Горизонтальные центробежные насосы

Горизонтальные центробежные насосы составляют наиболее обширную группу лопастных насосов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. Конструктивное исполнение их весьма разнообразно. В данном параграфе рассматриваются горизонтальные центробежные насосы, широко применяемые в водопроводно-канализационных системах.

На рис. 1.59 показан одноступенчатый центробежный консольный насос типа К.

Его рабочее колесо с односторонним входом с помощью цилиндрической шпонки и накидной гайки закреплено на ъалу, на противоположном конце которого имеется полумуфта. Вал вращается на двух опорах — шариковых подшипниках, установленных в корпусе. Для смазывания подшипников в корпусе имеется масляная ванна. Рабочее колесо размещается в корпусе накоса, который представляет собой чугунный спиральный отвод. С торцевой стороны корпус закрывается съемной крышкой, выполненной как одно целое со всасывающим патрубком (подводом). Напорный патрубок у всех насосов типа К в зависимости от условий монтажа может быть повернут на 90°, 180 и 270°. Вал насоса, защищенный от изнашивания втулкой, проходит через сальник, корпус которого отливается вместе с корпусом насоса. Для уравновешивания осевой силы давления на рабочем колесе имеются двустороннее уплотнение и разгрузочные отверстия. Для заполнения корпуса насоса жидкой средой перед запуском в верхней его части предусмотрено отверстие. Через сливное отверстие, закрытое пробкой, производится опорожнение корпуса насоса. Сальник насоса имеет гидравлическое уплотнение.

Отличительной особенностью центробежного консольного моноблочного насоса (рис. 1.60) является отсутствие опорной стойки. Корпус насоса через фонарь непосредственно крепится к фланцевому щиту электродвигателя, на удлиненном валу которого закреплено рабочее колесо. Благодаря такой конструкции насоса значительно сокращается длина агрегата (насос — электродвигатель).

Насосы типа К и КМ (ГОСТ 22247—76) предназначены для подачи чистой воды и других чистых жидких сред температурой до 105 °C. Подача их составляет 4,5…360 м³/ч при напоре 8,8…90 м. .Эти насосы в соответствии с ГОСТ имеют следующие маркировки:

Относительно большой группой представлены одноступенчатые насосы консольной конструкции типа ХО (химический обогреваемый) (ГОСТ 10168—75). Они предназначены для перекачивания химически активных и нейтральных жидких сред с твердыми включениями размером до 0,2 мм, концентрация которых не более 0,1%.

Плотность перекачиваемой среды не более 1850 кг/м³, температура ют —40 до 200 °C. Насосы выпускают с подачами 2…360 м³/ч при лапоре 10…150 м.

В отличие от насосов типа К У насосов типа ХО в передней крышке имеется полость, через которую пропускается горячая вода для подогрева перекачиваемых жидких сред. Вал насоса имеет двойное торцевое уплотнение.

Маркировка насосов: XO-Q₄/# (X —химический консольный на отдельной стойке; О — обогреваемый; Q₄ — подача, м³/ч; Н — напор, м).

Горизонтальный центробежный насос с двусторонним входом типа Д (ГОСТ 10272—87) показан на рис. 1.61. Его рабочее колесо закреплено на стальном валу с помощью цилиндрической шпонки и защитно-упорных втулок. Вал вращается в двух подшипниках скольжения с кольцевым смазыванием. Случайные осевые силы давления воспринимаются радиально-осевым шариковым подшипником. Корпус насоса имеет горизонтальный разъем по оси вала, что значительно облегчает разборку насоса. Все корпусные детали и рабочее колесо выполнены из чугуна. Насосы типа Д предназначены для подачи воды и других чистых жидких сред температурой до 100 °C от 200 до 12 500 м³/ч при напоре от 12 до 137 м.

В соответствии с ГОСТ они маркируются Д Q₄-H (Д — двусторонний вход; Q₄ — подача, м³/ч; Н — напор, м, при максимальном КПД).

Многоступенчатые насосы применяются для получения высоких напоров, которые достигаются за счет последовательной работы нескольких рабочих колес, объединенных в одном корпусе. Возможные схемы движения перекачиваемой жидкой среды в ступенях насосов показаны на рис. 1.62. Промышленностью выпускаются горизонтальные многоступенчатые насосы трех типов: М (колеса подключаются по схеме на рис. 1.62, а); МД (по схеме на рис. 1.62, б, одно колесо с двусторонним подводом); МС (по схеме на рис. 1.62, в).

