Большая Советская Энциклопедия (НА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 156

156

  Изменением наклона лопастей рабочего колеса достигается регулирование подачи с поддержанием кпд на высоком уровне в широких пределах. Рабочие колёса осевого Н. имеют очень высокий коэффициент быстроходности (ns от 500 до 1500 об/мин ). При малых подачах характеристики Н — Q и N — Q круто снижаются. Максимальные значения Н и N соответствуют режиму холостого хода. Крупнейший отечественный осевой поворотно-лопастной Н. рассчитан на Q = (45?50)?103 м3 /ч при H от 13 до 10 м , N = 2 Мвт и 11 = 86%. Марка этого Н.: ОП2-185. где ОП — осевой поворотно-лопастной, 2 — тип рабочего колеса и 185 — диаметр рабочего колеса (по концам лопастей, в см ).

  Вихревые Н. обладают хорошей способностью самовсасывания, т. е. возможностью начинать действие без предварительного заполнения всасывающей трубы подаваемой средой, если она имеется в корпусе Н. Благодаря этому они применяются для подачи легкоиспаряющихся или насыщенных газами капельных жидкостей и в комбинации с центробежными Н. Существуют 2 разновидности вихревых Н.: закрытого и открытого типа. В вихревом Н. закрытого типа (рис. 8 ) частицы жидкости из ячеек, расположенных по периферии рабочего колеса, под влиянием центробежных сил будут переходить в канал корпуса Н. и затем, передав часть своей кинетической энергии находящейся там среде, возвратятся в др. ячейки. Совершая винтообразное вихревое перемещение, каждая частица за время её нахождения в Н. несколько раз побывает в ячейках ротора и получит от него определенную энергию. В результате такого многоступенчатого действия вихревые Н. по сравнению с такими же (по размерам и скорости вращения) центробежными Н. развивают в 3—7 раз больший напор, но работают с более низким (в 2—3 раза) кпд. В вихревых Н. открытого типа жидкость подводится вблизи вала Н., проходит между лопатками рабочего колеса и отводится к выходному отверстию в корпусе из открытого (без перемычки) периферийного канала. В зарубежной литературе вихревые Н. называются фрикционными, регенеративными, турбулентными, самовсасывающими и др. Характеристики вихревого насоса показаны на рис. 9.

  Поршневые Н. отличаются большим разнообразием конструкций и широтой применения. Действие поршневых Н. состоит из чередующихся процессов всасывания и нагнетания, которые осуществляются в цилиндре Н. при соответствующем направлении движения рабочего органа — поршня или плунжера. Эти процессы происходят в одном и том же объёме, но в различные моменты времени. По способу сообщения рабочему органу поступательно-возвратного движения Н. разделяют на приводные (обычно с коленчатым валом и шатунным механизмом) и прямодействующие. Чтобы периодически соединять рабочий объём то со стороной всасывания, то со стороной нагнетания, в Н. предусмотрены всасывающий и нагнетательные клапаны. Во время работы Н. жидкость получает главным образом потенциальную энергию, пропорциональную давлению её нагнетания. Неравномерность подачи, связанная с изменением во времени скорости движения поршня или плунжера, уменьшается с увеличением кратности действия Н. и может быть почти полностью устранена применением воздушно-гидравлического компенсатора. Поршневые Н. классифицируют на горизонтальные и вертикальные, одинарного (рис. 10 ) и многократного действия, одно- и многоцилиндровые, а также по быстроходности, роду подаваемой жидкости и др. признакам. По сравнению с центробежными Н. поршневые имеют более сложную конструкцию, отличаются тихоходностью, а следовательно, и бо'льшими габаритами, а также массой на единицу совершаемой работы. Но они обладают сравнительно высоким кпд и независимостью (в принципе) подачи от напора (рис. 11 ), что позволяет использовать их в качестве дозировочных. Поршневые Н. могут создавать при нагнетании жидкости давления порядка 100 Мн /м 2 (1000 кгс /см 2 ) и более.

