Технология монтажа осевых насосов и вентиляторов

1. Технология монтажа осевого насоса.

1.1. Конструкция осевого насоса.

Согласно ГОСТ 6812–58, осевые насосы выполняются в двух модификациях: О – осевой с неподвижно закрепленными лопастями; Оп – осевой с поворотными рабочими лопастями.

Кроме букв О или Оп шифр насоса включает две цифры: первая указывает номер модификации рабочего колеса, а вторая – диаметр рабочего колеса (см). Например, насос Оп-2-110 – осевой с поворотными лопастями, с рабочим колесом второй модификации и диаметром d_в =1100мм. Девять размеров колес в сочетании с шестью модификациями рабочих колес и различными числами оборотов обеспечивают подачу (0,2÷18) м³ /сек и напор (13÷220) дж/кг. Число лопастей в рабочих колёсах 2÷6.

Осевые насосы используются в качестве циркуляционных насосов, в шлюзовых насосных установках, в береговых насосных станциях водоснабжения, в ирригационных системах.

На рисунке 1 показан осевой насос с поворотными лопастями Оп-3-110. Насос вертикальный, часть корпуса, в которой расположено рабочее колесо, стальная, сварена в виде разъемной камеры; остальные части корпуса литые чугунные. Рабочие лопасти литые стальные, заканчиваются цапфами, к которым крепятся рычаги. Другим концом рычаги соединяются серьгами с крестовиной. Крестовина соединена со штоком, проходящим сквозь вал и имеющим осевые перемещения, в результате которых все лопасти поворачиваются одновременно. Спрямляющие лопасти литые чугунные. Вал насоса вращается в двух подшипниках скольжения с резиновыми или лигновалиевыми вкладышами. Смазка подшипников водяная; в период пуска вода для смазки подается из технического водопровода. В корпусе насоса имеется люк для контроля за работой нижнего подшипника.

Рис.1. Осевой насосОп-3-110.

1.2. Устройство осевого насоса и вентилятора.

Принципиальная схема современного одноступенчатого осевого насоса представлена на рисунке 2,а. Для обеспечения плавного входа жидкости и создания равномерного поля скоростей перед рабочим колесом к корпусу насоса 1 крепится входной коллектор 2. Из коллектора жидкость поступает на рабочие лопасти 3, закрепленные вместе с обтекателем 4 на втулке 5, проходит через спрямляющий аппарат 6, лопасти которого крепятся к корпусу и цилиндрической обечайке 7, и далее через диффузор, образованный корпусом и конической обечайкой, подается в напорную линию.

Рис.2. Схема осевого насоса и распределения скоростей и давлений вдоль его оси.

Рабочие лопасти, как и в центробежной машине, сообщают жидкости кинетическую и потенциальную энергию; скорость за рабочим колесом с₂ больше скорости перед ним с₁ . назначение спрямляющего аппарата то же, что лопастных и канальных диффузоров: преобразование кинетической энергии в потенциальную. Отличительной особенностью спрямляющего аппарата, определившей его название, является почти полное устранение вращения потока, закрученного рабочим колесом; обычно за спрямляющим аппаратом скорость с₃ имеет осевое направление: с_3α =с_1α ; с_3и =0. Цифровые индексы у скоростей соответствуют номерам сечений, указанных на рис.1,а: 0 – перед насосом; 1 – перед рабочими лопастями; 2 – за рабочими лопастями; 3 – за спрямляющим аппаратом; 4 – за диффузором. Здесь же показана разверстка сечения рабочих и спрямляющих лопастей цилиндрической поверхностью произвольного радиуса r на плоскость. Профили лопастей такого сечения образуют осевые решетки рабочих и спрямляющих лопастей. В каждом сечении получаются свои профили, поскольку обычно лопасти закрученные, переменного по высоте профиля.

На рис.1,б показана схема распределения скоростей и давлений вдоль оси насоса. Перед входной воронкой (сечение 0) с =0 и Р =0. Далее по мере приближения к рабочим лопастям средняя скорость возрастает, а статическое давление Р_ст соответственно уменьшается. Если бы потери отсутствовали, то полное давление до сечения I оставалось постоянным:

P_II =P_ст +ρс² /2=0.

Практически вследствие гидравлических потерь полное давление несколько снижается. В пределах рабочего колеса одновременно увеличивается статистическое и динамическое давление. В спрямляющем аппарате и диффузоре статистическое давление возрастает за счет уменьшения скорости; полное давление уменьшается вследствие гидравлических потерь. Разность полных давлений за насосом и перед ним составляет давление, развиваемое насосом:

Р=Р_ст4 +ρс² ₄ /2– (Р_ст0 +ρс² ₀ /2).

Треугольники скоростей рабочих и спрямляющих лопастей представлены на рисунке 3. При отсутствии специального направляющего аппарата скорость перед рабочими лопастями имеет осевое направление, если режим работы не слишком отклоняется от расчетного. Осевые скорости в пределах колеса и спрямляющего аппарата обычно одинаковы:с_{1 α} =с_{2 α} =с_{3 α} ; исключение составляют вентиляторы типа Экка, в которых резко уменьшаются проходные сечения в пределах рабочего колеса. За спрямляющим аппаратом направление скорости близко к осевому.

Рис.3. Треугольники скоростей осевой машины.

Движение жидкости в обычном насосе (с постоянными диаметрами втулки и вершин лопастей) даже в н