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;

return false">ссылка скрыта

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.

Основные достоинства струйных насосов:

- легкость изготовления (основные элементы - насадки, камера смеше­ния и диффузор, легко изготавливается из труб);

- отсутствие движущихся частей;

- возможность установки электродвигателя отдельно от насоса;

- возможность перекачивания гравийно-песчаных смесей крупных фрак­ций;

- бесшумность работы. Основной недостаток - низкий КПД (15-27%).

В водопроводном и канализационном хозяйстве струйные насосы на­ходят применение для:

- заливки основных насосов перед пуском их в работу;

- загрузке и выгрузке фильтрующих материалов на очистных сооруже­ниях;

- выгрузки песка из песколовок;

- перемешивание осадка в метантенках;

- откачивания воды из трубчатых колодцев и скважин.