  Роторные Н. получили распространение главным образом для осуществления небольших подач жидкости. По особенностям конструкции рабочих органов роторные Н. можно подразделить на зубчатые (в том числе шестерённые), винтовые, шиберные, коловратные, аксиально- и радиально-поршневые, лабиринтные и др. Каждый из них имеет свои разновидности, но объединяющий их признак — общность принципа действия, в основном аналогичного действию поршневых Н. Роторные Н. отличаются отсутствием всасывающего и нагнетательного клапанов, что является их большим преимуществом и упрощает конструкцию.

  Зубчатый Н. с внешним зацеплением двух шестерён (рис. 12 ) — наиболее распространённый — всасывает жидкость при выходе зубьев одного колеса из впадин другого (на рис. 12 — слева) и нагнетает её при входе зубьев одной шестерни в зацепление с другой (на рис. 12 — справа, при вращении верхней шестерни по часовой стрелке). Зубчатые Н. снабжаются предохранительным клапаном, который при достижении максимально допустимого давления перепускает жидкость со стороны нагнетания на сторону всасывания. Характеристика одного из шестерённых Н. показана на рис. 13. Зубчатые Н. используют для подачи нефтепродуктов и др. жидкостей без абразивных примесей.

  Шиберный пластинчатый Н. (рис. 14 ) действует в результате изменения рабочих объёмов, заключённых между соседними пластинами и соответствующими участками поверхностей ротора и корпуса Н. В левой части Н. при вращении по часовой стрелке эксцентрично расположенного ротора этот объём увеличивается, из-за чего давление в нём понижается и создаётся возможность для всасывания жидкости. В другой части Н. при вращении ротора межлопаточные пространства уменьшаются, что обеспечивает нагнетание подаваемой среды. Эти Н. бывают одинарными и сдвоенными. Они предназначены для нагнетания чистых не очень вязких минеральных масел до давления 6 Мн /м 2 (60 кгс /см 2 ) и более и применяются в системах гидропривода и др. устройствах.

  Струйные Н. из числа Н.-аппаратов имеют наиболее широкую область применения и наибольшее разнообразие конструкций. Одним из них является водоструйный насос (рис. 15 ), действие которого состоит в основном из трёх процессов — преобразования потенциальной энергии рабочей жидкости в кинетическую (в коническом сходящемся насадке), обмена количеством движения между частицами рабочей жидкости и подаваемой среды (в камере смешения), а также перехода кинетической энергии смеси рабочей и транспортируемой жидкостей в потенциальную (в диффузоре). Благодаря этому в камере смешения создаётся разрежение, что обеспечивает всасывание подаваемой среды. Затем давление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повышается в результате снижения скорости движения, что делает возможным нагнетание. Струйные Н. просты по устройству, надёжны и долговечны в эксплуатации, но их кпд не превышает 30%.

  Области применения. Особенности конструкции и принцип действия различных Н. определяют диапазоны подачи и напора, в пределах которых целесообразно применять Н. того или иного типа. Использование трёх основных типов Н. характеризуется данными, указанными в табл. 2.

  Табл. 2.—Области использования основных типов насосов.

Параметры Поршневой Центробежный Осевой Qм3 /ч 1—200 1—100000 100—100000 Н, м 10—10000 1—4500 1—20

Рассматривая области применения устройств для напорной подачи жидкостей, следует также иметь в виду, что ещё в 19 в., особенно в Великобритании, Н. использовались (до внедрения электропривода) как генераторы гидравлической энергии. Эта энергия от центральных энергетических установок (с поршневыми Н. и паровыми машинами) по специальным водопроводам высокого давления передавалась на промышленные предприятия к потребителям. С начала 20 в. стали применять центробежные и роторные Н. в качестве генераторов гидравлической энергии в гидравлических передачах и системах гидропривода машин , в которых наряду с гидравлическими двигателями они являются основным элементом. О конструкции и конкретном применении Н. см. статьи Винтовой насос , Вытеснитель , Газлифт , Гидравлический таран , Глубоководный насос , Индукционный насос , Коловратный насос , Кондукционный насос , Крыльчатый насос , Лабиринтный насос , Погружной насос , Шестерённый насос , Штанговый насос .