Насосы и насосные установки. Основные понятия и определения

Все механические средства для подъема и перемещения жидкостей относятся к группе гидравлических рабочих машин и аппаратов.

Насосы - гидравлические рабочие машины и аппараты для подъема или нагнетания жидкостей. Они работают по принципу преобразования подведенной механической энергии (например, двигателя, водного потока и пр.) в энергию перемещаемой жидкости и используют для ее приема (всасывания) атмосферное давление. Водоподъемные машины и аппараты, работающие без использования атмосферного давления в процессе приема (всасывания) жидкости, обычно именуют водоподъемниками.

Для привода насосов в действие в настоящее время чаще всего применяют электрические двигатели и реже - двигатели внутреннего сгорания.

Насос и двигатель, соединенные при помощи передаточного механизма, составляют насосный агрегат.

Подробнее...

Классификация водоподъемных машин и аппаратов

По характеру работы и с энергетической точки зрения все водоподъемные машины и аппараты можно разделить на следующие основные группы:

1.Черпаковые водоподъемники, выполняющие работу путем непосредственного зачерпывания и подъема воды ковшами, черпаками и пр., - журавль, чигирь, нория, архимедов винт и другие простейшие водоподъемники.

2.Водоподъемники, работающие на явлении смачивания, - спиральные, ячеисто-ленточные и ленточные водоподъемники.

3.Эмульсионные водоподъемники, работающие на принципе сообщающихся сосудов, - всасывающие и напорные эрлифты и газлифты.

4.Струйные насосы, использующие для водоподъема кинетическую энергию подведенной рабочей жидкости или пара, - водоструйные насосы (эжекторы), гидроэлеваторы и пароструйные насосы (инжекторы).

5.Насосы вытеснения, или объемные насосы, подающие воду за счет попеременного изменения объема рабочей камеры, - поршневые, ротационные, диафрагмовые и насосы замещения.

Подробнее...

Черпаковые водоподъемники

Черпаковые водоподъемники находили применение еще в глубокой древности и в несколько реконструированном виде применяются в настоящее время. Примером может служить ленточно-черпаковый водоподъемник Л-20 (рис.3).

Его производительность 2,5 м³/час, высота подъема воды до 20 м, число оборотов приводимого шкива при соединении с конным приводом ПК-1 равно 250 об/мин, вес агрегата 330 кг.

Рабочим органом служит хлопчатобумажная лента 3 шириной 90 мм с приклепанными через каждые 200 мм металлическими ковшиками. При вращении вала 2 рабочая ветвь ленты, поднимаясь снизу вверх, захватывает воду ковшиками и выбрасывает ее в сливную коробку корпуса.     

Подробнее...

Водоподъемники, работающие на явлении смачивания

Эти водоподъемники также применяются для подъема воды из шахтных колодцев. В качестве примера можно привести цепной спиральный водоподъемник ВОС-2 и ленточный водоподъемник «Ашхабадец». Устройство его аналогично черпаковым водоподъемникам.

Рабочим органом является лента из прорезиненного бесконечного ремня шириной 100 и толщиной 4 мм. Эта лента не имеет металлических ковшиков, а, проходя через воду, смачивается и тем самым захватывает жидкость. При проходе ленты через верхний блок вода под действием центро­бежной силы отбрасывается к стенкам корпуса в сливную коробку, откуда по желобу стекает в приемный резервуар.

Привод водоподъемника осуществляется электродвигателем с клиноременной передачей.

Эмульсионные водоподъемники

Эмульсионные водоподъемники, известные у нас под названием эрлифтов, получили большое распространение при водозаборе из скважин. Эрлифты применяют и в канализации для подъема хозяйственно-фекальных и отработанных производственных сточных вод. Эрлифты разделяются на нагнетательные и всасывающие, причем наибольшим распространением пользуются нагнетательные эрлифты, а всасывающие практически не применяются. На рисунке 4 схематически изображена скважина 1, оборудованная нагнетательным эрлифтом. Он представляет собой водоподъемную трубу 2, опущенную в скважину и заглубленную под динамический горизонт воды (Д. Г. В.). В эту трубу по трубке 3 через форсунку 4 подается от компрессора сжатый воздух. Образующаяся при этом смесь (эмульсия) воздуха и воды поднимается по водоподъемной трубе 2 и изливается в приемный бачок-воздухоотделитель 5, где происходит разделение воды и воздуха.

