Тема: Конструкции насосов: динамических, объемных

Конструкции насосов, применяемых для водоснабжения и канализации.

Центробежные консольные насосы типа К предназначены для воды с рН = 6,5-8,0, температурой до 85°С и содержанием твердых включений размерами до 0,2 мм, не превышающих 0,1% по массе, а так же других неагрессивных жидкостей, подобных воде по плотности и химической активности.

Насосы горизонтальные консольные с односторонним подводом воды и рабочему колесу (рис. 1). Насосы изготавливаются с подачей 5-400 м³/ч напором 10-90 м, их КПД находятся в пределах 0,5-0,84, допустимый кавитационный запас 4-5,5 м, коэффициент быстроходности n _s; = 60-250.

Конструктивно насосы имеют следующие исполнения:

• К - (основное исполнение) горизонтальные консольные с опорой на корпусе, с подводом от двигателя через упругую муфту;

• КМ - консольные моноблочные, рабочее колесо установлено на конце удлиненного вала электродвигателя;

• КМП - повысительные, для установки в жилых зданиях;

• КМЛ - линейные, с расположением осей всасывающего и напорного патрубков в линию, с вертикальной осью вращения.

В нормальном исполнении у консольных насосов напорный патрубок направлен вертикально вверх. В зависимости от компоновочных решений всасывающих и напорных трубопроводов он, может быть, повернут вокруг оси насосов на 90°, 180° и 270°.

Наибольшее допустимое избыточное давления перекачиваемой жидкости на входе: для насосов с опорой на корпусе и повысительных -6 кгс/см², для моноблочных и линейных - 3,5 кгс/см².

Пример обозначения типоразмера: К (КМ) 80-65-160 - (К - консольный, КМ - консольный моноблочный, 80 - диаметр всасывающего патрубка (мм), 65 - то же напорного (мм), 160 - диаметр рабочего колеса).

Центробежные насосы двустороннего входа. Насосы с двусторонним подводом воды на рабочее колесо типа Д предназначены для перекачивания воды и иных жидкостей, сходных с водой по вязкости и химической активности, с температурой до 85°С и содержанием твердых включений размерами до 0,2 мм не превышающих 0,05% по массе.

Насосы типа Д имеют подачу 100-12500 м³/ч напор 14-125 м и допустимый кавитационный запас для рабочей части характеристики 3-7,5 м. Их КПД находится в пределах 0,73-0,88, коэффициент быстроходности n _s = 60-90 (8 лопастей) и n _s = 130-190 (6-8 лопастей).

Центробежные насосы типа Д (рис. 5.13) - горизонтальные с осевым горизонтальным разъемом корпуса, с полуспиральным подводом жидкости к рабочему колесу имеют ряд преимуществ с другими типами насосов. Они имеют хорошую всасывающую способность. Рабочее колесо с двусторонним подводом жидкости обладает по сравнению с колесом одностороннего подвода (при одинаковых значениях напора, подачи и частоты вращения) существенно лучшими кавитационными качествами.

Насосы типа Д применяются на насосных станциях первого и второго подъемов, в циркуляционных системах промышленного водоснабжения.

Пример обозначения типоразмера - Д 1600-90 (Д - двустороннего входа, 1600 - номинальная подача (м ³/ч) при наибольшем значении КПД, 90 - номинальный напор, м).

Центробежные вертикальные насосы типа ВЦ предназначены для перекачивания воды с рН = 6-8, температурой до 45°С и массовой концентрацией взвешенных веществ не более 0,3%, размером до 0,1 мм, из которых абразивных частиц не более 2%, а так же других жидкостей, аналогичных воде по вязкости и химической активности.

Насосы изготавливают с подачей от 1 до 35,0 м ³/ч и напором от 22 до 110м. Их КПД находится в пределах 0,87-0,89. допустимый кавитационный запас 11,5-14м.

Эти насосы изготавливают с односторонним осевым подводом воды к рабочему колесу (рис. 2). Вал насоса кованый стальной с фланцами на концах для крепления рабочего колеса и соединения с трансмиссионным валом.

