находящимися в этом промежутке, обладают различными типами характеристик (рис. 4.11),

Особенностью характеристик тихоходного насоса (чисто радиального типа) является наличие максимума кривой напора и быстрый рост мощности при увеличении подачи.

Насосы с нормальной быстроходностью и быстроходные обладают монотонно падающей характеристикой напора;

Рис. 4.11. Типы характеристик центробежных насосов:

/ - тихоходный; -нормальный; Ш - быстроходный; /V - диагональный; кавитационная Характеристика; W - характеристика допустимой высоты всасн вания

их характеристика мощности по сравнению с характерив тикой тихоходных насосов располагается более полого.

Характеристика напора диагонального насоса имеет специфическую впадину и поэтому представляется линией двоякой кривизны; характеристика мощности этого насоса показывает снижение потребляемой мощности при увеличении подачи. Последнее является особенностью диагональных, а также осевых насосов.

Кроме обычных, указанных выше типов характеристик центробежные и осевые насосы оценивают с помощью кавитационных характеристик.

Известно, что в насосе, всасывающем жидкость с уровня, лежащего ниже его оси, кавитация возникает при ва-куумметрической высоте всасывания, равной или большей

ее критического значения. Следовательно, при малых ва-куумметрических высотах, отличающихся от критической, рабочие параметры насоса - давление, подача, мощность и КПД от высоты всасывания и сопротивления всасывающего тракта не зависят. При достижении критической ваку-ум.метрнческой высоты всасывания и дальнейшем увеличении ее замечаются медленные в начале, а затем резкие снижения давления, подачи, мощности и КПД насоса.

Для выяснения влияния высоты всасывания на работу насоса производят испытания их на кавитационных стендах. Здесь насос испытывают при увеличивающейся высоте всасывания, наблюдая начало кавитации по падению рабочих параметров насоса.

В результате испытания получают кавитационную характеристику (рис. 4.11, V), на которой можно отметить две критические высоты всасывания (Явсир)/ и (Явс.кр) . Первая из них соответствует началу кавитационных явлений, вторая - полному развитию кавитации и срыву работы насоса.

Опыт показывает, что работа насоса в интервале (Явс.нр)1<Явс< (Явснр)!/ не сопровождается заметными ])азрушениями металла проточной полости насоса и при необходимости может быть допущена кратковременно.

Изложенное в § 4.4 показывает, что увеличение подачи насоса вызывает падение допустимой высоты всасывания. Поэтому на заводских характеристиках насосов обычно даются зависимости Явс.доп=/(Q), удобные для определения допустимой высоты всасывания (рис. 4.11, V/),

4.6. Основные части конструкций центробежных насосов. Применяемые материалы

Основными частями центробежного насоса являются: рабочее колесо, вал с деталями для крепления колес и защиты от истирания сальниками, подшипники, соединительная муфта, корпус, направляющие аппараты, сальники, всасывающий и напорный патрубки, стяжные и крепежные болты. Рабочие колеса изготовляют из различных сортов чугуна, углеродистых и легированных сталей, сплавов цветных металлов и керамических материалов. Применение того или иного материала определяется условиями работы, размерами и частотой вращения, а также родом перемещаемой жидкости.

Колеса малых насосов для чистой воды и неагрессивных жидкостей низкой температуры отливают из серого

конструкционного чугуна. Центробежные насосы для питания котлов высокого давления имеют значительные размеры и высокую частоту врашения. Они подают воду высокой температуры. Поэтому рабочие колеса этих насосов изготовляют из легированных хромом и никелем сталей. Колеса насосов для перемещения грунтошлакосмесеГ! изготовляют отливкой из белого чугуна. Насосы для химической промышленности имеют колеса, изготовленные из специальных сплавов, керамики или пластмасс.

Колеса больших размеров имеют ступицу значитель ной длины; это затрудняет точную посадку их на вал. Для

Рис. 4. колеса

Рис. 4. колеса

12. Продольное сечение рабочего быстроходного насоса

13. Продольное сеченпе рабочего тихоходного насоса

облегчения посадки ступицу растачивают внутри на два диаметра: посадочный и облегчающий посадку.

К литым поверхностям колес предъявляются особые требования: эти поверхности должны обладать малой шероховатостью для уменьшения внутренних потерь.

Механической обработке подлежат внутренняя и торцовая поверхности ступицы, а также поверхности уплот-нительных колец.

На рис. 4.12 и 4.13 представлены разрезы колес центробежных насосов различной быстроходности.

Вал насоса является весьма ответственной деталью: при высокой частоте вращения он подвергается действию больших поперечных сил. При расчете вала на прочность

жесткость учитываются следующие внешние нагрузки: рсрсдаваемый от двигателя крутящий момент, собственный вес вала и посаженных на него деталей, поперечные силы, обусловливаемые несимметричными подводом и отводом жидкости и неточностью балансировки колес.

Валы изготовляют из проката или поковок. В том и другом случаях выполняется механическая обработка. Материалом для валов служат углеродистая конструкционная и специальная легированная стали.

Вал с посаженными на него деталями носит название ротора насоса. Роторы центробежных насосов балансиру-

Рис. 4.14. Продольный разрез ротора трехступенчатого насоса

ют, причем у мелких насосов производится статическая, а у крупных статическая и динамическая балансировки.

