3.4. Маркировка осевых насосов
Отечественной промышленностью выпускается 21 типоразмер насосов типа О и Оп следующих марок: 05-47; 05-55; 06-55; Оп 2-87; Оп 3-87; Оп 5-87; Оп 6-87; Оп 2-110; Оп 3-110; Оп 5-110; Оп 6-110; Оп 2-145; Оп 5-145; Оп 6-145; Оп 10-145; Оп 2-185; Оп 6-185; Оп 10-185; Оп 11-185; Оп 10-260; Оп 11-260.
Колеса осевых насосов типа О6 - трехлопастные, О5 и О11 - четырехлопастные, О2 - пятилопастные, О3 и О10 - шестилопастные.
Марка осевых вертикальных насосов состоит из прописных букв, обозначающих тип насоса (О - с жестко закрепленными лопастями на ступице рабочего колеса и Оп - с поворотными лопастями) и расположение вала (В - вертикальное, Г - горизонтальное), за которыми следуют цифры, обозначающие модель типового колеса; далее через тире - цифры, указывающие диаметр рабочего колеса в см.
В конце марки указываются буквы, обозначающие модификацию насоса: К - с подводом камерного типа, Э - с электроприводом поворота лопастей, КЭ - с подводом камерного типа и электроприводом поворота лопастей, МК - малогабаритный с подводом камерного типа, МКЭ - малогабаритный с подводом камерного типа и электроприводом поворота лопастей, МБ - моноблочный, ЭГ - с электрогидроприводом поворота лопастей, МБК - моноблочный с подводом камерного типа.
Например, насос Оп В 5-145 Э: осевой вертикальный насос с электроприводом поворота лопастей, 5 - модель типового колеса, 145 - диаметр рабочего колеса в см.
4. Вихревые насосы
4.1. Определение и классификация
Вихревым насосом называется динамический насос трения, в котором жидкость перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении.
Вихревые насосы находят применение там, где требуется обеспечить большой напор при малой подаче. Они применяются для подачи легколетучих жидкостей (бензин, спирт и др.), а также жидкостей, насыщенных парами кислот, щелочей и сжиженных газов. Кроме того, вихревые насосы используются в системах водоснабжения, канализации и питания небольших котлов на сельскохозяйственных предприятиях.
В зависимости от типа рабочих колес (рис. 39) различают вихревые насосы закрытого и открытого типов.
рис. 39. Типы рабочих колес вихревых насосов:
а - закрытого типа; б -открытого типа
4.2. Устройство и принцип действия вихревых насосов
На рис. 40 приведена схема вихревого насоса закрытого типа.
рис. 40. Схема вихревого насоса закрытого типа:
1 - рабочее колесо;
2 - корпус;
3 - всасывающий патрубок;
4 - перемычка;
5 - напорный патрубок;
6 - вал;
7 - концентрический канал
Основными деталями насоса являются: рабочее колесо 1 в виде диска с фрезерованными по окружности пазами, образующие лопатки (от 24 до 60); вал 6; корпус 2 со всасывающим 3 и напорным 5 патрубками, разделенными перемычкой 4. Внутри корпуса имеется концентрический канал 7.
Рабочее колесо помещено в корпус с минимальными зазорами на торцах и в месте расположения перемычки.
Рабочий процесс вихревого насоса состоит в следующем. Лопатки рабочего колеса захватывают жидкость из бокового пространства и отбрасывают ее к периферии колеса. Вследствие этого во вращающемся колесе с двусторонним расположением ячеек и в окружающем колесо канале образуется пара продольных вихрей, как показано на рис. 41 стрелками. Это приводит к непрерывному обмену частицами жидкости между ячейками и каналом, в процессе которого и происходит передача энергии от колеса к жидкости.
рис. 41. Движение жидкости вокруг лопаток
рабочего колеса вихревого насоса закрытого типа
В вихревом насосе частицы жидкости из ячеек, расположенных по периферии рабочего колеса, под влиянием центробежных сил переходят в канал корпуса насоса и затем, передав часть своей кинетической энергии находящийся там среде, возвращаются в другие ячейки.
Совершая винтообразное вихревое перемещение, каждая частица за время ее нахождения в насосе несколько раз побывает в ячейках рабочего колеса и получит от него (т.е. от рабочего колеса) определенную энергию. Это приращение энергии может быть сравнимо с увеличением напора в многоступенчатом центробежном насосе.
Вихревые насосы обладают следующими достоинствами по сравнению с центробежными насосами:
а) способностью создать напор в 4-10 раз больше напора центробежного насоса (до 250 м) при тех же размерах и частоте вращения;
б) способностью самовсасывания без дополнительных устройств для запуска насоса или с простыми дополнительными устройствами;
в) возможностью перекачки агрессивных жидкостей и смесей жидкости и газа.
Основным недостатком вихревых насосов, ограничивающих применение их лишь при небольших мощностях (до 25 кВт), является низкий КПД (35-38% и как максимум 45%).
Для обеспечивания самовсасывания в насосах типа ВК предусмотрен воздушный колпак (исполнение ВКС).
С целью повышения КПД, предупреждения кавитации и повышения подачи на вал рабочего колеса вихревого насоса устанавливается центробежное колесо.
Насос, состоящий из двух последовательно включенных колес - центробежного (первая ступень) и вихревого (вторая ступень) - называется центробежно-вихревым насосом.
Рассмотрим устройство и принцип действия вихревого насоса открытого типа (рис. 42).
В отличие от насоса закрытого типа, рассмотренного выше, в насосе открытого типа жидкость подводится вблизи вала насоса, проходит между лопатками рабочего колеса и отводится к выходному отверстию в корпусе из открытого (без перемычки) периферийного канала.
В корпусе 2 насоса (рис. 42) на валу с эксцентриситетом е установлено рабочее колесо 1 (крыльчатка).
рис. 42. Схема вихревого (водокольцевого)
насоса открытого типа:
1 - рабочее колесо (крыльчатка);
2 - корпус;
3 - канал обводной;
4 - нагнетательная щель;
5 - нагнетательный патрубок;
6 - всасывающий патрубок;
7 - всасывающая щель;
8 - полость насоса
При вращении рабочего колеса жидкость отбрасывается под действием центробежной силы к периферии; во всасывающем патрубке 6 (всасывающей щели 7) образуется вакуум. Жидкость, засасываемая через всасывающую щель, отбрасывается в полость насоса 8 и движется по обводному каналу 3 в сторону нагнетательной щели 4 и далее в нагнетательный патрубок 5.
Вихревые насосы открытого типа находят применение для откачки (отсасывания) воздуха из полости центробежных насосов при их запуске в работу.