книги из ГПНТБ / Черняев П.Н. Ремонт судовых трубопроводов учебник

Вакуумметрическая высота всасывания характеризу­ ет сумму потерь напора на преодоление сопротивления по всасывающей магистрали, измеряется в м. вод. ст.

Мощность — энергия, отдаваемая насосу приводным двигателем, выражается в киловаттах (кет) или лоша­ диных силах (л. с.).

Число оборотов или число ходов поршня — парамет­ ры, от которых зависят производительность, напор и мощность.

К группе объемных общесудовых насосов относятся ротационные и поршневые. Эти насосы называются так­ же насосами вытеснения, так как передача энергии жид­ кости происходит вытеснением ее из корпуса насоса ро­ тором— в ротационном насосе, или поршнем — в порш­ невом насосе.

Ротационные насосы могут быть шестеренчатые, вин­ товые, ротационно-лопастные, водокольцевые, вихревые, ротационно-поршневые.

Шестеренчатые и винтовые насосы обеспечивают ра­ боту топливной и масляной систем дизелей, грузовых и балластных систем.

Шестеренчатые насосы могут быть:

свнешним и внутренним зацеплением зуба,

спрямыми и косыми зубьями шестерен,

свнутренним и внешним расположением подшип­ ников,

сэвольвентным и специальным профилем зуба шес­ терен, двухшестеренчатые, трехшестеренчатые и много­

шестеренчатые, с горизонтальным и вертикальным расположением

вала.

Схема ш е с т е р е н ч а т о г о н а с о с а приведена на рис. 66. В корпусе 1 расположены ведущее 2 и ведомое 3 зубчатые колеса. Осевые и радиальные зазоры между зубчатыми колесами и крышкой корпуса и корпусом очень небольшие.

Вращающиеся в противоположных направлениях зубья колес у всасывающего отверстия захватывают жидкость (она заполняет впадины зубьев) и нагнетают ее по окружности в напорную полость.

Поток жидкости, поступающей в патрубок напорного трубопровода, тем равномернее, чем больше зубьев име­ ют зубчатые колеса. Зубчатые колеса вращаются от

1 3 0

электродвигателя или от привода отбора мощности дви­

250 кГ/см2. Такие давления обеспечиваются винтовыми насосами в гидравлических системах. Винтовые насосы различают:

по профилю винтовой резьбы — насосы с винтами циклоидального профиля, обеспечивающие герметичность

(полное отделение камеры нагнетания от камеры всасы­ вания) и насосы с винтами, имеющими обычную прямо­ угольную или трапециевидную резьбу, без обеспечения полной герметичности,

по количеству винтов — на двух-, трех- и пятивин­ товые,

по напору — на низко-, средне- и высоконапорные, по количеству потоков в насосе — на одно- и двухпо­

точные, по расположению вала — на горизонтальные и верти­

кальные.

На рис. 67 показан горизонтальный двухвинтовой на­

сос с негерметичным профилем зацепления, который ха­ рактеризуется отсутствием контакта между поверхностя­ ми резьбы винтов, в результате чего не обеспечивается герметическое разобщение полостей нагнетания и всасы­ вания. Преимущество насоса с негерметичным профилем состоит в том, что он может перекачивать жидкость, имеющую плохие смазочные свойства или содержащую посторонние частицы небольших размеров, изготовление винтов для этих насосов значительно проще, чем для на­ сосов с циклоидальным профилем. Насосы с негерметич­ ным профилем нарезки могут применяться для подачи топлива, в грузовых, зачистных и балластно-осушитель­ ных системах.

Рис. 68. Горизонтальный двухвинтовой насос:

/ — винты, 2 — подшипники качения

Отсутствие контакта (зазор) между поверхностями винтов 1 (см. рис. 67) в насосе обеспечивается рабочей парой зубчатых колес 2, которые вращают эти винты. Введение в конструкцию синхронизирующей пары колес объясняется следующим: для уменьшения утечки жидко­ сти через зазоры должно быть увеличено число винтов, чтобы длина винтов не была чрезмерной, шаг нарезки уменьшают, и в этом случае угол подъема резьбы будет меньше угла самоторможения, при котором передача вращения невозможна.

У горизонтального двухвинтового насоса (рис. 68) рабочая среда подводится с двух сторон, захватывается винтами 1 и нагнетается к середине винтов, откуда по­ ступает в напорную часть. Ведущий и ведомые винты I опираются на расположенные в корпусе и смазываемые

1 3 2

перекачиваемой жидкостью подшипники качения 2. К фланцу корпуса крепится комбинированный предохра­

вратно-поступательное движение в цилиндре. Поршень давит на жидкость, вытесняя ее из цилиндра.

