Принцип работы и схемы центробежных насосов
В центробежных насосах передача энергии перекачиваемой жидкой среде осуществляется за счет взаимодействия лопаток рабочего колеса с потоком. Под действием центробежной силы жидкая среда перемещается от центра рабочего колеса (всасывающая полость) к его периферии (напорная полость).
На рис. 1.1 показана принципиальная схема насоса. Рабочее колесо приводится во вращение от электродвигателя через вал. Конструктивно колесо представляет собой два диска, скрепленные между собой лопатками. Рабочее колесо помещается в корпусе насоса, выполненном в виде отводящей камеры. С торцевой стороны в центре корпуса прикрепляется всасывающий патрубок, через который по всасывающей трубе подводится перекачиваемая жидкая среда. От насоса жидкая среда отводится через напорный патрубок, к которому присоединяется напорный трубопровод (см. рис. В. 8).
Если корпус насоса заполнить жидкой средой и рабочему колесу придать вращение с соответствующей частотой, лопатки колеса будут отбрасывать ее от центра к периферии, т. е. жидкая среда будет перемещаться в направлении, показанном стрелками. В результате на входе в рабочее колесо возникнет вакуумметрическое давление и перекачиваемая жидкая среда по всасывающему трубопроводу будет подходить к рабочему колесу. Таким образом устанавливается непрерывная подача насосом. Из рабочего колеса жидкая среда выходит с большой скоростью (15…20 м/с), и во избежание больших потерь напора подавать ее непосредственно в трубопровод нельзя. Постепенное преобразование динамического напора в статический происходит в диффузоре.
В некоторых конструкциях центробежных насосов (особенно многоступенчатых) динамический напор преобразуется в статический не только в диффузорной части отвода, но и в промежуточном направляющем аппарате, у которого лопатки образуют диффузорные (расширяющиеся) каналы. Для увеличения подачи при неизменном диаметре рабочего колеса делают насосы с двусторонним входом (рис. 1.2). Каждая из половин рабочего колеса такого насоса представляет собой зеркальное отображение колеса с односторонним входом относительно плоскости, совпадающей с задним диском.
Одноколесные (одноступенчатые) насосы способны создавать, напор порядка 100 м водяного столба. Однако в производственных условиях иногда требуются значительно большие напоры. Для этих целей делают многоступенчатые насосы (рис. 1.3). В них от напорной полости предыдущей ступени к всасывающей полости последующей жидкая среда подается по переходным каналам. Таким образом, в каждой ступени перекачиваемая жидкая среда получает соответствующее приращение энергии и на выходе из напорного патрубка обладает высоким напором. Многоступенчатые насосы могут развивать напор более 2500…3000 м водяного столба.