Уравновешивание сил, действующих на колесо
Колесо работающего вихревого насоса нагружено продольной и поперечной силами, передающимися на вал.
|
| 1 – рабочее колесо с симметричным сечением; 2 – рабочие лопасти; 3 – отвод симметричного сечения; 4 – дистанционные втулки Рисунок 15.6. Рабочее колесо с уравновешенной осевой силой |
Продольная сила возникает в результате различия давлений на торцовые поверхности колеса в осевых зазорах m и n (см. рис. 15.1). Эта сила невелика, легко воспринимается радиальным шариковым подпятником и может быть исключена применением колеса симметричной формы (рис, 15.6).
|
| Рисунок 15.7. Распределение давления по длине отвода вихревого насоса |
Поперечная сила обусловлена тем, что давление в отводе распределяется неравномерно и, как показывают уравнение (15.1) и опыт, пропорционально углу j (рис. 15.7).
Если 
— напор, создаваемый колесом, то давление в произвольном сечении отвода равно
а его поперечная составляющая равна
Элементарная поперечная сила, действующая на длине отвода
при ширине колеса 
, будет
Полная поперечная сила
После интегрирования и подстановки пределов получим
Поперечная сила в вихревых насосах достигает больших значении. Так, при = 100 м, = 40 мм, 
= 150 мм, 
= 1000 кг/м3 получаем 
= 3000 Н (примерно 300 кгс).
Поперечная сила нагружает вал напряжениями переменного знака, вызывает прогиб его и смещение торцовых поверхностей колеса. Это приводит к необходимости увеличения осевых зазоров и ухудшению эксплуатационных качеств насосов.
|
|
|
Для уничтожения поперечной силы применяют закрытую форму рабочих колес: рабочие каналы фрезеруются в торцовых поверхностях рабочего колеса, что обусловливает уравновешивание радиальных составляющих давления в любом осевом сечении межлопаточного канала.
Центробежно-вихревой насос
В вихревых насосах жидкость подводится к рабочему колесу на его периферии, т.е. в зоне высоких скоростей.
Поэтому возможность возникновения кавитации на входе в вихревое колесо весьма велика. Испытания вихревых насосов при различных частотах вращения подтверждают склонность их к кавитации.
Предупредить возникновение кавитации можно повышением давления на входе в вихревое колесо. Для этого следует установить на валу вихревого насоса дополнительное центробежное колесо. Насос такого тина, состоящий из двух последовательно включенных колес — центробежного и вихревого, называется центробежно-вихревым насосом (рис. 15.8).
|
| Рисунок 15.8. Центробежно-вихревой насос типа ЦВ |
На рис. 15.8 приведен продольный разрез центробежно-вихревого насоса тина ЦВ. Насос состоит из двух последовательно включенных колес — центробежного 1 и вихревого 2, посаженных на общий вал. Жидкость подводится к центробежному колесу, как указано стрелкой, по каналу в корпусе 3. Поток выбрасывается центробежным колесом в спиральный отвод и поступает далее но каналу, выполненному в корпусе, во входное отверстие вихревого колеса.
|
|
|
Последнее подает жидкость через канал 4 в напорный трубопровод.
Опорой вала со стороны приводного двигателя являются два однорядных шарикоподшипника 5, воспринимаюших также осевую силу. Эти подшипники монтируются в корпусе в и фиксируются в осевом направлении крышкой 7. Другой конец вала поддерживается одним шарикоподшипником, посаженным в крышку 8 корпуса. Корпус, крышка и центробежное колесо выполнены из чугуна, вихревое колесо — из стали.
Смазка подшипников — солидол, удерживаемый от расползания по валу войлочными кольцами.
Уплотнение вала со стороны двигателя достигается резиновым кольцом 9 и системой прижимных втулок. Кроме того, в полость уплотнения по каналу 10 подводится жидкость под давлением, развиваемым центробежным колесом.
Таким образом, обеспечивается водяное уплотнение. Аналогично выполнено уплотнение вала на стороне вихревого колеса. Жидкость, проникающая сквозь уплотнения, отводится в дренаж через отверстие 11.
|
|
|
Применение предвключенного центробежного колеса позволяет существенно повысить скорость на входе в вихревое колесо и, следовательно, получить более высокое давление вихревого колеса и иасоса в целом.
В центробежно-вихревом насосе часть полного давления развивается центробежным колесом, КПД которого выше, чем у вихревого колеса. Поэтому КПД центробежно-вихревого насоса выше, чем КПД чисто вихревого насоса (для вихревых насосов h =50 %, для центробежно-вихревых h»55 % ) .
Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!