Судовые поршневые насосы различают:

по кратности действия — простого, двойного и много­ кратного действия,

по конструктивному выполнению — одинарные, сдво­ енные, многоцилиндровые, вертикальные и горизон­ тальные.

по способу соединения с двигателем — прямодейст­ вующие и приводные через кривошипный механизм.

Поршневой насос приводится в действие от электро­ двигателя через редуктор с кривошипным механизмом, от дизеля через балансир или мотылевый механизм или от паровой машины — чаще всего через балансир.

Поршневые насосы используют как в водяных систе­ мах, так и в системах перекачки нефтепродуктов; они могут создавать высокие давления для подачи топлива в цилиндр двигателя (скальчатый тип поршневого насо­ са). Насос простого действия за один двойной ход делает одно всасывание и одно нагнетание, приводится в дей­ ствие непосредственно от дизеля. Этот насос использу­ ют в осушительных и охлаждающих системах.

Паровой горизонтальный двухцилиндровый двойного действия насос (рис. 69) предназначен для питания па­ ровых котлов, перекачивания топлива, пресной или за­

пара 16 кГ/см2.

Поршень парового цилиндра и поршень водяного ци­ линдра смонтированы на одном общем штоке. Диаметр парового цилиндра больше водяного.

Водяные (гидравлические) цилиндры 3 изготовлены в блоке с клапанными коробками. Всасывающая труба 6 находится внизу между водяными цилиндрами и соеди­ няется с приемной полостью 4, над которой расположе­ ны всасывающие клапаны 5, прижимаемые к гнезду ла­ тунными спиральными пружинами. Над всасывающими клапанами находятся нагнетательные клапаны 2, сооб­ щающиеся с нагнетательной коробкой /, к которой под-

133

в левую часть цилиндра, а из правой части цилиндра во­ да выходит через правые нагнетательные клапаны в ко­ робку У; при движении поршня влево вода засасывается через правые всасывающие клапаны в правую часть ци­ линдра и выходит из левой части цилиндра через левые нагнетательные клапаны.

Золотник 7 паровой части насоса, распределяющий пар по полостям цилиндра, приводится в движение от

труба, 7 — золотник

поршневых штоков, с которыми он соединен муфтами и рычагами, причем золотник одного цилиндра соединен со штоком другого цилиндра. Поверхность золотниковой ко­ робки каждого цилиндра, по которой скользит золот­ ник 7, имеет окна (два крайних для впуска пара в ле­ вую и правую полости цилиндра и среднее окно, сообща­ ющееся с трубой, по которой отводится отработавший пар). Пар поступает в цилиндры за период движения (хода) поршня от левого крайнего положения до право­ го крайнего положения, и наоборот. Поршни установле­ ны так, что когда один из них находится в крайнем поло­ жении, т. е. у крышки цилиндра, то поршень второго ци­

134

линдра — в середине своего хода; так же расположены и золотники.

Недостаток поршневых насосов — подают жидкость

втрубопровод неравномерно, толчками. Центробежными называются насосы, в которых рабо­

чая среда перемещается непрерывным вращением в од­ ном направлении рабочего колеса с лопатка.ми (рис. 70). Центробежные насосы могут быть:

с односторонним или двусторонним подводом жидко­ сти, одноступенчатые и многоступенчатые, однопоточные

тельный патрубок

и многопоточные, с самовсасывающим приспособлением или без него.

Центробежные насосы могут быть с горизонтальными или вертикальными расположениями вала; е приводом от электродвигателя, турбины, двигателя внутреннего сго­ рания или гидравлического двигателя.

При вращении лопастного колеса 3 развивающаяся центробежная сила отбрасывает жидкость от центра ко­ леса, вследствие чего внутри приемного патрубка 1 созда­

1 3 5

ется разряжение. Под действием атмосферного давле­ ния жидкость, находящаяся во всасывающей трубе, за­ полняет образовавшееся свободное пространство. Отбра­ сываемая центробежной силой жидкость непрерывно поступает в спиральный канал 5 корпуса 4, а оттуда под давлением — в нагнетательный патрубок 7.

В зависимости от высоты подачи (напора) жидкости центробежные насосы делятся на насосы низкого давле­ ния (напор до 20 м), среднего давления (напор до 50 м) и высокого давления (напором выше 50 м ).

Многоступенчатые и многопоточные насосы позволя­ ют создавать большой напор жидкости.