Регулирование параметров насоса осуществляется направляющим аппаратом. Привод насосов типа ВЦ осуществляется вертикальным электродвигателем. Соединение валов двигателя и насоса жесткое фланцевое.

Не рекомендуется применять центробежные вертикальные насосы с длинным валом, так как это требует установки нескольких валов - проставок и дополнительных направляющих подшипников. Расстояние между фланцами вала электродвигателя и вала насоса регламентируется заводом -изготовителем из расчета установки одного вала-проставки.

Пример, обозначения типоразмера - 1000 ВЦ - 16/63 (1000 - диаметр напорного патрубка (мм), ВЦ - вертикальный центробежный, 16 - номинальная подача (м ³/ч), 63 - номинальный напор, м).

Насосы типа В выпускаются 28 типоразмеров. Насосы 60 0В - 1,6/100 и 800В - 2,5/40 изготавливают серийно, остальные - по индивидуальным заказам.

÷Многоступенчатые центробежные насосы

В этих насосах механическая энергия двигателя передается потоку перекачиваемой жидкости последовательно несколькими рабочими колесами, смонтированными на одном валу, в одном секционном корпусе. Напор этих насосов равен сумме напоров, создаваемых каждым установленным рабочим колесом (рис. 5.15).

Многоступенчатые насосы предназначены для перекачивания чистой воды с температурой до 60°С или 105°С, разделяются на нормальные и высокооборотные.

Корпус многоступенчатого насоса состоит из отдельных секций, число которых, равно числу ступеней, минус единица, так как одно колесо расположено в переднее крышке. Секционная конструкция корпуса насоса позволяет увеличивать или уменьшать напор, не изменяя подачи.

Многоступенчатые насосы типа ЦНС выпускают с числом рабочих колес от 2 до 10. Нормальные насосы изготавливают одного типа - секционные с рабочими колесами осевого входа. Подача этих насосов 8-850 м ³/ч, напор 40-1440 м, Н =4-7 м, КПД = 0,67-0,77.

Высокооборотные насосы имеют подачу 38-1000 м ³/ч при напоре 136-2000 м. Насосы устанавливают с подпором на 2-6 м, их КПД 0,72-0,8.

Условные обозначения насоса (например, ЦНС 38-44): центробежный насос секционный, подача 38 м ³/ч, напор 44 м.

¸Скважинные насосы

По принципу перекачивания жидкости скважинные насосы относятся к группе многоступенчатых вертикальных насосов. Установка скважинных насосов в трубчатых колодцах и буровых скважинах предопределяет особенность их конструкции. Эти насосы имеют минимальные поперечные размеры, а их внешняя форма соответствует форме круглых обсадных труб, внутри которых их устанавливают.

Скважинные насосы изготавливают двух типов: насосы с трансмиссионным валом (артезианские типа А и АТН, рис. 5.16) и погружные (типа ЭЦВ,рис.5.17).

Насосы типа ЭЦВ представляют собой агрегат, состоящий из центробежного насоса и погружного электродвигателя с жестким соединением их валов. Они предназначены для подъема воды общей минерализацией не более 1500 мг/л, рН = 6,5-9,5, температурой 25°С и с массовой долей твердых механических примесей не более 0,01%, содержание хлоридов не более 350 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л, сероводорода не более 1,5 мг/л.

Условное обозначения агрегата (ЭЦВ 8-40-65):

Э - с приводом от погружного электродвигателя;

Ц - центробежный;

В - для подачи воды;

8 - максимально допустимый для данного типоразмера диаметр обсадной колоны (скважины) мм, уменьшенный в 25 раз;

40 - номинальная подача, м³/ч;

65 - номинальный напор, м.

Насосный агрегат подвешивается на колонне водоподъемных труб и спускается в воду на такую глубину, чтобы верхний фланец клапанной коробки находился ниже динамического уровня в скважине не менее чем на 1,5 м. Подшипники насоса смазываются и охлаждаются откачиваемой водой.

Отличительной конструктивной чертой артезианских насосов типа А и АТН (рис. 5.16) является то, что приводной электродвигатель устанавливается над устьем скважины и соединяется с насосом промежуточным трансмиссионным валом. Эти насосы состоят из трех основных узлов: насосного узла, напорного трубопровода с трансмиссионным валом, приводной головки.