Конструкция отдельных узлов многоступенчатого горизонтального насоса типа М (рис. 1.63) аналогична ранее рассмотренным. Такие насосы имеют горизонтальный разъем корпуса. Жидкая среда из первой ступени (колесо 1) по левому перепускному каналу 2 поступает во вторую ступень (колесо 5), затем по каналу 7 подводится к третьей ступени (колесо 5), откуда по правому перепускному каналу 2 — к четвертой ступени (колесо 4) и из напорного патрубка подается в трубопровод. Насос имеет спиральные отводы от каждой ступени. Ротор насоса (все вращающиеся детали) полностью уравновешен от осевой силы давления за счет попарно противоположного размещения рабочих колес. Случайные осевые силы давления воспринимаются радиально-упорным подшипником 6, У насосов типа МД аналогичная конструкция, с той разницей, что две ступени с односторонним входом заменяются одной ступенью двустороннего входа.

Многоступенчатый горизонтальный насос типа МС (рис. 1.64) в отличие от насосов М и МД имеет секционную конструкцию с вертикальным разъемом каждой секции, которая включает корпус с направляющим аппаратом и кольцевым отводом и рабочее колесо. Все секции вместе с передней и задней крышками, между которыми укладываются уплотнительные резиновые кольца, скрепляются стяжными шпильками. Относительная сложность разборки является конструктивным недостатком насосоц типа МС. Их преимущество в возможности увеличения напора путем установки дополнительных секций, при этом изменяется только длина вала и стяжных шпилек. Ввиду того что все рабочие колеса с односторонним входом размещены в одном направлении, возникает осевая сила давления, для уравновешивания которой насосы типа МС обеспечиваются уравновешивающим диском. Насосы такого типа марки ЦНС (ГОСТ 10407—83) изготовляют с числом ступеней от 2 до 10.

Для перекачивания бытовых и производственных сточных вод плотностью до 1050 кг/м³, а также осадков из первичных отстойников промышленностью серийно выпускаются горизонтальные центробежные насосы-дробилки трех типоразмеров (НДГ 45/7, НДГ 190/9 и НДГ 320/17) (рис. 1.66). Отличительной конструктивной особенностью насоса-дробилки является устройство на входе в рабочее колесо дробильного узла в виде стальной втулки с входными окнами шириной 16 мм. Последние имеют режущую кромку. ВтулПри проектировании наземных насосных станций различного назначения с большими подачами при определенных условиях целесообразнее использовать насосы с вертикальным расположением вала. Для оборудования систем водоснабжения из подземных источников используются только вертикальные насосы.

Конструкции всех основных деталей вертикального центробежного насоса типа В (рис. 1.67) принципиально не отличаются от конструкции аналогичных деталей консольного насоса горизонтального исполнения. Вес вращающихся деталей воспринимается упорным подшипником (подпятником) электродвигателя, расположенного над насосом. Радиальной опорой вала 4 насоса служит подшипник 3 с лигнофолевыми вкладышами, смазываемыми водой. Вал насоса соединяется с валом 6 электродвигателя жесткими муфтами через ряд секций трансмиссионного вала 5, число которых зависит от расстояния между электродвигателем и насосом. Спиральный отвод (корпус) 2 имеет тавровые ребра жесткости и опирается на фундаментные плиты 1 опорными лапами 7. Насосы типа В (ГОСТ 19740—74) предназначены для подачи чистой воды от 3600 до 125 000 м³/ч при напоре 22…110 м температурой до 35 °C. Они маркируются Д_НВ—Q₄/H (Д_ц — диаметр напорного патрубка; В — вертикальный; Q₄ — подача, м³/ч; Н — напор, м, при максимальном КПД).

Скважинные насосы предназначаются для подачи воды из подземных источников. Агрегаты со скважинными насосами подразделяются на две группы: полупогружные, к которым относятся насосы типа А, НА и ЦТВ, и погружные — типа АП и ЭЦВ. У полу-погружных насосов электродвигатель-привод размещается над скважиной и соединяется с насосом трансмиссионным валом, длина которого зависит от глубины скважины. Чтобы исключить вибрацию, трансмиссионный вал насоса типа А (рис. 1.68) размещается в промежуточных подшипниках с резинометаллическими вкладышами, смазываемыми водой. Верхняя секция трансмиссионного вала соединяется с валом электродвигателя вертикального исполнения полумуфтами. Вес вращающихся деталей насоса и трансмиссии воспринимается опорной пятой с радиально-упорными шариковыми подшипниками, а вес всего насосного агрегата — опорным корпусом, установленным над скважиной. Насосы типа А выпускаются одноступенчатыми с подачей от 600 до 1200 м³/ч при напоре 28…45 м, насосы типа НА — с числом ступеней 3…5, пока прикреплена к рабочему колесу и вращается вместе с ним.