Недостатком центробежных насосов является неболь­ шой коэффициент полезного действия (на 10—15% ниже, чем у поршневых), более низкое всасывающее действие (если приемная труба, кожух и полости между лопатка­ ми колеса не заполнены предварительно водой, отсутст­ вует совсем) и зависимость высоты подъема воды от чис­ ла оборотов двигателя.

Центробежные насосы применяют в качестве цирку­ ляционных, например, для прокачивания конденсаторов, подачи охлаждающей воды к двигателям.

В качестве насосов балластно-осушительной и сани­ тарной систем используются центробежные насбсы с ре­ циркуляцией потока жидкости (рис. 71).

Во время заливки магистрали и вращения колеса 5 водовоздушная смесь через канал 4 попадает в напор­ ную камеру 3, где воздух отделяется и уходит в атмосфе­ ру через воздушный клапан 1. Жидкость возвращается через канал 6, чтобы захватить новую порцию воздуха из всасывающей линии и повторить тот же процесс. Ког­ да всасывающая линия заполнена полностью, поток жид­ кости через канал изменяет свое направление и оба ка­ нала насоса начинают нормальную подачу жидкости. При нормальной работе насоса нет потерь на рецирку­ ляцию, установленный поплавок 2 не допускает утечки воды через воздушный клапан во время нормальной работы.

Для грузовых и зачистных систем применяют одно­ ступенчатые центробежные насосы с рабочим колесом двустороннего всасывания. Производительность таких насосов — от 500 до 4000 м5/ч, напор до 140 м.вод.ст., частота вращения 1100—1800 об/мин.

1 3 6

Основными частями центробежного грузового насоса (рис. 72) являются массивный корпус 3, короткий жест­ кий вал 5, опирающийся на подшипники качения 1 и 4 (смазка консистентная) и вентилятор 2, Вал с перекачи­ ваемой средой не соприкасается. Сальник насоса — тор­ цовый, конструкция его имеет некоторые особенности: уплотнение охлаждается перекачиваемой средой, а для защиты уплотняющих поверхностей от перегрева при

случайной длительной работе насоса всухую наружная поверхность уплотнения охлаждается маслом, находя­ щимся в специальной ванне со смотровым стеклом для контроля. Масло в ванной охлаждается вентилятором, который непрерывно нагнетает воздух, который омыва­ ет наружную коническую поверхность масляной ванны. Всасывающий и напорный патрубки отлиты заодно с ос­ новной частью корпуса, имеющего разъем в плоскости оси вала. Два отверстия диаметром 75 мм, через которые выходит выделяющаяся газовоздушная смесь, располо­ жены на корпусе, что устраняет необходимость отсоеди­ нения трубопроводов при снятии крышки. Вал насоса опирается на подшипники качения, в некоторых типах горизонтальных насосов при относительно невысоких

1 3 7

частотах вращения (до 1500 об/мин) применяются и под­ шипники скольжения. Для уплотнения вала грузового насоса применяют механическое уплотнение, обеспечи­ вающее минимальную утечку и минимальное выделение тепла, что особенно важно для легкоулетучивающихся нефтепродуктов.

Рис. 72. Центробежный грузовой горизонтальный насос: .

1, 4 — подшипник качения, 2 — вентилятор, 3 — корпус, 5 — вал

струи пара и воды (или любой другой жидкости или га­ за). Через сопло 3 (рис. 73) с большой скоростью про­ пускается вода или пар, при движении которых в тру­ бе 2 образуется разряжение, которое создает всасываю­

1 3 8

щую силу. Жидкость засасывается в трубу 2 и поступает в диффузор 4, где смешивается с паром или с рабочей жидкостью — водой.

Струйные насосы имеют низкий коэффициент полез­ ного действия, но такие положительные качества, как простота конструкции, высокая надежность и долговеч­ ность из-за отсутствия движущихся частей, способность к самовсасыванию без предварительной заливки жидко­ стью, возможность перекачивать загрязненные жидко­

ных целей на рыбопро­ мысловых судах.

В зависимости от применения в качестве рабочей жид­ кости пара или воды различают водоструйные ң паро­ струйные насосы, а также инжекторы и эжекторы. По устройству инжекторы и эжекторы конструктивно мало отличаются друг от друга. Инжектор служит для откачивания жидкости, например, воды из льял за борт.

Иногда для осушения применяют водоструйные эжекторы. Рабочей жидкостью служит забортная вода, подаваемая от пожарного или другого насоса. Вакуум­ ные эжекторы работают под воздействием пара.

§ 31. КОМПРЕССОРЫ И ВЕНТИЛЯТОРЫ

Наибольшее распространение получили поршневые и центробежные компрессоры. В поршневых компрессо­ рах воздух сжимается поршнем в цилиндре. В центро­

1 3 9