Центробежные насосы

Для циркуляции рассола в системах с промежуточным хладоносителем, как правило, применяют водяные центробежные насосы с более мощными двигателями, так как рассол имеет большую плотность, чем вода. За счет разности давления атмосферного воздуха на поверхности жидкости и на входе в насос происходит всасывание жидкости насосом. Каждый насос имеет определенную высоту всасывания, зависящую от его конструкции. Высота всасывания не может быть больше 10 м.

Рис. 54. Насос серии К:

Для циркуляции рассола применяют центробежные горизонтальные одноколесные консольные насосы серии К (рис. 54) производительностью до 360 м³/ч при напоре до 60 м и одноступенчатые серии НД с рабочим колесом двустороннего входа и горизонтальным разъемом корпуса производительностью от 90 до 6500 м³/ч при напоре от 10 до 70 м.

Основные детали центробежного насоса: рабочее колесо, насаженное на вал, корпус, выполненный в виде спиральной камеры, подшипники, в которых вращается вал, патрубки для всасывания и нагнетания, а также сальник, препятствующий утечке жидкости или подсосу воздуха.

Рабочее колесо 4 состоит из диска, кольца и лопаток. При его вращении жидкость отбрасывается от центра в окружающую колесо спиральную камеру, приобретая при этом избыточную кинетическую энергию.

В корпусе — спиральной камере 2, сечение которой непрерывно увеличивается, кинетическая энергия (скоростной напор) падает, а давление растет. Спиральная камера заканчивается диффузором, в котором происходит еще больший рост давления.

При вращении рабочего колеса во всасывающем патрубке образуется разрежение, за счет которого жидкость всасывается насосом.

Напорный патрубок расположен под углом 90° к оси насоса. В зависимости от условий монтажа и эксплуатации он может быть повернут на 90, 180 и 270°.

Крышка 1 корпуса отлита из чугуна за одно целое с входным патрубком 17.

Рабочее колесо 4 чугунное состоит из двух дисков, соединенных пространственными или цилиндрическими лопатками.

Задний диск насоса имеет несколько разгрузочных отверстий 15 у втулки для уравновешивания осевых сил.

Вход жидкости в рабочее колесо осевой. Рабочее колесо закреплено на валу 9 гайкой 5.

Поток жидкости поступает по оси насоса и лопатками рабочего колеса отбрасывается по направлению к нагнетательному патрубку. Насосы такого типа крепятся на раме, устанавливаемой на фундаменте.

Сальник состоит из корпуса 6, крышки 8, хлопчатобумажной набивки 7 и кольца гидравлического уплотнения 13. Вода поступает в кольцо гидравлического уплотнения из корпуса через отверстие или по специальной наружной трубке.

Если в качестве хладоносителей применяют органические жидкости (спирт, толуол, фреон-30), то устанавливают насосы с торцевым сальником, либо меняют мягкую сальниковую набивку водяных насосов на специальные набивки, не содержащие масел, вымываемых органическими растворителями. Так, для фреона-30 применяют набивку из асбестового шнура, пропитанную глицерином в смеси с графитом. Кольца таких- сальников выполняют из фторопласта-4 (тефлона) — очень стойкой пластмассы.

Средненапорные насосы серии НДС устанавливаются как на рассольных системах, так и на линиях возврата отепленной воды в системе оборотного водоснабжения предприятий.

Входной и выходной патрубки этих насосов направлены в противоположные стороны под углом 90° к оси насоса. Такое расположение патрубков и горизонтальный разъем корпуса обеспечивают возможность вскрытия, осмотра, ремонта и замены основных деталей насоса без снятия его с фундамента и без демонтажа двигателя и трубопроводов.

Для определения взаимозависимых параметров работы насоса: производительности Q (м³/ч), напора H(м), коэффициента полезного действия η, потребной мощности электродвигателя N (кВт) составляют рабочие характеристики насоса (при постоянном числе оборотов).

Рис. 55. Характеристика насоса 6НДС при n=2950 об/мин

В приведенной на рис. 55 характеристике насоса 6НДС на кривой зависимости расхода от напора отмечена зона устойчивой и наиболее экономичной работы насоса. По кривым можно проследить, как изменяется к. п. д. насоса и мощность электродвигателя при повышении расхода. Все кривые на этом рисунке даны для жидкости с плотностью, равной единице (воды).

Рис. 56. Насос 6НДС:

Насосы серии НДС применяются при больших гидравлических сопротивлениях систем. Рабочее колесо (рис. 56) закреплено на валу 16 защитными втулками 15 с резьбой. Для уплотнения и защиты корпуса 1, крышки 8 и рабочего колеса 11 установлены защитно-уплотняющие кольца 9 и 10.

Насос имеет два сальника, состоящих из корпуса 5, крышки 3, хлопчатобумажной набивки 2 и кольца гидравлического уплотнения 6, в которое по трубкам 7 и 13 подводится циркулирующая в системе жидкость (через отверстие в крышке насоса).

Грундбукса 14, служит для уплотнения и защиты корпуса от износа. Торцевая поверхность грундбуксы служит опорой для хлопчатобумажных колец сальниковой набивки.

За одно целое с корпусом отлиты кронштейны 19, к которым крепятся корпуса подшипников 4 и 17. Подшипники насоса — шариковые, с кольцевой смазкой.

В нижней части корпуса подшипников расположена камера 18, в которую при необходимости подводится вода для охлаждения подшипников.

Осевая сила уравновешена в основном двусторонним входом жидкости в рабочее колесо. Остающаяся неуравновешенной часть осевой силы воспринимается подшипником 4.

Отверстие в самой высокой точке насоса, закрытое пробкой 12, служит для присоединения трубки вакуум-насоса или другого прибора, отсасывающего воздух из корпуса и всасывающего трубопровода при заполнении насоса.

Насосы типа НДВ выпускаются с упругой муфтой для непосредственного соединения с электродвигателем. Вал насосов вращаетcя против часовой стрелки, если смотреть со стороны привода.

Для установок, работающих при температуре ниже —50° С, выбирают насосы с корпусом из специальной стали или бронзы.

Когда в системе возникают пустоты из-за проникновения воздуха, часть капельной жидкости переходит в пар. Пузырьки пара, двигаясь с жидкостью, попадают в спиральную камеру насоса, в которой давление повышается. При этом часть пара конденсируется, создавая зоны пониженного давления. В высвобожденное пространство с большой скоростью устремляются потоки жидкости, с силой и шумом ударяясь о лопатки насосов. Наступает кавитация. Производительность и давление насоса при этом резко падают, слышен треск, насос сильно вибрирует, рабочие колеса могут разрушиться.

Для предотвращения кавитации высота установки насоса не должна превышать допустимой величины. Всасывающий трубопровод насоса должен быть герметичным.