ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 161
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 6.9. схема плунжерного насоса.
Поршневой насос принципиально не отличается от плунжерного. Длина поршня в соизмерении с его диаметром значительно меньше, чем у плунжера. При движении поршень всей своей цилиндрической поверхностью касается стенок корпуса, в то время как плунжер соприкасается с корпусом только в узле уплотнений, размещенных у входа в рабочую камеру.
В диафрагменном насосе роль вытеснителя выполняет одна из стенок рабочей камеры, изготовленная из резины. Вдавливание диафрагмы в камеру и ее вытягивание осуществляются периодически посредством толкателя с эксцентриковым приводом.
Роторные насосы. В этой группе насосов изменение объема рабочих камер производится в процессе вращательного движении рабочего органа - ротора. Для подачи жидкости на карьерах используют три типа роторных насосов: винтовые, шланговые и пластинчатые.
Рабочими органами винтовых насосов являются один или три винтовых ротора. Если два винтовых ротора соприкасаются так, что выступы одного входят во впадины другого, тс при их вращении точка перекрытия впадины выступом перемещается вдоль оси вращения, обусловливая вытеснение жидкости из впадин по винтовым линиям в одном направлении и всасывание - в другом.
Шланговый насос, принципиальная схема которого показана на рис.6.10 состоит из гибкого резинового шланга 1 закрепленного в корпусе 2, и зубчатого ротора 3, несущего на себе ролики 4. При вращении ротора ролики пережимают шланг, разделяя его на две части. По мере перемещения точки пережима одна из этих частей будет уменьшаться в объеме, а другая увеличиваться. В первую всасывается жидкость, а из второй она вытесняется.
Рис. 6.10. схема шлангового насоса.
Пластинчатый насос (рис.6.11) состоит из корпуса 1, в котором эксцентрично вращается ротор 2, несущий в радиальных пазах свободно посаженые пластины 3.
Рис. 6.11. схема пластинчатого насоса.
При вращении ротора центробежные силы выдвигают пластины из пазов, принимая их к внутренне, поверхности цилиндрического корпуса. Между
каждой парой пластин и поверхностями цилиндра, ротора и боковых крышек образуются изолированные камеры 4, объем которых изменятся от нуля до максимума и снова до нуля. Та часть серповидного пространства между ротором и корпусом, где происходит увеличение объема камер, сообщается со всасывающим патрубком, а другая - с нагнетательным.
На водоотливных установках в качестве основного силового оборудования преимущественное применение получили лопастные насосы, имеющие мягкие напорные характеристики. Насосы трения имеют относительно жесткую по напору характеристику. Объемные насосы обладают жесткой по расходу характеристикой. Развиваемое ими давление, теоретически ничем не ограничено и зависит только от усилия, которое создается приводом на рабочем органе, и прочностью конструкции насосов. Поэтому перекрытие нагнетания при работающем насосе является недопустимым.
Конструкции центробежных насосов, используемых в качестве основного силового оборудования карьерного водоотлива, весьма разнообразны.
Одним из основных конструктивных признаков, в значительной мере определяющем компоновку насосного агрегата, является ориентация оси вращения насоса в пространстве. По этому признаку центробежные насосы подразделяются на горизонтальны вертикальные.
Горизонтальные насосы
Насосы с горизонтальным расположением коренного вала применяют на зумпфовых водоотливных установках. Эти насосы подразделены две группы: одноступенчатые и многоступенчатые. В первой группе выделяют два типа насосов, отличающихся количеством всасывающих отверстий в рабочей колесе и его расположением относительно подшипниковых опор: насосы двустороннего входа и консольные. Направление разъема: корпуса и способ перевода жидкости из одной ступени в другую отличают два типа многоступенчатых насосов: секционные и спиральные.