Выделившийся воздух через кран 6 уходит в атмосферу, а вода по отводной трубе 7 сливается в подземный резервуар.

Подробнее...

Cтруйные водоподъемники

Действие струйных водоподъемников происходит за счет энергии рабочей (вспомогательной) жидкости, подводимой к насосу со стороны. Эта жидкость, проходя с большой скоростью через жидкость, подаваемую насосом, смешивается с последней и, передавая ей часть энергии, увлекает за собой.

Рабочая жидкость может быть капельной (например, вода) и газообразной (пар). Подаваться насосом могут также и капельная, и газообразная жидкости.

Водоструйные насосы

Рассмотрим работу водоструйного насоса (рис. 5). Рабочая вода под давлением подводится по трубе 1 к соплу 2, а из него с увеличенной скоростью попадает в цилиндрический участок - смеситель 3. Здесь в силу создавшегося разрежения вода из колодца или скважины подсасывается и перемешивается с рабочей водой. Далее смешанный поток воды поступает в расширяющийся участок насоса - диффузор 4, где (в связи с понижением скорости) давление (напор) увеличивается до такого пре­дела, который обеспечивает дальнейший подъем и перемещение воды по трубе 5 к потребителю.

Водоструйные насосы отличаются простотой устройства и обслуживания, так как не имеют трущихся частей и клапанов.

Они мало чувствительны к загрязненной воде и потому часто применяются для перекачки пульпы, угольного шлама, ливневых и сточных канализационных вод.

Подробнее...

Пароводяные струйные насосы

Пароводяные струйные насосы (инжекторы), представленные на рисунке 9, применяются для питания паровых котлов водой. Рабочей жидкостью инжектора служит пар из того же котла, куда необходимо накачивать воду.

Пар, подводимый к инжектору, проходит через сопло Лаваля 1.

Камера смешения в отличие от водоструйного насоса представляет собой сходящийся конус 2. Здесь пар смешивается с водой и конденсируется. Далее смесь воды и конденсата поступает в диффузор 3, где скоростная (кинетическая) энергия смеси преобразуется в энергию давления (потенциальную). За диффузором (расходящимся конусом) установлен обратный клапан 4, который предотвращает обратную утечку воды из котла при выключении инжектора.

Основной особенностью инжектора является то, что благодаря конденсации пара получается напор, превышающий давление рабочего пара в котле, что и обеспечивает поступление воды в него. Но при пуске инжектора давление в нем оказывается недостаточным для открытия обратного клапана 4, так как пар еще не конденсируется и напор инжектора не превышает рабочее давление пара. Поэтому в конденсации инжектора предусмотрена вестовая камера 5, сообщающаяся с атмосферой через легкий вестовой клапан 6, а в горловине насоса устроена щель, сообщающаяся с вестовой камерой.

Подробнее...

Насосы вытеснения (объемные насосы)

К этой группе насосов относятся поршневые (плунжерные), ротационные, диафрагмовые и насосы замещения.

Насосами вытеснения жидкость подается за счет попеременного изменения объема их рабочей камеры. В первой половине рабочего процесса объем рабочей камеры насоса увеличивается, а давление в ней соответственно уменьшается. Но так как в это время камера сообщается всасывающим трубопроводом с резервуаром, наполненным жидкостью, то последняя под действием атмосферного давления будет заполнять камеру.

В течение второй половины рабочего процесса камера отсоединена от всасывающего трубопровода и сообщается через напорный трубопровод с вышележащим резервуаром. В это время объем рабочей камеры начинает уменьшаться и жидкость выдавливается из нее через напорный трубопровод в верхний резервуар. По такому принципу, несмотря на конструктивные различия, работают все типы насосов вытеснения.

Поршневые насосы

Поршневые насосы известны очень давно. В настоящее время некоторое применение они еще находят в местном сельском водоснабжении при водоподъеме из шахтных колодцев и скважин.

Для общего ознакомления с их устройством и работой рассмотрим поршневой насос простого одинарного действия с кривошипным механизмом (рис. 10).

Клапанная коробка и цилиндр образуют рабочую камеру. Изменение ее объема, а следовательно, и изменение давления в ней, создается при помощи поршня, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре. Это движение происходит при помощи кривошипного механизма, состоящего из вала 10 с кривошипом г и шатуна 9, соединенного с поршнем насоса

Подробнее...