Осевые насосы: Осевой насос — Википедия – устройство, принцип работы, область применения.

Осевой насос — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Axial flow pump-diagram.jpg

Осевой насос — один из двух типов динамических лопастных насосов, перемещение рабочего тела в котором происходит непрерывным потоком за счёт взаимодействия этого потока с подвижными вращающимися лопастями ротора и неподвижными лопастями корпуса. При этом переносное движение рабочего тела протекает в осевом направлении, то есть параллельно оси вращения ротора.

Предназначены, в основном, для подачи больших объёмов жидкости. Применимы как для жидкостей, так и для газов, при этом насосы для перекачивания газов обычно называют осевыми компрессорами или осевыми вентиляторами.

Работа осевых насосов основана на силовом взаимодействии лопасти с обтекающим её потоком. В осевых насосах поток жидкости параллелен оси вращения лопастного колеса. Осевой насос состоит из корпуса и свободно вращающегося в нём лопастного колеса. При вращении колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти и, следовательно, силовое взаимодействие потока с лопастным колесом. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, то есть механическую энергию. Удельное приращение энергии потока жидкости в лопастном колесе зависит от сочетания скоростей протекания потока, скорости вращения колеса, его размеров и формы, то есть от сочетания конструкции, размеров, числа оборотов и подачи насоса.

Разновидности осевых насосов:

  • пропеллерные : жестко-лопастные с лопастями, жесткозакрепленными на втулке рабочего колеса
  • поворотно-лопастные с использованием механизма для изменения угла наклона лопастей
  • Большая Советская Энциклопедия, гл. ред. А. М. Прохоров, 1969—1978, М. Советская Энциклопедия, т. 17, стр 306.

Основные области применения осевых насосов

Применяются осевые насосы для циркуляционного водоснабжения тепловых и атомных электростанций, в оросительных системах и других отраслях народного хозяйства.

принцип работы осевого насоса

Осевой насос представляет собой лопастной насос, у которого рабочее колесо 1 имеет ряд лопастей, закручивающих поток, движущейся параллельно оси (рисунок 2.1):

1 — рабочее колесо, 2 — направляющий аппарат, 3 — цилиндрический корпус.

Рисунок 2.1 –схема осевого насоса

Для выпрямления потока и направления его в напорный патрубок или на следующую ступень после рабочего колеса устанавливается направляющий аппарат 2, снабженный неподвижными лопатками. Направляющий аппарат служит для преобразования кинетической энергии вращения потока в потенциальную энергию давления.

Во втулке направляющего аппарата проходит вал насоса, на котором насажено рабочее колесо, и устанавливается подшипник.

Вся проточная часть насоса располагается в цилиндрическом корпусе 3, который по существу является продолжением трубопровода. Насос как бы настраивается в трубопровод, образуя с ним одно целое. Для вывода вала напорной части насоса придается форма отвода.

В осевом насосе поток жидкости движется параллельно оси и одновременно лопасти сообщают ему вращательное движение по окружности, на валу насоса. Так как движение жидкости в радиальном направлении отсутствует, то исключается возможность работы центробежных сил. Повышение давления происходит за счет гидродинамического воздействия лопаток на жидкость и преобразования кинетической энергии при раскручивании потока в направляющем аппарате. Таким образом, принцип действия осевого

насоса заключается в силовом взаимодействии лопастей с потоком жидкости и использовании диффузорного элемента.

3. Особенности осевых насосов

У осевых насосов поток жидкости, проходящий через рабочее колесо, направлен параллельно оси. В связи с большими размерами насосов, для которых строится насосная станция, с учётом конкретной марки насоса, вопрос о взаимозаменяемости не стоит в практическом плане.

1-ротор эл. двигателя, 2-статор эл. двигателя, 3-штуцер подачи подпорного воздуха, 6-узел уплотнения вала,

7-рабочее колесо, 8-сигнализатор протечек, 9-сборник.

Рисунок 3.1 — основные узлы насоса типа ОПВ

Несколько исполнений рабочего колеса для оптимизации КПД и производительности. Конусообразная сальниковая камера увеличивает срок службы. Возможность отсоединения привода без отключения насоса от трубопровода  в стандартном исполнении для типоразмеров с присоединениями вплоть до 914.4 мм. Осевые насосы имеют достаточно простое устройство. Их масса гораздо меньше по сравнению с центробежными конструкциями. Кроме того, эти системы вполне подходят для того, чтобы использовать их для перекачивания не совсем чистой воды. Следует также отметить, что осевые насосы допустимо устанавливать на вертикальной, горизонтальной или на наклонной поверхности.

