Одноступенчатые центробежные насосы
Особенности одноступенчатых насосов с горизонтальным и вертикальным валом определяются их назначением.
Рассмотрим одноступенчатые насосы различного назначения:
а) Одноступенчатые центробежные насосы для чистой воды небольшой производительности выполняются консольными (рис., 37), с односторонним входом. Такие насосы называются насосами типа К; они имеют станину 3, которая заключает в себе подшипники 7 и крепится к фундаменту. Спиральный кожух насоса 1 крепится к станине фланцем и может быть повернут так, что напорный патрубок примет горизонтальное или вертикальное положение.
Рис. 37. Консольный центробежный насос: 1- спиральный отвод корпуса насоса; 2- рабочее колесо; 3- опора корпуса; 4- передняя крышка с всасывающим патрубком; 5- вал; 6- гайка; 7- шарикоподшипник; 8- сальниковая набивка; 9- втулка сальника.
Осевое давление в насосе частично уравновешивается с помощью разгрузочного отверстия, для чего колесо снабжено отверстиями в рабочем диске и вторым уплотнением с тыльной стороны колеса. Камера для разгрузки осевого давления сообщается трубкой со всасывающим патрубком насоса.
Для восприятия неуравновешенной части осевого усилия и фиксации ротора установлен второй упорный шариковый подшипник. Сальник насоса снабжен гидравлическим уплотнением. Подобные насосы выпускаются производительностью от 28 до 100 л/сек и напором от 12 до 98 м. Одноступенчатые насосы большой производительности чаще выполняются с двухсторонним подводом воды. Двухпоточное колесо большой производительности в сравнении с однопоточным имеет существенно лучшие кавитационные показатели при уравновешенном осевом давлении (рис. 38).
Такие насосы предназначены для перекачки чистой воды с температурой до 80°. Корпус насоса чугунный, с горизонтальным разъемом вдоль оси вала. Уплотнительные кольца чугунные, сменные. Вал насоса стальной, на радиальных подшипниках скольжения с одним упорным шарикоподшипником. Смазка подшипников скольжения кольцевая.
Сальники имеют водяной затвор, осуществляемый при помощи трубок, подводящих воду из спиральной камеры насоса. Подобные насосы выпускаются производительностью от 30 до 1800 л/сек и напором от 10 до 100 м, наибольшая допустимая вакуумметрическая высота всасывания Hвдоп = 5м.
Одноступенчатые насосы для чистой воды консольного типа выпускаются следующих десяти марок: 2К-6, ЗК-6 ЗК-9, 4К-6, 4К-8, 4К-12, 4К-18, 8К-12, 8К-18; цифры перед буквой обозначают диаметр входного патрубка в дюймах, цифра за буквой — коэффициент быстроходности ns уменьшенный в 10 раз.
Рис. 38. Одноступенчатый насос с двух сторонним входом: 1- корпус; 2- рабочее колесо; 3- заливное отверстие; 4- сальник; 5- корпус подшипника; 6- втулка; 7- вал рабочего колеса.
Насосы с двухсторонним входом и горизонтальным валом имеют марки: НДн, НДв. В серии этих насосов входят: 16НДн, 20НДн, 24НДн, 6НДс, 12НДс, 14НДс, 18НДс, 20НДс, 22НДс, и 4НДв, 5НДв, бНДв, 8НДв. В этих обозначениях цифра обозначает диаметр выходного патрубка в дюймах, НД — насос двухсторонний, н — низконапорный, с — средненапорный, в — высоконапорный.
По конструкции к этим насосам близко подходят насосы большой производительности типа 10Д-6, 10Д-9, 10Д-13, 10Д-19, 12Д-в и т. д. до 32Д-19 (см. приложение 1).
Одноступенчатые насосы для чистой воды с вертикальным валом выпускаются двух марок 20 НВ и 28 НВ и предназначены для установки в заглубленных насосных станциях (рис. 39). Осевые усилия воспринимаются пятой электродвигателя. Сальник насоса имеет мягкую набивку с гидравлическим затвором. Вертикальный насос типа НВ соединяется с электродвигателем непосредственно или через промежуточный вал посредством жестких фланцевых муфт. Насосы этого типа имеют производительность от 3240 до 10800 м3час, с напором от 29 до 40 м.
б) Одноступенчатые канализационные (фекальные) насосы служат для перекачки сточных вод, канализационной жидкости и шлама. Засорение канализационных насосов является причиной их остановки в эксплуатационных условиях. Для предохранения насосов от засорения решетки, но при этом и конструкции насоса придается специальная форма, так как решетки не могут предохранить насос от попадания в него твердых и волокнистых веществ.
