Переміщення рідин (Насоси) (стр. 6 из 6)
Рис. 3 -21. Схема одногвинтового (героторного) насоса:
1 – корпус; 2 – обойма; 3 – гвинт; 4 – усмоктувальна порожнина;
5 – напірний трубопровід.
Обойми одногвинтових насосів і гвинти можуть бути виготовлені з різних корозійностійких матеріалів, що дозволяє використовувати ці насоси для перекачування агресивних рідин.
Пластинчасті насоси. Такий насос (рис. 3-22) являє собою масивний циліндр 1 із прорізами постійної ширини (ротор), що розташований ексцентрично в корпусі 2. Вал ротора крізь сальник у торцевій кришці виводиться з корпуса для з’єднання з валом електродвигуна. У прорізі циліндра вставляються прямокутні пластини 3, які при обертанні ротора под дією відцентрової сили щільно притискаються до внутрішньої поверхні циліндра 4, розділяючи серповидний робочий простір між корпусом і ротором на камери. Об’єм кожної камери збільшується при русі пластини від всмоктувального патрубка до вертикальної осі насоса, внаслідок чого в камері утворюється розрідження й відбувається всмоктування рідини крізь патрубок 5. При русі пластини від вертикальної осі в напрямку обертання об’єм камери зменшується й рідина витісняється з насоса в напірний трубопровід 6.
| Рис. 3 -22. Схема пластинчастого ротаційного насоса:1– ротор; 2 – корпус; 3 – пластини; 4 – робочий простір; 5 – всмоктувальний патрубок; 6 – нагнітальний патрубок. | Рис. 3 -23. Струминний насос:І – робоча рідина; ІІ – рідина, що перекачується; ІІІ – суміш;1 – сопло; 2 – корпус насоса; 3 – дифузор. |
Струминнінасоси (рис. 3-23). У цих насосах для переміщення рідин і створення напору використовують кінетичну енергію іншої рідини, що називають робочою. В якості робочих рідин звичайно застосовують водяну пару або воду. Робоча рідина І надходить із великою швидкістю із сопла 1 крізь камеру змішування 2 у дифузор 3, захоплюючи за рахунок поверхневого тертя рідину, що перекачується ІІ. У найбільш вузькій частині дифузора швидкість суміші робочої й рідини, що перекачується, досягає найбільшого значення, а статичний тиск потоку, відповідно до рівняння Бернуллі, стає найменшим. Перепад тисків у камері змішування й дифузорі забезпечує подачу рідини ІІ в камеру змішування з всмоктувальної лінії. У дифузорі швидкість потоку зменшується, але збільшується потенційна енергія тиску, і рідина під напором надходить у нагнітальний трубопровід.
Пароструминні насоси застосовують у тих випадках, коли припустиме змішування рідини, що перекачується, з водою, яка утворюється при конденсації пари, і одночасно її нагрівання. Такі насоси часто використовують для подачі води в парові казани.
Монтежю (рис. 3-24) являє собою горизонтальний або вертикальний резервуар7,у якому для перекачування рідини використовується енергія стисненого повітря або інертного газу. Монтежю працює періодично.
 |  |
| Рис. 3 - 24. Монтежю:1 – корпус; 2 – 6 – крани; 7 – труба для перетискування. | Рис. 3 - 25. Повітряний підйомник:1 – труба для подачі стисненого повітря; 2 – змішувач; 3 – піднімальна труба; 4 – відбійник; 5 – збірник. |
Рідина надходить у монтежю по трубі наповнення крізь відкритий кран 2, для чого відкривають повітряний кран 3 (якщо наповнення відбувається під атмосферним тиском) або кран 4, що з’єднує монтежю з вакуум-лінією (якщо наповнення відбувається під вакуумом). При перетискуванні рідини закривають крани 2, 3 і 4 і відкривають кран 6 на нагнітальній трубі 7 і кран 5 подачі стисненого газу, тиск якого контролюють за манометром. Після опорожнювання монтежю закривають крани 5 і 6 і відкривають кран 3 для сполучення монтежю з атмосферою.
Достоїнством монтежю є відсутність у них частин, що рухаються, які найбільш швидко руйнуються внаслідок стирання й корозії. Тому монтежю застосовують для перекачування забруднених, хімічно агресивних і радіоактивних рідин незважаючи на низький к.к.д. (10 - 20%).
Повітряні підйомники (ерліфти). Підйомник складається із труби 1 для подачі стисненого повітря й змішувача 2 (рис. 3-25), де утворюється газо-рідинна суміш, яка внаслідок меншої питомої ваги піднімається по трубі 3. На виході з цієї труби газо-рідинна суміш огинає відбійник 4. При цьому із суміші виділяється повітря, а рідина надходить у збірник 5.
Повітряні підйомники мають порівняно низький к.к.д. (25-35%). Достоїнством їх є відсутність частин, що рухаються.
8. Порівняння й області застосування насосів різних типів
Дані про насоси, що випускаються відомими вітчизняними та закордонними підприємствами, зібрані в спеціальні каталоги. Вибір насоса роблять по заданій продуктивності й нaпopy, кoтрий розраховують у відповідності зі схемою трубопроводу [див. рівняння (3.12 а)]. Двигун до насоса підбирають за установчою потужністю, (рівняння 3.7), і числу обертів.
Найбільше поширення в хімічній промисловості одержали відцентрові насоси, які мають в порівнянні з поршневими ряд важливих переваг:
1) висока продуктивність і рівномірна подача;
2) компактність і швидкохідність (можливість безпосереднього приєднання до електродвигуна);
3) простота конструкції, що дозволяє виготовляти їх з хімічно стійких, що важко піддаються механічній обробці, матеріалів (наприклад, кераміки);
4) