Насосы и насосные станции

Раздел: Техника. Производство

Центробежные насосы консольного типа К широко применяют при перекачке чистой холодной воды в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и пр.

Они представляют собой одноступенчатые горизонтальные насосьг, с односторонним входом воды на колесо с подачей от 4,5 до 360 м3/ч при напорах от 9 до 90 м.

Консольные насосы ( 17) состоят из корпуса 2, крышки корпуса 1, рабочего колеса 3, вала 7 и опорной стойки 8. Рабочее колесо 3 с односторонним входом крепится на конце (консоли) зала 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 напорпый трубопровод расположен под углом 90° к оси подвода и может быть повернут соответственно ( 18) на 90, 180 и 270°, в зависимости от крепления спирального корпуса шпильками к опорной стойке.

В опорной стойке при помощи распорной труби н двух крышек закреплены шарикоподшипники 9 и 10, которые служат опорой для вала и фиксируют Положение относительно оси так, чтобы колесо при вращении не касалось стенок корпуса. Смазка подшипников жидкая. Нысота 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 11 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 и 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 колесе давление перед салыгиком 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 корпус^. 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 от 1 до 35 м3/с, напором 22—110 м и кавптациопным запасом 8—12 м.

Основные детали насоса ( 19): рабочее колесо, вал и корпус. Рабочее колесо (стальное у насосов 28B-I2, 32В-12 и чугунное у 36В-12) с осевым входом крепится к валу фланцевым соединением. Вал стальной кованый, около подшипника и сальника защщцен электронаплавкой из нержавеющей стали.

Корпус стальной из углеродистой стали, спиральпый с верхней крышкой (у насосов 28В-12 две чугунные крышки — верхняя и нижняя). Корпус насосов 5213 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 заливают бетоном до середины корпуса.

Входной патрубок насоса 28В-12 отлит вместе с нижней крышкой и направлен вниз. Вода обычно подводится по металлическим всасывающим трубам, а у насосов марок 52В-11 и до 82В-17— по бетонной колеичатой всасывающей трубе, присоединенной к корпусу насоса закладным кольцом с сальниковым устройством.

На верхней крышке корпуса крепится направляющий подшипник и сальниковое уплотнение. Для защиты тальника от нагрева подводится чистая вода. Подшипники лигкофолевьге 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 чугунного 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 усилия'и 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 шпонкой ( 20). Втулки защищают вал от износа и закреплены на нем при помощи резьбы. Рабочее колесо — двухстороннего входа, поэтому оно разгружено от осевых усилий. Небольшие осевые усилия, возникающие при неравномерном износе уплотнительных колец в процессе эксплуатации или по другим причинам, воспринимаются радиально-упорным подшипником, а у рассматриваемого насоса — радиальным шариковым подшипником.

Сальники состоят из корпуса, крышки 4, сальниковой набивки S, кольца гидравлического уплотнения в и грундбуксы 13. Торцовая поверхность грундбуксьг служит опорой для сальниковой набивки. Подтяжка сальника производится нажимной крышкой 4. Гидравлическое уплотнение осуществляется под напором воды, подводимой по трубкам 7 и 14 из отверстий 15 в крышке корпуса.

Опорами для вала служат радиальпо-опорные шарикоподшипники 2 и 16, расположенные на кронштейнах корпуса 1. Смазка шарикоподшипников густая. У более крупных насосов типа Д применяются подшиппики 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, а другое—подвижное, закреплено на рабочем колесе у входа.

Насосы типа Д в отлнчне от насосов К имеют полу- спиральпый подвод и спиральный отвод. Разъем корпуса— горизонтальный—вдоль вала (рнс. 21), причем напорный и всасывающий трубопроводы подсоединяются к нижней части корпуса. Такая конструкция обеспечивает вскрытие, осмотр, ремент, замену отдельных деталей или всего ротора без демонтажа трубопроводов и отсоединения электродвигателя. Для этого НУЖНО только спять крышку насоса. В верхней части крышки насоса имеется отпер- стне, 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 пятиступенчатый насос «Комсомолец», который состоит из всасывающей 6, четырех промежуточных 4 и напорной 3 секций, стянутых болтами 5. За рабочими колесами, закрепленными на валу шпонками, находятся направляющие аппараты, отлитые вместе с корпусами секций и служащие отводами. Подвод первой ступени кольцевой. Осевое давление воспринимается гидравлической пятой 1. Вода, прошедшая через зазор пяты, отводится по трубе 2 во всасывающую секцию насоса. Для предотвращения подсоса воздуха внутрь насоса сальник всасывающей секции имеет гидравлический затвор, вода к которому подводится из отвода 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 различным числом секций (и разными напорами). Но та- кая конструкция требует полной разборки насоса и отсоединения всасывающего и напорного трубопроводов, та есть длительной остановки всего агрегата для осмотра и ремонта.

