Вихревые и объемные насосы
Вихревые насосы
Для перекачки маловязких, чистых жидкостей в небольших стационарных и передвижных установках получили распространение вихревые насосы. В этих насосах преобразование энергии двигателя в гидравлическую приходит в процессе интенсивного образования и разрушения вихрей, возникающих в проточной части насоса при вращении рабочего колеса.
Вихревые насосы занимают промежуточное положение между лопастными и объемными насосами. Они отличаются большой всасывающей способностью, имеют небольшую производительность (до 10 л/сек) и относительно высокий напор (в несколько раз превышающий напор центробежного насоса при одних и тех же окружных скоростях рабочего колеса). Вихревые насосы изготовляются самовсасывающие или несамовсасывающие.
На (рис. 62) показан разрез одноступенчатого вихревого насоса типа ЛК. Всасывающий и нагнетательный патрубки этого насоса имеют расширенную форму, что вместе с их вертикальным расположением обеспечивает возможность самовсасывания при повторном пуске без повторной заливки. При работе насоса жидкость по всасывающему патрубку поступает в полость между лопатками рабочего колеса 3 и корпусом 1.
Здесь частицы жидкости, находящиеся на лопатках рабочего колеса, увлекают частицы, находящиеся в боковых кольцевых каналах 7, и перемещают их по этим каналам к напорному патрубку в виде вихревых колец, где под действием центробежных сил жидкость направляется из боковых каналов в расширяющийся напорный патрубок. Перемычка 8, перекрывающая две лопатки рабочего колеса, отделяет напорную полость от всасывающей уплотняющим зазором.
Вихревые насосы выпускаются одноступенчатые: ЛС-08—2 ЛК-11—7 (рис.63), ЛК15—12, ЛК-5—15, ЛК-20—32, двухступенчатые: 2ЛК-5—15, 2ЛК-20— 22 и комбинированные, состоящие из вихревой и центробежной ступеней, объединенных в одном корпусе, или из вихревой ступени с предключенным эжектором. Вихревая ступень и эжектор служат для обеспечения самовсасывания при частой остановке агрегата.
Достоинства вихревых насосов — простота конструкции, малые габариты, самовсасывание. Недостатки — сравнительно низкий к. п. д. и пригодность только для чистых жидкостей. Пуск этих насосов производят при открытой задвижке, так как напор и мощность при закрытии задвижки резко возрастают.
Виды объемных насосов
Объемные насосы работают на принципе вытеснения мало сжимаемой жидкости из замкнутого объема. К объемным насосам относятся поршневые и плунжерные насосы с поступательным движением и роторные насосы с вращательным движением вытеснителя.
Поршневой насос (рис. 64а) представляет собой цилиндр с перемещающимся в нем поршнем. При перемещении поршня в одном направлении жидкость всасывается в цилиндр, при движении в обратном направлении — вытесняется в сторону нагнетания.
Производительность поршневого насоса определяется произведением объема, вытесненного за один ход, на число ходов в единицу времени. Вытеснение жидкости из цилиндра насоса в сторону нагнетания принципиально не зависит от встречаемого сопротивления. Поэтому напор поршневого насоса определяется внешним сопротивлением.
Роторные насосы встречаются различных конструкций, они имеют непрерывное вращательное движение вытеснителя. Отсечка подаваемого объема жидкости производится самими вытеснителями без клапанов. Эти насосы соединены непосредственно с быстроходными двигателями.
Наличие трущихся деталей с металлическим уплотнением делает роторные насосы непригодными для подачи воды; они применяются только для смазывающих жидкостей. Особенностью объемных насосов является постоянное почти герметичное разделение всасывающей и нагнетательной камер, а также способность самовсасывания.
Производительность объемного насоса определяется геометрическими размерами его рабочих органов и числом рабочих циклов в единицу времени, а также величиной утечек жидкости через зазоры и неплотности в уплотнениях, разделяющих всасывающую и нагнетательную камеры.
Напор объемного насоса определяется гидравлическим сопротивлением системы, ограничивается прочностью его рабочих органов и надежностью уплотнений. В отношении производительности возможности объемных насосов ограничены и поэтому для водоснабжения эти насосы применяют только в тех случаях, когда источник воды находится на значительной глубине, а дебит его небольшой. Во избежание кавитации, так же как и в центробежных насосах, должно быть обеспечено необходимое расчетное давление перед насосом. Рассмотрим поршневые, винтовые и ротационные объемные насосы.