Насосный узел представляет собой группу, соединенных шпильками секций, корпусов, внутри которых находится вал с насаженными на нем рабочими колесами.

Условное обозначение насосов типа АТН:

А - артезианский,

Т - турбинный,

Н - насос.

Первые цифры за буквами - наименьший внутренний диаметр обсадной колонны (мм), уменьшенный в 25 раз, последующие - индекс рабочего колеса, а последние цифры - количество ступеней насоса.

Условные обозначения насосов типа А (например: 24А - 18х1): первые цифры до букв - наименьший внутренний диаметр обсадной скважины (мм), уменьшенный в 25 раз, последующие - индекс рабочего колеса, а последние цифры - количество ступеней насоса.

Условные обозначения насосов типа А (например: 24А-18х1): первые цифры до букв - наименьший внутренний диаметр обсадной колонны (мм), уменьшенный в 25 раз; А - артезианский; следующие цифры - коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; последняя цифра - количество ступеней насоса.

¸Динамические насосы для сточных жидкостей

Предназначены для перекачивания бытовых и промышленных вод с рН от 6 до 8,5, плотностью 1100 кг/м³, с температурой до 90°С, с содержанием абразивных частиц не более 10% по объему, размером частиц до 5 мм.

Состав сточной жидкости обусловливает особенности насосов для сточных вод, а именно:

- рабочее колесо закрытого типа значительно шире и имеет меньшее число лопастей, чем колесо насосов, перекачивающих чистую воду;

- лопастям придается более обтекаемая форма;

- на корпусе насоса и на входном патрубке имеются люки - ревизии;

- в зону сальникового устройства подается чистая вода;

- внутренняя полость корпуса защищена сменными дисками.

Насосы выпускаются на подачу 1,9 - 3000 л/с при напоре 5,5 - 110 м и КПД = 0,45-0,83.

Насосы типа СД - горизонтальные (рис. 5.18), СДВ - вертикальные (рис. 5.19).

Их корпуса имеют спиральный отвод упрощенной формы, без выступающих частей рабочего колеса одностороннего входа закрытого типа имеет от двух до пяти лопастей. Вход в насос осевой, для вертикальных насосов - через плавно изогнутое расширяющееся колено.

Напорный патрубок у горизонтальных насосов, как правило, устанавливают вертикально вверх;

при необходимости он, может быть, повернут вокруг оси насоса на 90°, 180°, 270°.

Напорный патрубок насоса типа СДВ расположен горизонтально. К подшипникам скольжения крупногабаритных насосов подводится от системы технического водоснабжения чистая вода для их охлаждения и смазки.

Насосы типа СД применяют на малых и средних, а типа СДВ - на крупных канализационных насосных станциях.

Пример обозначения типоразмера - СДВ 24000-28 (СДВ - динамический для сточных жидкостей, вертикальный; 24000 - номинальная подача (м ³/ч); 28 - номинальный напор, м).

¸Погружные насосы для перекачивания сточных вод

В настоящее время наибольшее распространение для перекачивания сточных вод нашли погружные насосы различных фирм - производителей (ФЛИГТ, АВ8, К8В, ОКиNР05 и др.).

Погружные насосы в первую очередь предназначены для перекачки бытовых сточных вод, ливневых вод и осадка.

Один из типов погружного насоса приведен на рис. 5.20.

Основное достоинство погружных насосов - они не нуждаются в дорогостоящем большом и сухом пространстве и не требуют монтажа всасывающих коммуникаций насоса. Диапазон производительности погружных насосов от 2 до 3000 л/с при создаваемом напоре от 3 до 100 м.

Погружные насосы ФЛИГТ имеют обозначения, состоящие из двух букв с последующими четырьмя цифрами, например, СР 3201. Первая буква характеризует гидравлическую часть насоса, т.е. рабочее колесо и корпус и обозначается буквами С, В, М, Н и т.д., всего 12 различных конструкций. Вторая буква определяет способ установки насоса: стационарный мокрый Р, переносной мокрый S, стационарный сухой Т и т.д., всего 8 способов.