Насосы типа имеют меньший к. п. д. 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 прямоточных 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 (четыре 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 водьг 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 аремя заводы такие агрегаты изготавливают двух ипдои: екважинные насосные агрегаты полупогружного исполнения- и скважиниые насосные агрегаты погружного исполнения.

Скважиниые насосные агрегаты иолу- погружного исполнения — это комплект из по- гружиого скважипного насоса, соединенного трансмиссионным палом с электродвигателем, расположенным, на дневной поверхности скважины. Выпускают их трех марок: АТН {Л —артезианский, Т — турбинный, Н — насос), А (А — артезианский) и ЦТВ (Ц — центробежный, Г — с трансмиссионным валом, В —водяной).

Артезианские насосы АТН — это скважин 1;ые агрегаты с трансмиссионным валом и трех типа, размеров: 8, 10 и 14 (условный внутренний диамет скважины).

Например, насос ATH-14-L-6: АТН — артезианский трансмиссионным валом, 14— минимальный условны диаметр скважины (внутренний диаметр обсадных тру (мм), уменьшенный а 25 раз, допускающий размещени в нем агрегата); 1—порядковый номер модели насоса 6 — число рабочих колес (секций).

Скважрщный насосный агрегат с трансмиссионкы валом марки АТН-8-1-22 состоит из рабочего узла собственно насоса, напорного трубопровода с распола жепными в нем трансмиссионным валом и приводног' узла, состоящего из етапияы и электродвигахед ( 23).

Рабочий узел дли iracoc по конструкции относится группе центробежных многоколесных секционных nacq сов в скважинном исполнении. Корпус его сборный и- отдельных чугунных секций, соединенных шпилькам внутри которого расположен вал с насаженными на нег рабочими колесами.

Каждая секция — это лопаточный полуосевой отво ' отлитый вместе с лопатками направляющего аппарат насоса. Секционная конструкция позволяет довольи просто изменять число ступеней в насосе, а следова телъно, и его напор.

Рабочие колеса обычно закрытые и днягональпы В диагональных рабочих колесах вода движется по утлом 45° к оси, что позволяет уменьшить ггаружкы диаметр насоса при использовании его п скважинах ма лого диаметра.

Приводной вал монтируют также из отдельных сек| ций, соединяемых муфтами с левой резьбой, поэтому на^ сос вращается вправо. Шейки валов хромируются для предохранения их от износа и коррозия.

Опорная станина служит опорой для электродвигателя и всей насосной установки. Она представляет собой чугунную отливку б виде усеченного корпуса с квадратным основанием и с коленом, к которому крепятся трубопроводы: напорный, входящий из скважины я отводящий воду к потребителю. В станине размещаются ц подшипники, воспринимающие осевые усилия.

В верхней части колена 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 ( 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 прохода трансмиссионного вала к регулировочной гайке. 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.

Скважиниые насосные агрегаты типа НТВ несколько отличаются от АТН, 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 в опорной станине, под л.зигателем,

У скнажинных агрегатов ЦТВ 10 и ЦТВ 12 возможен Привод от дизеля с горизонтальным палом и карданной передачей через конический редуктор, находящийся на опорной станине.

Все рассмотренные насосные агрегаты (АТН и IJTB) 'федназначены для подачи неагрессивной воды, содержащей до 0,1% для ЦТВ и до 0,5% для АТН по массе твердых механических примесей.

Электродвигатель типа ПЭДВ состоит из статора, ротора, подшипниковых щитков, пяты, подпятника и диафрагмы. Корпус статора представляет стальную трубу 1, в которую запрессован пакет статора 2, набран- ный из листов электротехнической стали. Ротор состоит из вала 21 с напрессованным пакетом 3 такой же электротехнической стали. Подшипниковые щиты 6 Н 34— литые, чугунные, п корпус которых запрессовань! резинометаллические втулки ,95 подшипников,

Пята 16 и подпятник 8 — элементы упорного подшипника, воспринимают осевые усилия. Диафрагма 9, установленная в днище 12 двигателя, уравновешивает перепад давлений между внутренней полостью электродвигателя и окружающей средой, который возникает от 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 из перекачиваемой воды служит пескосбрасыватель 26.., При нормальной работе насоса его головка 5 должна' быть заглублена в воду под динамический уровень на 1 — 1,5 м.