Рис. 39. Одноступенчатый центробежный насос с вертикальным валом: 1- корпус; 2- нагнетательный патрубок; 3- всасывающий патрубок; 4, 5- уплотнительные кольца; 6- рабочее колесо; 7- гайка; 8- обтекатель; 9- подшипник; 10- опора; 11- корпус подшипника; 12- опорное кольцо; 13- шпилька; 14- вал насоса; 15- трубка для разгрузки осевого давления; 16- стакан опоры подшипника; 17- манометр.
В связи с этим канализационные насосы имеют ряд особенностей:
- они снабжены крышкой, обеспечивающей легкий доступ к всасывающей стороне лопастного колеса для его очистки;
- уплотнения насоса осуществлены стальными кольцами с острой режущей кромкой для разрезания волокон, попадающих в уплотнение;
- в целях уменьшения засорения колеса число лопаток максимально сокращают, увеличивая этим проходы между ними (часто число лопаток сокращается до двух);
- входные кромки лопаток сильно скруглены для предотвращения застревания на них волокнистых тел;
- материал деталей насосов стойкий против коррозии, а корпус имеет несколько разъемов для частичной разборки в период чистки.
Для перекачки канализационных жидкостей применяют насосы марки НФ ( рис. 40).
Рис. 40. Канализационный центробежный насос: 1- корпус; 2- рабочее колесо; 3- передняя крышка; 4- вал; 5- шарикоподшипник; 6- корпус подшипников.
Эти насосы одноступенчатые, горизонтальные консольные и изготовляются следующих типоразмеров: 
Нф, 4НФ, 6НФ 8НС Производительность этих насосов колеблется от 36 до 864 м3/час при напоре от 6,5 до 50 м. Кроме насосов типа НФ, встречаются канализационные насосы с рабочим колесом открытого типа, с двумя утолщенными лопатками. В этих насосах волокна, попадающие между колесом я крышкой, перереза¬ются кромкой лопатки.
Изготовляются также диагональные канализационные насосы, рабочее колесо которых имеет две лопатки, и вертикальные канализационные насосы марок НФуВ и ФВ производительностью от 43 до 150 м3/час, с напором от 15 до 63 м. в) Землесосы применяются при перекачке пульпы, т. е. смеси воды с взрыхленной массой грунта. Взрыхленный и перемешанный с водой грунт всасывается землесосом, и эта смесь перекачивается на требуемое расстояние по трубам.
В настоящее время выпускаются землесосы в виде одноступенчатых консольных насосов с производительностью по грунту от 40 до 1200 м3/час с дальностью транспортирования до 5 км. Землесосы могут разрабатывать выемки глубиной 15 м ниже горизонта воды. В землесосах повторяются все особенности насосов для загрязненных и канализационных жидкостей (см. особенности канализационных насосов), но вместе с этим землесосы имеют ряд своих особенностей, связанных с большой концентрацией и крупностью взвешенных в воде частиц. Поэтому рабочее колесо землесоса изготовляется из износоустойчивой твердой марганцовистой стали.
Для защиты от быстрого износа корпус землесоса защищен изнутри броней, отлитой из марганцовистой стали. Проникновение абразивных частиц в Щели уплотнения рабочего колеса и сальник привело бы их к быстрому износу. Для устранения этого к сальнику и в левую полость между рабочим колесом и корпусом подается чистая вода по специальным сверлениям для вымывания твердых частиц из этих мест.
На наружных поверхностях покрывающего и рабочего дисков рабочего колеса предусмотрены радиальные лопатки. Эти лопатки подобраны так, что они при вращении рабочего колеса обеспечивают уравновешивание осевого усилия. Фиксация ротора в осевом направлении и восприятие осевого усилия производится радиально-упорным шарикоподшипником. Радиальными опорами вала являются подшипники скольжения.
Для откачки загрязненной воды из котлована и траншей при строительных работах применяются также передвижные самовсасывающие центробежные одноколесные насосные установки. Отличительной особенностью самовсасывающих насосных установок является способность их, после того как корпус первый раз залит водой, производить самовсасывание при каждом последующем пуске насоса в работу.
Промышленностью серийно выпускаются такие насосные установки С-203 и С-204 с электромотором, насосные установки С-247 и С-245 с двигателем внутреннего сгорания.
Рис. 41. Спиральный двухступенчатый насос.
