает •. перепад давлений между внутренней полостью электро- s двигателя и окружающей средой, который возникает от j расширения воды, находящейся в корпусе двигателя,' нагревающейся во время работы.
Герметизация двигателя от перекачиваемой воды; обеспечивается резиновыми кольцами 17 и 23, манжетами 25 и диафрагмой 9. Для защиты внутренней полости двигателя от попадания механических примесей перекачиваемой воды служит песко сбрасыватель 26.i При нормальной работе насоса его головка 5 должна! быть заглублена в воду под динамический уровень на 1 — 1,5 м.