Устройство и принцип действия центробежных насосов

На рис. 16.1 приведена схема центробежного насоса. Основным рабочим органом центробежного насоса является рабочее колесо 4 с лопатками б. Рабочее колесо обычно состоит из двух дисков, один из которых надет на вал, а второй соединен с первым диском лопатками 6 и имеет входное отверстие 2 В некоторых конструкциях второй диск отсутствует (открытое колесо). Лопатки б имеют криволинейную, цилиндрическую или более сложную пространственную форму. Рабочее колесо установлено на ведущем валу 3. Корпус насоса состоит из всасывающего патрубка 1 и спирального отвода 7, который заканчивается напорным патрубком 5.

Жидкость подводится к рабочему колесу 4 вдоль оси его вращения через всасывающий патрубок 1. далее она через отверстие 2 попадает в межлопаточное пространство колеса 4, раскручивается лопатками 6 и отбрасывается в спиральный отвод 7. Спиральный отвод имеет улиткообразную форму и предназначен для того, чтобы уловить выходящую с колеса жидкость. По спиральному отводу жидкость направляется к напорному патрубку 5, который часто имеет расширяющуюся форму (форму диффузора).

На схеме центробежного насоса нанесены его наиболее важный геометрический параметр – диаметр D рабочего колеса, а также ширина b₂ потока жидкости, выходящего с этого колеса.

Рассмотренная схема с консольной установкой рабочего колеса является одной из наиболее простых. В машиностроительных гидравлических системах используются и более сложные конструкции насосов.

Центробежные насосы могут быть выполнены с двухсторонним входом, а также с двумя или несколькими выходами.

На одном приводном валу насоса может быть установлено несколько изолированных друг от друга рабочих колес. Если жидкость проходит через них последовательно, то такие насосы называются многоступенчатыми и служат для получения высокого давления на выходе. Если у каждого из этих колес есть собственный вход и собственный выход, т.е. жидкость проходит через них параллельными потоками, то такие насосы называются многопоточными и служат для получения больших подач.

Кроме того, центробежные насосы различаются по конструкции рабочих колес.

Центробежные насосы могут быть предназначены для особых условий эксплуатации, например для перекачки нефти и нефтепродуктов, для работы с химически активными жидкостями, для работы при повышенной температуре и т.д. Особенности эксплуатации накладывают дополнительные требования к насосам, и это обычно приводит к усложнению их конструкций.

Рассматриваемые насосы могут выпускаться вместе с приводным двигателем как единое изделие. Такое устройство называется насосным агрегатом. Если насосный агрегат дополнительно снабжен трубопроводами и смонтированным оборудованием, обеспечивающим его работу, то такое устройство называют насосной установкой.

В заключение отметим, что центробежные и другие лопастные насосы по сравнению с объемными насосами обладают рядом преимуществ и недостатков. Так, они имеют практически равномерную подачу и нетребовательны к чистоте рабочей жидкости (могут перекачивать весьма загрязненные жидкости). Однако они не могут перекачивать вязкие жидкости и в отличие от объемных насосов не обладают самовсасыванием. Под самовсасыванием понимают способность насоса, работая без жидкости, создавать достаточное разрежение и за счет этого подсасывать жидкость из емкости, расположенной ниже насоса. Поэтому перед началом работы такого насоса его всасывающий трубопровод должен быть заполнен рабочей жидкостью. Кроме того, лопастные насосы имеют нежесткую характеристику, т.е. подача насоса существенно зависит от его напора (и наоборот). Поэтому при изменении сопротивления в трубопроводе меняется напор, а с ним и подача насоса.