Существуют две основных разновидности осевых насосов: жестколопастные с лопастями, закрепленными неподвижно на втулке рабочего колеса, называемые пропеллерными, и поворотно-лопастные, оборудованные механизмом для изменения угла наклона лопастей. Насосы обеих разновидностей строят обычно одноступенчатыми, реже двухступенчатыми.

Пропеллерные насосы используются в тех случаях, когда нужно получить высокую производительность при низкой величине напора. Служат для перекачки агрессивных, загрязненных и чистых сред с твердыми включениями или без них, таких как масла, сырая нефть, грязная и чистая вода и другие вещества. Прибегают к услугам данного типа насоса в очистных технологиях, например, для получения пресной воды из морской. Также этот агрегат используется в химической промышленности для перекачки различных жидкостей и веществ. Устройством пропеллерный насос очень схож с винтовыми насосами. Существует большое количество пропеллерных насосов в различном исполнении, с разным устройством и для различных видов работ. Агрегаты классифицируются по числу колес или ступеней, по способу отвода воды, по расположению вала насоса и по другим признакам. Важной и основной характеристикой рабочего колеса пропеллерных насосов и некоторых других агрегатов является коэффициент быстроходности, который обозначается как ns. То есть коэффициент ns – это количество оборотов рабочего колеса, которые он делает за минуту, при подаче определенной жидкости Q и соответствующем напоре Н. Отмечен очень низкий уровень шума. Подшипники и детали смазаны специальной долговечной консистентной смазкой, что является надежным фактом. Эти насосы очень мощны с хорошим коэффициентом полезного действия, также оптимизирована полностью

гидравлика. Корпус насоса изготовлен из прочного коррозиестойкого материала, который не чувствителен к механическому воздействию и другим различным механическим повреждениям.

Отличительной особенностью осевых насосов является — конструкция и функционирование рабочего колеса. Оно состоит из втулки, на которой укреплено несколько лопастей, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло с закрученной передней, набегающей на поток, кромкой. При перемещении профиля лопасти, вызываемого вращением рабочего колеса, в жидкости, за счет изменения скорости её течения вдоль нижней и верхней поверхности профиля, давление над профилем должно повыситься, а под профилем — понизиться. Благодаря этому создается напор насоса.

Осевой насос представляет собой литой корпус в виде отвода с двумя фланцами (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – корпус осевого насоса

В корпусе консольно на валу расположено лопастное колесо с коком (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – рабочее колесо осевого насоса

За колесом находится неподвижный направляющий аппарат (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 – направляющий аппарат осевого насоса

Вал выпущен наружу через сальник и соединен с валом фланцевого электродвигателя. Рабочее колесо осевого насоса является основной деталью, преобразующей механическую энергию электродвигателя в энергии перекачиваемой жидкости. Рабочее колесо представляет собой один из наиболее ответственных узлов, который состоит из большого числа сложных по форме и значительных по габаритам и массе деталей. Рабочее колесо имеет следующие основные части: втулку, в расточках которой установлены лопасти, верхний и нижний обтекатели. Рабочие колеса имеют от трех до шести лопастей. Колеса у моделей 06-трехлопастные, у моделей- -5 и 11-четырехлопастные, у моделей 02 – пятилопастные, а у моделей 03 и 10 – шестилопастные.

1-лопасть; 2-втулка; 3,4-обтекатели верхний и нижний

Рисунок 3. 5. Рабочее колесо осевого насоса.

Лопасть рабочего колеса находится под воздействием значительного гидравлического давления, поэтому ее форма и размеры должны быть хорошо обтекаемыми, обеспечивать оптимальные энергетические и кавитационные свойства и отвечать условиям прочности, что обеспечивает длительную и надежную работу насоса.

1-перо;2-фланец;3-цапыа;4,5-входная и выходная кромки;6,7-максимальный и минимальный развороты

Рисунок 3.6.Лопасть рабочего колеса(а) и сечения, выполненные на расчетных радиусах(б):

1-болт;2-лопасть;3-обтекатели;4-манжета;5,8-втулки;6-крестовина;7-штифт;9-рычаг;10-шток;11-шпонка;12-кольцо;14-планка;14-втулка;15-подшипник;16-палец;17-проушина;18-ограничительная шайба

Рисунок 3.7.Схема рабочего колеса с кривошипно-шатунным механизмом разворота лопастей

10-болт;2-ползун;3-втулка-камень;4-обтекатели;5-рычаг;6-кожух;7,14-шпилька;8,17,18-штифты;9,10,12-втулки цапфы;11-лопаасть;13-втулка рабочего колеса;15-верхний обтекатель;16-кольцо;19,23-балансировочные грузы,20,22-втулки ползуна,21-винт.

Рисунок 3.8. Схема рабочего колеса с кулисно-клиновым механизмом разворота лопастей

1-проушина;2-серьга;3-втулка рабочего колеса;4,5- втулки цапфы;6,14-штифты;7-лопасть;8-цапфа;9 болт;10-рычаг;11-манжета;12-шпилька;13-штанга;15-верхний обтекатель,16-крышка;17,19,20-втулки штока;18-поршень;21-крестовина;22-кольцо;23-шток;24-обтекатель;25-сливная пробка

Рисунок 3.9. Схема рабочего колеса с электрогидравлическим приводом механизма разворота лопастей

Осевые насосы — устройство и принцип работы, характеристики

Осевые насосы – устройство и принцип работы оборудования

Осевые насосы активно применяются в тех сферах, где требуется регулярная подача большого количества жидкости при малых напорах. Агрегаты этого типа отличаются простой конструкцией, высокой надежностью и устойчивостью к механическим повреждениям.

Устройство осевых насосов

Конструкция агрегатов этого типа достаточно проста. В перечень основных элементов устройства входит:

Устройство осевых насосов

  • 1 – подвод;
  • 2 – рабочее колесо;
  • 3 – лопаточный направляющий отвод;
  • 4 – корпус;
  • 5 – вал;
  • 6 – сальник;
  • 7 – обтекатель.

Проточная часть агрегата имеет форму изогнутой цилиндрической трубы. Благодаря этому вся конструкция насоса может легко поместиться внутри трубопровода. Напоминающее грибной винт рабочее колесо вращается под воздействием электрического мотора через вал. Выправляющий аппарат и подвод с обтекателем при работе остаются неподвижными. За плавный подвод рабочей жидкости к лопастям отвечает обтекатель. Сальник устанавливается в месте, где вал выходит из корпуса.

Принцип действия осевых насосов – и области их применения

Принцип действия осевых насосовВ отличие от центробежных агрегатов, жидкость в осевых насосах передвигается в осевом направлении, из-за чего оборудование и получило такое название. В оборудовании такого рода нет радиального перемещения жидкости, поэтому воздействие центробежных сил полностью исключено. Возрастание давления осуществляется исключительно благодаря преобразованию кинетической энергии в потенциальную, то есть, посредством применения диффузорного эффекта.

Однако, диффузионные эффекты, как известно, не изменяются лишь при определенных условиях. Нарушение этих условий может привести к отсоединению пограничного слоя от нижних слоев каналов между лопастями. В результате это приводит к переформированию циркулирующих потоков. В связи с этим, к производству осевых насосов всегда предъявляются гораздо более высокие требования, чем к агрегатам центробежного типа.

Среди наиболее распространенных сфер использования агрегатов можно выделить балластные системы плавучих доков, кораблей-ледоколов и подруливающие конструкции судов. Также эти насосы применяются на морских паротурбинных судах с целью перекачивания воды за бортом через главные конденсаторы. Насосное оборудование этого типа не снабжается системой сухого всасывания и имеет низкую допустимую вакуумметрическую всасывающую высоту. В связи с этим, осевые насосы устанавливаются немного ниже уровня жидкости, которую требуется перекачивать.

Осевые насосы большой подачи – характеристики и преимущества

Насосы этого типа предназначены для перекачивания пресной и морской воды в достаточно больших объемах. Они активно используются в системах водоотведения, водоснабжения и водоочистки.

Важным преимуществом таких агрегатов является возможность их использования с переменными оборотами двигателя.

Основные характеристики насосного оборудования этого типа включают:

Осевые насосы большой подачи

  • Напор – от 3 до 100 метров;
  • Производительность – от 360 до 43200 м3 за час работы;
  • Способы установки – вертикальный, горизонтальный и наклонный монтаж;
  • Защита электромотора класса IP68.

Такие насосы отличаются низким уровнем шума, малыми габаритами, способностью пропускать фракции, диаметром до 84 мм и простой установкой. Кроме того, эти осевые насосы не требуют специального обслуживания и просты в ремонте.

Осевые (пропеллерные) насосы

Устройство и принцип работы

Основными элементами конструкции осевых насосов являются:

— корпус и закрепленное на его валу рабочее колесо в форме гребного винта с лопастями.

1 — рабочее колесо, 2 — направляющий аппарат, 3 — цилиндрический корпус.

Работа осевых насосов основана на силовом взаимодействии лопасти с обтекающим ее потоком. В осевых насосах поток жидкости параллелен оси вращения лопастного колеса. Осевой насос состоит из корпуса и свободно вращающегося в нем лопастного колеса. При вращении колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти и, следовательно, силовое взаимодействие потока с лопастным колесом. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая ее давление и скорость, то есть механическую энергию. Удельное приращение энергии потока жидкости в лопастном колесе зависит от сочетания скоростей протекания потока, скорости вращения колеса, его размеров и формы, то есть от сочетания конструкции, размеров, числа оборотов и подачи насоса.

Поворотно-лопастные оснащаются устройством изменения наклона лопастей, что позволяет регулировать непрерывность подачи, а, соответственно, обеспечивать поддержание высокого уровня КПД.

Чтобы предотвратить закручивание рабочим колесом перекачиваемой жидкости, перед выходом в коленчатый отвод имеется специальный выправляющий аппарат.

Выправляющий аппарат

Область применения

Область применения осевых насосов: на тепловых и атомных электростанциях, предприятиях химического и нефтехимического комплекса в народном хозяйстве, оросительных установках в системах циркуляционного водоснабжения.

Назначение осевых насосов

Предназначены для перекачки больших объемов жидких сред под малым напором. Чаще всего их используют при подачах более 500 м3/ч при напоре 4-7 м.

Осевые насосы могут работать практически с любыми жидкими средами разных температур

нейтральными, агрессивными, чистыми или загрязненными твердыми и жидкими примесями добиваясь при этом довольно высокой производительности при не высоком уровне напора. Осевые насосы легко встраиваются в любую трубопроводную систему, благодаря конструкции проточной части, выполненной в виде изогнутой трубы цилиндрической формы. Обычно в целях предотвращения процесса кавитации (пустоты) осевые насосы погружаются ниже уровня подаваемой жидкой среды.

Все эти качества обеспечили широкое применение осевых насосов.

Пропеллерные насосы используются в тех случаях, когда нужно получить высокую производительность при низкой величине напора. 

Осевые насосы делятся на два типа:

ОВ— осевой вертикальный (горизонтальный) насос с жестко закрепленными лопастями рабочего колеса — осевое положение:

Рабочее колесо осевого насоса:

1-лопасть; 2-втулка; 3,4-обтекатели верхний и нижний

ОПВ— осевой вертикальный (горизонтальный) насос с приводом поворота лопастей рабочего колеса.

ОПВ делятся по типу механизмов лопастей:

Осевые насосы | Судовые вспомогательные механизмы и системы

Осевые насосы называются также пропеллерными или аксиальными. Они имеют осевые вход и выход жидкости и перемещают ее вдоль оси. В осевых насосах давление повышается за счет передачи лопастями колеса вращающего момента двигателя. Жидкость при этом движется по винтовой поверхности. Такие насосы широко применяются в случаях, когда необходимо обеспечить большую подачу при сравнительно малом напоре. Габаритные размеры осевых насосов меньше размеров центробежных при одинаковой подаче (особенно у насосов с большой подачей). Осевые насосы имеют одностороннее всасывание и выполняются преимущественно одноступенчатыми. На судах осевые насосы (рис. 2.31) применяют в качестве водоотливных и циркуляционных.


Рис. 2.31. Осевой насос

Пропеллер (рабочее колесо) 7 установлен в составной цилиндрической трубе, представляющей собой корпус насоса. В нижней приемной части 8 корпуса расположены направляющие ребра и аварийный патрубок 1, служащий для откачивания воды. В средней части корпуса находится внутреннее защитное кольцо 6. Верхняя напорная часть 3 корпуса выполнена разъемной в плоскости вала. Вал насоса вращается в двух подшипниках скольжения 2 с резиновыми вкладышами, смачиваемыми перекачиваемой водой.

Вал насоса изолирован от перекачиваемой жидкости обтекателем 4. Рабочее колесо 7 насажено на вал консольно. В подшипниках и сальниках на вал для большей долговечности насажены бронзовые втулки. Осевое усилие в насосе воспринимается упорным подшипником турбопривода. По выходе с рабочего колеса вода попадает на лопасти разъемного направляющего аппарата 5, где вследствие снижения скорости динамический напор преобразуется в статический.

Судовые осевые насосы отличаются от стационарных конструкцией напорной части. У последних отношение радиуса кривизны колена напорного патрубка к его диаметру принимают равным не менее 1,25, что обеспечивает минимум потерь на повороте потока в колене. В судовых условиях из-за дефицита места большой радиус кривизны напорного патрубка крайне нежелателен. Его максимальное значение принимают равным 0,6—0,7 диаметра. С целью уменьшения размеров и массы трубопроводов скорость перекачиваемой жидкости должна быть не более 2 м/с.

Для уменьшения турбулентности и создания равномерного потока жидкость, выходящая из напорной части насоса, попадает на направляющие ребра, которые разделяют напорный патрубок на две части. Наличие направляющего криволинейного ребра — специфическая особенность судовых осевых насосов. Этим достигается повышение КПД на 2—3 %, которое крайне необходимо из-за низких напоров (по сравнению со стационарными осевыми насосами).

В качестве судовых применяют осевые насосы с подачей до 1000 м3/ч и напором, не превышающим 0,08 МПа. КПД осевых судовых насосов, по данным испытаний, составляет 75—87 %.

Осевые насосы не обладают сухим всасыванием. Всасывающая способность у них настолько мала, что устанавливать их рекомендуется без всасывающего патрубка. Крупные осевые насосы в основном могут работать только с подпором. Частота вращения составляет 250—800 об/мин и не должна превышать 1500 об/мин во избежание появления сильной кавитации. Подача регулируется с помощью задвижки на нагнетательном трубопроводе или изменением угла установки лопастей.

Расчет новых насосов основан на теории подъемной силы крыла Н. Е. Жуковского. Для осевых насосов уравнение Эйлера при условии, что окружные скорости ых и и2 при входе на рабочую лопасть и выходе с нее равны, примет вид Ht∞ = (ω1 — ω2)/(2g) + (с2 — C1)/(2g). Отсюда следует, что у таких насосов статический напор (давление) в колесе создается исключительно за счет снижения относительной скорости жидкости между лопастями направляющего аппарата после колеса (поэтому они являются низконапорными насосами).

Приближенно действительный напор, создаваемый осевыми насосами, можно вычислить по формуле акад. Г. Ф. Проскуры Н = u2/(2gkн), где kн = 0,0244ns/3 — коэффициент напора при коэффициенте быстроходности, равном 500—2000.

Осевые насосы

Особенностью осевых насосов является то, что жидкость в них движется в направлении оси рабочего колеса. Осевые насосы в основном устанавливаются под залив, т.е. погружаются в жидкость, они обладают высоким КПД, конструкция их достаточно проста и компактна, единственный их минус, это слабый напор.

Хотя низкий напор не всегда является минусом, особенно когда речь идет о работе с крайне агрессивными жидкостями, отличительной особенностью осевых насосов является то, что они способны работать фактически с любыми жидкостями. Осевые насосы различаются по типу всасывания, оно может быть либо боковое, либо верхнее.  Так же осевые насосы разделяются по типам используемых подшипников, могут использоваться шариковые подшипники, конические или сферические. От размера сферы или подшипника зависит максимальный размер частицы, который может через себя пропустить насос, от высокой плотности подшипников и сфер, осевые насосы имеют слабый напор.

Область применения насосов

Осевые насосы используются в пищевой промышленности, они пропускают через себя, и фильтруют тростниковой сахар, свекольный сахар. Насосы с большим размером сфер, могут перекачивать кукурузу или рис.

Осевые насосы, часто используются чрезвычайными службами, т.к. их монтаж очень прост и быстр, эти насосы часто устанавливаются для регулирования уровня воды в местности, что была затоплена паводком или наводнением.

В химической промышленности осевые насосы часто используются в работе различных смесительных машин и кристаллизаторов,  тут низкий напор осевых насосов является неоспоримым преимуществом.

Также осевые насосы часто используются в городских коллекторах, они прокачивают воду в реактор сточных вод или же откачивают ее из реактора.

Устройство насоса

Корпус – он изготавливается из высокопрочной стали, т.к. в нем есть специальные центровочные отверстия, они уменьшают износ колеса.

