Устройство центробежного насоса

Устройство центробежного насоса включает в себя такие элементы, как рабочее колесо, вал насоса, сальники, подшипники, направляющий аппарат, уплотняющие элементы.

Рабочее колесо выполняется чаще всего из чугуна. В некоторых случаях может использоваться сталь, бронза, свинец, каучук и другие материалы. Выбор материала зависит от того, с какими целями используется насос.

Рабочее колесо закрепляется на валу с помощью одной или двух шпонок или при помощи резьбы.

Насосные валы - одно из наиболее уязвимых мест насосов. На вращающийся вал действуют силы трения, тяжести, кавитации и пр. Поэтому чаще валы изготавливают из легированной (обладающей повышенной прочностью) стали, при работе в агрессивных средах - из нержавеющей стали.

Вал должен быть статично и динамически сбалансирован, в противном случае это может привести к преждевременному износу и даже механическому разрушению корпуса (на значительных частотах вращения). В корпорации "ЭСПА" проверка вала на сбалансированность производится с применением новейших технологий на специальных станках. В "Ливгидромаше" валы проверяют с помощью лазерных лучей и специфичного программного обеспечения.

В пространстве между кожухом и валом устанавливаются сальники, выполняющие функцию уплотнителей. Сальник не допускает проникновение в насос воздуха и предотвращает утечку из насоса жидкости. Сальник со стороны всасывания имеет водяной затвор. Если насос используется для нагнетания жидкости с высокой температурой, сальник должен иметь охлаждающую рубашку.

Подшипники имеют чугунные вкладыши. Смазка подшипников кольцевая. Масло охлаждается водяной рубашкой или змеевиками. Могут применяться шариковые и роликовые подшипники, подшипники с водяной смазкой.

Корпуса центробежных насосов отливают из чугуна, или отштамповывают из стали (при значительных давлениях). Корпус насоса может быть как цельным, так и состоящим из нескольких частей, крепящихся между собой при помощи резьбовых соединений. Последний вариант более практичен, поскольку не затрудняет доступа к рабочему колесу, упрощает проведение ремонтных работ и замену деталей. Внутренняя поверхность корпуса должна быть максимально гладкой и не иметь острых углов, т.к. это препятствует движению жидкости, создает гидродинамическое сопротивление, т.е. снижает КПД агрегата.

Иногда в корпусе последовательно располагается несколько рабочих колес на одном валу. Такие насосы способны создавать большее давление и называются многоступенчатыми. В корпусе располагается рабочий вал, опирающийся на подшипники качения или скольжения. В агрегатах с большими частотами вращения вала, в которых наблюдается нагрев подшипников до высоких температур, в узлах подшипников применяют систему принудительного смазывания и охлаждения.

Направляющий аппарат выполняется из литого чугуна. Если насос используется для специальных целей, направляющий аппарат может быть бронзовым. Бронзовые аппараты имеют более гладкие поверхности каналов, что обеспечивает легкость их зачистки.

Уплотняющие кольца могут быть изготовлены из чугуна или бронзы. В том случае, если необходимо перекачивание загрязненной жидкости, уплотняющие кольца могут быть изготовлены из закаленной стали. На некоторые модели устанавливаются резиновые уплотнители. [4]

Принцип работы центробежного насоса

Центробежный насос состоит из рабочего колеса 1. С изогнутыми лопатками 4, Заключенными в неподвижный корпус 3 Спиральной формы. Рабочее колесо насажено на вал, вращение которого осуществляется непосредственно от электродвигателя. В корпусе насоса имеются два патрубка для присоединения к всасывающему 5и нагнетательному 2 Трубопроводам. Отверстия в корпусе, через который проходит вал колеса, уплотнены сальниками для создания герметизации. Всасывающий трубопровод имеет клапан с сеткой 1 для исключения попадания твердых частиц мусора. (Рис. 5)

Рис. 5 Типовая схема центробежного насоса.

Центробежный насос может работать только в том случае, когда внутренняя его полость заполнена перекачиваемой жидкостью 6. Или, как принято говорить, находится под «заливом».

Принцип действия центробежных насосов заключается в следующем. Вращение вала насоса приводит в движение рабочее колесо, находящееся в корпусе насоса. Колесо при своем вращении захватывает жидкость и благодаря развиваемой центробежной силе выбрасывает се через направляющую (спиральную) камеру в нагнетательный трубопровод 2. Уходящая жидкость освобождает занимаемое ею пространство в каналах рабочего колеса. Давление в этой области снижается, и туда устремляется жидкость из всасывающего трубопровода 5. Под действием разности давлений. [5]