На рис. 4.14 показан продольный разрез ротора трехступенчатого насоса с уравновешиванием осевой силы при помощи разгрузочного диска (гидравлической пяты). Посадка деталей на вал производится здесь следующим образом. На резьбу правого конца вала ставится цилиндрическая втулка /, предохраняющая вал от истирания сальниковой набивкой. В левый конец втулки / упирается торцовая поверхность разгрузочного диска 2, стопорящегося от поворачивания на валу закладной шпонкой 3. Непосредственно в левый конец ступицы этого диска упирается торец ступицы третьего рабочего колеса 4. Последнее крепится на валу при помощи закладной шпонки 5, рассчи-танндй на передачу колесу с вала мощности, равной сумме внутренней мощности колеса и мощности дискового трения.

Рабочие колеса отделяются одно от другого при помощи дистанционных втулок 6. К ступице первого рабочего колеса примыкает левая предохранительная втулка 7, плотно затягивающая на валу при помощи втулки с резьбой 1 все посаженные на него детали. Собранный таким

образом ротор при сильной затяжке втулок образует как бы одно целое.

Обработка торцовых поверхностей всех сажаемых на вал деталей должна быть особо точной. В противном случае при затяжке втулок 1 я 7 неизбежно возникает изгиб вала, вызывающий биение ротора и вибрацию насоса при эксплуатации.

Подшипники центробежных насосов выполняются раз- личной конструкции.

Насосы малой мощности, как правило, снабжаются шариковыми подшипниками и подпятниками нормальных образцов. Смазка их обычно консистентная и реже жидким маслом из ванны в корпусе подшипника. Более крупные центробежные насосы конструируются с применением роликовых подшипников с цилиндрическими и коническими роликами.

Крупные насосы большой подачи выполняются с по/ шипниками скользящего трения. В одних случаях приме няется смазка с помощью колец, висящих свободно на валу и поднимающих масло на вал из ванны в корпусе подшипника; в других случаях масло подается в подшипники при помощи насоса.

Известны случаи применения в крупных центробежных насосах подпятников сегментного типа.

Для соединения валов насосов и двигателей наиболее удобно применение эластичных муфт различных конструкций, предупреждающих передачу биений и вибраций вала насоса на вал двигателя и обратно. т

Эластичная муфта должна сажаться на валы насоса!- двигателя с наибольшей точностью, без перетяжек и перв косов. Это требуется потому, что по наружным обработав ным поверхностям муфты при монтаже производится верка совпадения геометрических осей валов.

Корпус насоса выполняется двух основных конструк тивных форм: 1) секционный; 2) с горизонтальным разъемом.

Секционный корпус состоит из нескольких одинаковых основных и двух замыкающих секций, несущих всасывающий и напорный патрубки.

Последняя ступень давления обычно размещается в замыкающей секции, несущей напорный патрубок насоса. Каждая секция представляет собой цилиндрическую, литую из чугуна или стали толстостенную оболочку, включающую разделительную диафрагму, а также прямой и обратный направляющие аппараты.

Большим достоинством секционной конструкции корпуса является возможность создания из одинаковых секций насосов различных давлений. При этом изменяются только размеры вала, стяжных болтов и плиты.

Недостатками секционной конструкции корпуса являются сложность монтажа и малая доступность рабочих колес для осмотра.

Для осмотра и ремонта колес секционного насоса необходимо удалить стяжные болты и последовательно снять все секции при одновременной разборке ротора.

Корпус с горизонтальным разъемом состоит из двух цельнолитых из чугуна или стали половин, из которых нижняя несет всасывающий и напорный патрубки. Последнее, впрочем, не обязательно, хотя и создает большое удобство при разборке и ремонте насоса.

Половины корпуса у многоступенчатых насосов несут Б себе диафрагмы и лопасти прямых и обратных направляющих аппаратов и уплотнительных колец.

Иногда встречаются многоступенчатые насосы с корпусом, состоящим из двух половин, с безлопастными направляющими аппаратами. В таких случаях цельнолитые половины корпусов выполняются со спиральными направляющими каналами. Обе половины корпуса имеют фланцы. Примыкающие одна к другой плоскости фланцев простроганы и хорошо прошлифованы. Крепежные болты стягивают фланцы с помещенной между ними тонкой прокладкой или мастикой. Большое удобство такой конструкции корпуса состоит в том, что, сняв верхнюю часть корпуса (крышку), не нарушая соединения насоса с трубопроводами, можно осмотреть все рабочие колеса ротора и изъять последний из корпуса для ремонта. Корпус насоса с горизонтальным разъемом показан в поперечном разрезе на рис. 4.15.

Кроме рассмотренных двух основных корпусов, в энергетике, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности применяют двухкорпусные насосы. Такие насосы представляют собой секционную конструкцию или конструкцию с разъемом в меридиональной плоскости, заключенную в толстостенную, кованную из стали оболочку. Применение аких конструкций обусловлено особыми требованиями в отношении надежности и безопасности эксплуатации.

При наличии избыточного давления или вакуума во внутренних полостях насоса в местах прохода вала через стенки корпуса применяются особые уплотнительные уст-