НАСОСЫ

Центробежные насосы для воды

Центробежные насосы для воды относится к устройствам для напорного перемещения, всасывания и нагнетания  жидкости в результате сообщения ей внешней потенциальной и кинетической энергии. Основной показатель  количество жидкости, перемещаемое в единицу времени, тоесть осуществляемая объёмная подача жидкости. Для большинства насосов важнейшими техническими параметрами являются: развиваемое давление или соответствующий напор, а также потребляемая мощность и кпд.

Центробежные насосы для воды имеют несколько степеней классификации:
а) по числу колес (которые могут быть: одноступенчатые или иначе одноколесные, многоступенчатые, ониже многоколесные; кроме того, одноколесные насосы выполняют с консольным расположением вала (такие насосы называются консольными);
б) по напору (разделяются на: низкого напора до 2 кгс/см2 (0,2 МН/м2), среднего напора от 2 до 6 кгс/см2 (от 0,2 до 0,6 МН/м2), высокого напора больше 6 кгс/см2 (0,6 МН/м2));
в) по способу подвода воды к рабочему колесу агрегата (могут быть с односторонним входом воды на рабочее колесо, либо с двусторонним входом воды двойного всасывания);
г) по расположению вала (разделяются на: горизонтальные центробежные насосы и вертикальные центробежные насосы);
д) по способу разъема корпуса (с горизонтальным разъемом корпуса, или с вертикальным разъемом корпуса);
е) по типу отвода жидкости из рабочего колеса в спиральный канал корпуса бывают спиральные и турбинные центробежные насосы. В спиральных насосах жидкость отводится непосредственно в спиральный канал; в турбинных жидкость, прежде чем попасть в спиральный канал насоса, проходит через специальное неподвижное колесо с лопатками, так называемый направляющий аппарат;
ж) степени быстроходности рабочего колеса (делятся на: тихоходные, нормальные, быстроходные центробежные;
з) по роду перекачиваемой жидкости делятся на: водопроводные, канализационные, кислотные и щелочные, нефтяные, землесосные и др. центробежные насосы;
и) по типу присоединения электродвигателя (приводные с редуктором или со шкивом, непосредственного соединения с электродвигателем с помощью муфт).

Центробежные насосы для воды состоят из следующих основных элементов: спирального корпуса, рабочего колеса, расположенного внутри корпуса и сидящего на валу. Рабочее колесо фиксируется на валу  с помощью шпонки. Вал завиксирован и вращается в подшипниках, в месте прохода вала через корпус для в качестве уплотнителей установлены сальники. Вода поступает  в корпус центробежного насоса через всасывающий патрубок и далее попадает в центральную часть вращающегося рабочего колеса.

Под действием лопаток рабочего колеса центробежного насоса перекачиваемая жидкость начинает вращаться и центробежной силой отбрасывается от центра к периферии рабочего колеса в спиральную часть корпуса,  либо в направляющий аппарат в турбинных насосах. Далее через нагнетательный патрубок вода поступает в напорный трубопровод. В результате действия лопаток рабочего колеса на частицы воды, кинетическая энергия двигателя преобразуется в давление и скоростной напор водяной струи. Напор центробежного насоса измеряется в метрах столба перекачиваемой жидкости. Всасывание жидкости происходит вследствие разрежения перед лопатками рабочего колеса.

Для создания большего напора и лучшего отекания жидкости, лопаткам придают специальную выпуклую форму, при этом рабочее колесо вращается выпуклой стороной лопаток в направлении нагнетания потока.

      
Центробежные насосы для воды с односторонним подводом жидкости на рабочее колесо: 1 — отверстие для подвода жидкости; 2 — рабочее колесо; 3 — корпус; 4 — патрубок для отвода жидкости; Р — центробежная сила.