Насосы, типа С, снабжены закрытым канальным рабочим колесом, конструкция которого сводит к минимуму его забивание, и поэтому является идеальным для перекачки сточных вод с крупными твердыми частицами или длинноволокнистыми включениями.

Примеры установки насосов типа С приведены на рис. 5.21 и 5.22.

Для закрепления соединительных лап фундаментные болты вставляются в днище шахты. Соединительные лапы укладываются на днище, после чего в них вставляются направляющие трубы, которые затем закрепляются сверху во входном пространстве шахты посредством державок направляющих труб.

Погружные насосы благодаря своей компактности, высокому КПД, значительному допустимому числу включений в час, равному 15, при любой мощности двигателя, позволяют уменьшить размеры насосной станции.

Регламент эксплуатации погружных насосов прост и предусматривает следующее: один раз в год внешний осмотр агрегата и замена при необходимости масла; один раз в 3 года разборка с возможной заменой износившихся деталей. Насосы не требуют постоянного обслуживающего персонала на станциях любой производительности.

¸Шнековые насосы

Шнековые насосы (рис. 5.23) предназначены для перекачки сточных вод при подъеме их на небольшую высоту (2-7 м). Насосы отличают простота конструкции и эксплуатации, а также незначительный объем строительных работ при их установки. На насосных станциях не требуется установка арматуры, которая заменяется простыми плоскими щитами.

Насосы могут работать без предварительной очистки сточных вод на решетках, крупность перекачиваемых включений обуславливается диаметром шнека и трубы шнека, а также его шагом.

¸Вспомогательные насосы

В системах водоснабжения и водоотведения используются также насосы, выполняющие ряд вспомогательных функций: водокольцевые вакуум-насосы применяются для создания вакуума при заливке основных центробежных насосов на водопроводных и канализационных насосных станциях. Они могут быть также использованы как воздуходувки для создания невысокого напора при использовании сжатого воздуха в технических процессах водоснабжения и водоотведения.

Подача насосов составляет 6-450 л/с при температуре воздуха перед всасывающим патрубком 20°С и при температуре воды, поступающий в водокольцевой насос 15°С, максимальный вакуум - 80-97%, максимальный напор 3-22 м, напор перед всасывающим патрубком -10м.

На станциях водоподготовки и очистки воды для дозирования реагентов применяют насосы дозировочные типа НД.

Насосы типа НД приводные, горизонтальные (или вертикальные), одноплунжерные, одинарного действия - применяют для перекачивания чистых нейтральных или агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий с температурой не более 85°С. Подача насоса регулируется от 0 до максимума изменением длинны хода штока и плунжера.

Насосы-дозаторы с помощью переходных фонарей и муфт можно объединить в двухплунжерные и многоплунжерные агрегаты, присоединяемые к одному электродвигателю. Такие дозаторные агрегаты (ДА) выпускают двух и трехцилиндровыми, и они могут дозировать одновременно два или три реагента. Например, на станции очистки воды можно одновременно дозировать коагулянт, полиакриламид и известковое молоко. Насосы дозаторы выпускают с подачей 0,04-2500 л/ч и развиваемым напором 100-4000 м.

Насосы для взвешенных веществ широко применяют для откачки гравийно-глинистых и грунтовых вод из котлованов и траншей, а также бытовых и сточных вод, при ремонтных работах на водопроводных и водоотводящих сетях и сооружениях. Наибольшее распространение для этих целей нашли насосы ГНОМ (грязевой насос одноступенчатый моноблочный). Насосы ГНОМ устанавливают вертикально на дно котлованов, траншей, колодцев и камер. Они могут работать при полном или частичном погружении в откачиваемую жидкость. Насосы не могут работать «всухую», без охлаждения откачиваемой жидкости.

¸Водоструйные насосы

К ним относятся водоструйные насосы, работающие на воде, эжекторы - на газе или на воздухе, инжекторы - на паре, гидроэлеваторы - на горячей воде.

Действие струйных насосов основано на принципе передачи кинетической энергии от одного потока к другому, обладающей меньшей кинетической энергией. Создание напора у насосов этого типа происходит путем непосредственного смешения обоих потоков, без каких либо промежуточных механизмов.