Консольные насосы (рис.6.12) односторонний подвод жидкости в рабочее колесо 6, закрепленное на консольном конце коренного вала 2. Подвод насоса выполнен в виде конфузорного всасывающего патрубка ВП. Отвод 3 насоса имеет спиральную форму, сопряженную с диффузорным нагнетательным патрубком НИ. В некоторых насосах этого типа отвод снабжен продольной перегородкой, разделяющей его на два полуотвода, как это показано на рис 6.12, а. Отвод и задняя крышка выполнены в виде одного цельного узла, который болтами крепится к станине 4 (см. рис. 6.12). Передняя крышка 5 отлита заодно с всасывающим патрубком. Радиальные подшипники 6 и 7 установлены в расточках оперного узла с масляной ванной. Полумуфты 8 и 9 соединяют коренной вал насоса с валом электродвигателя. Всасывающая и нагнетательная протечные части корпуса разделены кольцевым уплотнением 10. Для разгрузки агрегата от действия осевых сил предусмотрено кольцевое уплотнение 2 и перепускные отверстия 12. Зазор между валом и корпусом уплотнен сальниками 13 и гидроуплотнительным кольцом 14, к которому по каналу 15 подается вода со стороны нагнетания насоса. Сальник периодически поджимается грандбуксой 16.
Некоторые насосы консольного типа имеют моноблочное исполнение. В отличие от насосов марки КМ (см.рис.6.12), моноблочные насосы марки КМ не имеют отдельного коренного вала с подшипниковыми операми. Рабочее колесо насаживается на удлиненную консоль вала электродвигателя, к торцевому фланцу которого крепится корпусная часть насоса.
Рис. 6.12. Консольный насос.
Рис. 6.13. Области рабочих режимов консольных насосов.
Консольные насосы одного и того же типоразмера поставляются с рабочими колесами разного диаметра. Это позволяет расширить область рабочих режимов одной унифицированной модели насоса. Области (поля) рабочих режимов консольных насосов, выпускаемых промышленностью, показаны на рис.6.13. В левом верхнем углу указана марка насоса, а цифры в правом углу – частота вращения рабочего колеса. Цифры перед буквенным обозначением марки насоса отражают диаметр всасывающего отверстия в дюймах (1" = 25 мм), а после буквенного индекса - величину коэффициента быстроходности, уменьшенную в 10 раз.
Как видно из рис.6.13, номенклатура выпускаемых промышленностью консольных насосов включает около 20 типоразмеров, обеспечивающих поле рабочих режимов с расходом от 4 до 320 м3/ч напором от 6 до 60 м. Насос 4К-6 обеспечивает напор 90 м при подаче около 100 м3/ч.
Насосы двустороннего входа (рис. 6.14) имеют осевой разъем корпуса в горизонтальной плоскости. Нижняя часть 1 корпуса (станина) посредством опорных лап 2 и 3 крепится к фундаментной раме. Верхняя часть 4 (крышка) соединяется с нижней болтами. Рабочее колесо 5 двустороннего всасывания насажено на коренной вал 6. Отвод 7 имеет спиральную форму. Уплотнение 8 между валом и корпусом — сальниковые. Вода к гидроуплотнительному кольцу подается по внешним трубкам 9. Камеры В образуют двусторонний подвод. Проточные части отвода разделены кольцевыми уплотнениями 10. Рабочее колесо имеет центральное расположение относительно подшипниковых опор 11. Муфта 12 соединяет коренной вал с электродвигателем.
Рис. 6.14. насос двухстороннего входа марки Д.
Рабочее колесо насоса двустороннего входа, по существу, состоит из двух равнозначных половин. Поэтому при определении коэффициента быстроходности по формуле величину для насосов этого типа принимают равней половине подачи в режиме максимального к.п.д.
Поля рабочих режимов насосов марки Д (двустороннего входа). Цифры после буквенного индекса означают расход (м3/ч) и напор (м) насоса в режиме максимального к.п.д. при номинальном диаметре рабочего колеса. Расширение области рабочих режимов на этих насосах» как и на консольных, достигается за счет применения рабочих колес уменьшенного диаметра. Цифры в правом нижнем углу означают частоту вращения (об/мин).
Секционные насосы (рис.6.15) имеют вертикальные разъемы корпуса.
Рис. 6.15. Секционный насос марки ЦНС.
Кроме того, корпусные части и рабочие колеса 1 ступеней представляют одинаковые взаимозаменяемые секции одностороннего входа с одинаковым направлением движения жидкости в проточной части. Секции имеют общий коренной вал 2. Корпусные части 3 секций размещены между входной 4 и выходной 5 частями станины и стянуты болтами 6. Во входной и выходной частях станины размещены сальниковые уплотнения 8 и 9. Уплотнение 8 во входной части станины обязательно снабжается гидроуплотнительным кольцом. Коренной вал соединен с валом электродвигателя муфтой 10. Перевод жидкости из одной ступени в другую производится по каналам неподвижных корпусов секций. Отводящие лопатки 11 называют направляющими, а подводящие 12 – обратными. Подвод В первой ступени имеет спиралевидную форму. Уравновешивание осевой силы выполняется или при помощи перепускных отверстий в рабочем колесе, или посредством разгрузочного диска.