Лопастное колесо – его еще называют рабочим колесом, это литая конструкция, которая крепится в центровочном отверстии к валу при помощи нескольких шайб и болтов.

Вал – устанавливается в колене насоса, но не закрепляется в нем, в закреплении нет никакой необходимости, т.к. выравнивается положение вала при помощи подшипников, то, что вал не закреплен, лишь существенно повышает его износостойкость. 

Масляная емкость – основная задача масляной емкости, обеспечение охлаждения подшипникам.

MirMarine — Осевые и вихревые насосы

Конструктивная схема и принцип действия осевого насоса

Осевые насосы относятся к группе лопастных насосов. Корпусом осевого насоса, как правило, служит изогнутая цилиндрическая труба-колено, являющаяся элементом общего трубопровода. Внутри колена между входными и выходными направляющими аппаратами располагается рабочее колесо. В отличие от центробежного насоса в осевом насосе происходят аксиальное перемещение жидкости. Принцип действия осевого насоса основан на силовом воздействии лопастного колеса на поток жидкости, в результате которого последний получает приращение кинетической энергии, преобразуемой затем в статический напор. В осевом насосе частицы жидкости не имеют радиальных перемещений.

Осевые насосы, могут иметь любую производительность, но при низких напорах (не более 20 м вод. ст.), поэтому на судах их применяют главным образом в качестве отливных средств.

На рис. 2.23 изображен продольный разрез вертикального осевого циркуляционного насоса. Насос состоит из трех основных частей: ротора, корпуса, фонаря. Ротор насоса представляет собой вал 5, на нижнем конце которого крепятся рабочее колесо 10 и сферический обтекатель 9. Вал вращается на двух подшипниках: нижнем резиновом опорном подшипнике скольжения 6, установленном в ступице направляющего аппарата 7, смазываемом забортной водой, и в верхнем радиально-упорном шарикопод-шипнике 14, расположенном в фонаре и воспринимающем осевое усилие забортного давления на ротор насоса. В месте выхода из корпуса насоса вал уплотнен набивным сальником 4.

Корпус 12 насоса бронзовый, выполнен в виде колена, рассчитан по прочности на полное забортное давление. В корпусе насоса с помощью разъемных соединений крепится литой бронзовый направляющий аппарат 7, состоящий из направляющих лопаток 11, обода и ступицы, предназначенный для устранения вращения движения воды за рабочим колесом и частичного преобразования кинетической энергии жидкости. В средней части корпуса предусмотрен люк 2 для осмотра гидравлической части и выема подшипника скольжения 6. Люк закрыт крышкой с протектором. Корпус имеет фланцы 3 и 8 для соединения с системой. Фонарь 13 насоса сварной, состоит из корпуса фонаря с ребрами жесткости, фланцев 1 для установки электродвигателя и крепления к корпусу насоса и корпуса шарикоподшипника 14. Для наблюдения за работой подшипников, муфты, сальников и ухода за ними передняя сторона корпуса фонаря открытая.

Характеристики осевых насосов

Осевые насосы — низконапорные. Применяют их там, где требуются большая подача и низкий напор. При этих условиях они конструктивно, проще центробежных и имеют лучшие массовые и габаритные показатели. Осевые насосы не обладают свойством сухого всасывания. Их недостатком также является ограниченная высота всасывания. Некоторые марки осевых насосов работают только с подпором. На кораблях осевые насосы применяют как циркуляционные для перекачивания забортной воды через различного рода теплообменные аппараты (главный и вспомогательный конденсаторы и др.). Между основными параметрами осевых насосов — напором Н, к.п.д. ɳ, мощностью N и подачей Q — существуют внутренние зависимости.

Типовые характеристики H = f1(Q), η = f2(Q), W = f 3(Q)осевого насоса представлены на рис. 2.25. Как следует из графиков, напорно-расходная характеристика осевого насоса в отличие от центробежных насосов падает круче. К.п.д. насоса растет практически линейно с увеличением подачи до номинальной и имеет наибольшую величину при номинальной подаче. С увеличением подачи больше номинальной к.п.д. уменьшается. Осевой насос в отличие от центробежного потребляет большую мощность при малых подачах. С увеличением подачи потребляемая мощность уменьшается. Вследствие этого регулируют подачу осевого насоса, изменяя частоту вращения или поворачивая лопасти насоса. Регулировать подачу осевого насоса дросселированием с экономической точки зрения нецелесообразно.