Центробежные насосы для воды, при их установке оснащаются необходимой арматурой и приборами:
а) приемным обратным клапаном с фильтрующей сеткой, который предназначен для удержания в корпусе и всасывающем патрубке насоса воды при его заливе перед пуском; сетка необходима для удержания крупных частиц, которые могут содержаться в воде;
б) задвижкой;
в) вакуумметром для измерения разрежения на всасывающей стороне насоса. Вакуумметр устанавливается на трубопроводе между задвижкой и корпусом насоса;
г) в верхней части корпуса устанавливается кран для выпуска воздуха при заливе;
д) обратным клапаном на напорном трубопроводе, для предотвращения движение воды через центробежный насос в обратном направлении при параллельной работе другого насоса;
е) задвижкой на напорном трубопроводе системы, предназначенной для пуска в работу, остановки и регулирования производительности и напора центробежного насоса;
ж) манометром на напорном патрубке для измерения напора, развиваемого центробежным насосом;
з) предохранительным клапаном на напорном патрубке за задвижкой для защиты центробежного насоса, напорного патрубка и трубопровода от гидравлических ударов возникающих в системе;
и) устройством для залива.
В связи с тем, что центробежные насосы часто включаются в основной комплекс оборудования для регулирования режимов работы различного назначения, они могут быть оборудованы разнообразными приборами автоматикив соответствии с проектом или техническими условиями.

Центробежные насосы для воды получили чвое развитие благодаря опыту применения  аналогичных им по устройству гидротурбин. Центробежные насосы для воды относятся к основным типам современных насосов и являются наиболее распространёнными и предназначенными для подачи холодной или горячей воды, сточных вод, вязких или агрессивных жидкостей, таких как кислоты и щелочи, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом, раздробленным каменным углём и т.п. Их действие основано на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса тем частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влиянием возникающей при этом центробежной силы частицы подаваемой воды из рабочего колеса перемещаются в корпус насоса и далее в трубопровод, а на их место под действием давления поступают новые частицы, обеспечивая непрерывную работу. Центробежные насосы для воды предназначены главным образом для подачи значительных объёмов воды. принцип работы основан на передаче той энергии, которую получает жидкость при силовом воздействии на неё лобовой поверхности вращающихся лопастей рабочего колеса насоса. Частицы подаваемой жидкости при этом имеют криволинейные траектории, но, пройдя через выправляющий аппарат, начинают перемещаться от входа в патрубок  до выхода из агрегата, в основном вдоль его оси. Как правило центробежные насосы для воды изготавливаются двух основных типов: жестколопастные с лопастями, закрепленными неподвижно на втулке рабочего колеса, называемые пропеллерными, и поворотно-лопастные, оборудованные механизмом для изменения угла наклона лопастей. Обы вида изготавливают обычно одноступенчатыми, реже при необходимости двухступенчатыми.

Рабочие колёса могут быть не только с односторонним подводом жидкости но и с двухсторонним, что позволяет почти полностью уравнивать давление жидкости на внешние боковые поверхности колеса. Одной из важных практических характеристик рабочих колёс центробежных и некоторых других является коэффициент быстроходности. Классификация рабочих колёс центробежных насосов по быстроходности подразделяется по типу колеса, отношением внешнего диаметра к диаметру его входного отверстия. Изменением наклона лопастей рабочего колеса достигается регулирование подачи с поддержанием кпд на высоком уровне в широких пределах. Рабочие колёса имеют очень высокий коэффициент быстроходности от 500 до 1500 об/мин.

Для создания больших напоров воды применяют многоступенчатые системы, в которых перекачиваемая жидкость проходит последовательно несколько рабочих колёс, получая от каждого из них соответствующую энергию. Важнейшей особенностью является непосредственная зависимость напора и мощности, кпд и допустимой высоты всасывания от подачи, отличающейся для каждого типа насосов. Данная величина выражается соответствующими графиками, называемыми характеристиками. При определенном режиме работы достигает максимального значения, а затем с увеличением подачи снижается. Наиболее крупные агрегаты могут обеспечить подачу воды до 65 000 м3/ч при напоре 18,5 м, при этом потребляя мощность 7,5 Мвт, максимальный кпд равен 88—92%, самые крупные  вертикальные одноступенчатые центробежные насосы способны обеспечить подачу 138 000 м3/ч и напор 95 м при мощности 48 Мвт.