Поля рабочих режимов в насосе типа ЦНС (центробежные насосы секционные) Поля рабочих режимов насосов нормальной группы ограничены сплошными линиями, а высокооборотной - пунктирными. Широкий диапазон напоров на каждом типоразмере обеспечивается изменением количества ступеней, которое у насосов нормальней группы колеблется от 2 до 8-12. У насосов быстроходных групп оно достигает 16. В наименовании насосов цифры после буквенного индекса означают расход (м3/ч) и пределы изменения напора (м) при изменении количества ступеней.
Спиральные многоступенчаты насосы имеют осевой разъем в горизонтальной плоскости. Коренной вал 1 с насаженными на него рабочими колесами 2 вращается в подшипниковых опорах. Нижняя часть корпуса (станина) 4 соединяется с верхней (крышкой) 5 болтами. Зазор между валом и корпусом уплотнен сальниками 6 и 7. Сальник 6 со стороны первой ступени насоса снабжен гидравлическим затвором. Муфта 3 соединяет коренной вал насоса с валом двигателя. Спиралевидная всасывающая камера первой ступени сопряжена со всасывающим патрубком ВП. Отводы каждой ступени имеют спиральную форму. Перевод жидкости с первой ступени во вторую осуществляется по внутреннему каналу K1 корпуса, со второй в третью — по внешней переводной трубке ПТ, а с третьей в четвертую - по внутреннему каналу К2. Такая схема перевода жидкости обеспечивает хорошее уравновешивание осевых сил с минимальными потерши энергии, но значительно усложняет конструкцию и увеличивает габариты насоса. При нечетном количестве ступеней в спиральном насосе первое колесо имеет двусторонний вход.
Рабочие зоны освоенных промышленностью многоступенчатых спиральных насосов в настоящее время почти полностью перекрыты полями секционных насосов, которым отдают предпочтение на горных предприятиях в связи с их меньшими габаритами.
Вертикальные насосы
Насосы с вертикальным расположением коренного вала преимущественно используют на скваженных водоотливных установках. Конструктивная схема вертикальных зумпфовых насосов, опробованная на ряде шахт, оказалась непригодной для стесненных условий, в связи с чем такой тип насосов не получил распространения на водоотливных установках горных предприятий.
Скважинные насосы в зависимости от места расположения электродвигателя подразделяются на два типа, с погружным электродвигателем и с трансмиссионным валом.
Насосы с погружным электродвигателем (рис.6.16) имеют ряд существенных преимуществ перед насосами с трансмиссионным валом, основным из которых является простота и малая трудоемкость работ по монтажу и демонтажу насосных агрегатов. Насосам этого типа отдают предпочтение в системах водопонижения карьеров.
Насосы с погружным электродвигателем, используемые на горных предприятиях, имеют различные маркировки (ЭЦВ, АЭНП, АЭНП-с, ЭПН, АП, СИ, АНП, АПВМ, ПМНЛ, АПТ). В настоящее время все прочие марки постепенно заменяются унифицированной серией насосов типа ЭЦВ (электрический центробежный насос для воды).
Все насосы марок ЭЦВ выполнены по многоступенчатой секционной схеме. Секцию (ступень) насоса (см. рис. 6.16) образуют рабочие колеса 1 и взаимозаменяемые корпусные части 2 с переводящими лопастными направляющими аппаратами. Насосный агрегат крепится к водоподъемной трубе фланцем 3. Обмотки статора 4 электродвигателя и силовой кабель 5 имеют герметичную гидроизоляцию. Ротор 6 отделен от статора пластмассовой перегородкой. Вал двигателя соединен с коренным валом насоса муфтой 7 и опирается на подпятник 8, воспринимающий осевое усилие. Роторная часть двигателя заполнена чистой водой или маслом и отделена от проточной части насоса манжетой 9. Ось ротора двигателя и вала насоса фиксируют резинометаллические подшипники скольжения, смазываемые водой. В насосном агрегате предусматриваются специальные устройства для уравнивания давления между заполненной жидкостью роторной частью и окружающей средой при изменении температуры.
Рис. 6.16. Насос с погружным электродвигателем марки ЭВЦ.