Особенностью характеристик осевого насоса является наличие перегиба графиков H = f(Q) и N = f(Q) при подаче 30-50% номинальной. В области перегиба насос работает неустойчиво, вибрирует, напор насоса колеблется, поэтому подачу осевых насосов регулируют в диапазоне подач, больших, чем подачи, соответствующие перегибу.

Особенности обслуживания осевых насосов

Осевые насосы относятся к группе лопастных насосов. Они обладают преимуществами и недостатками, присущими всем лопастным насосам, и требуют принципиально сходного обслуживания с центробежными насосами. Конкретное обслуживание каждого насоса зависит от условий его работы и проводится в строгом соответствии с инструкциями по обслуживанию. Основными, общими с центробежными насосами особенностями работы осевых насосов являются отсутствие способности к сухому всасыванию и повышенные требования к условиям надежного всасывания. В отличие от центробежных насосов осевые насосы потребляют наибольшую мощность при холостом ходе. Поэтому осевые насосы пускают при открытых приемном и отливном клапанах.

Перед пуском осевого насоса проводят его внешний осмотр. При осмотре проверяют крепление фланцев, состояние прокладок, наличие смазки в местах, где она должна быть, состояние сальниковых уплотнений, исправность и подключение приборов, состояние привода, его систем и устройств. После осмотра насос проворачивают вручную, проверяют, свободно ли вращается ротор насоса и привода (проворачивают вручную только те насосы, инструкции к которым предусматривают такой способ про верки исправности насоса). Убедившись в исправности насоса и его привода, проверяют состояние и работу арматуры системы: управление золотниками (клапанами), состояние уплотнения сальников штоков клапанов, захлопок. Система перед пуском должна быть заполнена водой, приемный и отливной клапаны (захлопки) должны, быть открыты.

Произведя пуск, наблюдают за показаниями контрольно-измерительных приборов, внимательно следят за работой насоса: температурой подшипника, корпуса привода и насоса, отсутствием посторонних шумов. Остановку насоса осуществляют при открытых клапанах (захлопках). После остановки насоса клапаны (захлопки) закрывают, систему, насос и привод приводят в исходное положение.

Вихревые насосы

Вихревые насосы относятся к группе лопастных насосов, они применяются при малой производительности и большом напоре. Действие их, как и центробежных, основано на передаче энергии от лопастей к потоку жидкости.

Принципиальная схема конструкции вихревого насоса показана на рис. 2.26. Он состоит из корпуса 2, в котором размещается рабочее колесо 8, жестко закрепленное на валу 7. Колесо представляет собой диск с выфрезерованными с обоих торцов радиальными лопатками 6, разделенными с обоих сторон перегородкой 5. Корпус насоса снабжен всасывающими 3 и нагнетательными 1 патрубками. Стенки его прилегают к торцевым поверхностям рабочего колеса с малыми осевыми зазорами (не более 0,2-0,3 мм). Периферийная часть колеса, на которой находятся лопатки, располагается в кольцевом канале 4, образованном корпусом насоса. Канал заканчивается нагнетательным патрубком. Для входа жидкости в межлопаточные каналы в стенке корпуса сделано окно 10, расположенное в самом начале кольцевого канала. Начало этого канала и напорный патрубок отделены перемычкой 9, причем радиальный зазор в области ее допускается не более 0,2 мм.

Жидкость поступает в насос через всасывающий патрубок 3 и далее через окно 10 направляется к основаниям радиальных лопаток.

При вращении рабочего колеса в межлопаточныч каналах ей сообщается механическая энергия. Выходит жидкость из насоса через нагнетательный патрубок.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние опять попадает в межлопаточное пространство, где снова получает приращение механической энергии. Таким образом, в корпусе работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого он и получил название вихревого. Многократность приращения энергии частиц жидкости приводит к тому, что вихревой насос при прочих равных условиях создает напор значительно больший, чем центробежный.

Вихревые насосы (единственные из лопастных) обладают высокой всасывающей способностью и даже свойством сухого всасывания. Ступень вихревого насоса при сравнимых условиях имеет напор, в 2-4 раза превышающий напор ступени центробежного.

Литература

Вспомогательные механизмы и судовые системы. Э. В. КОРНИЛОВ, П. В. БОЙКО, Э. И. ГОЛОФАСТОВ (2009)

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.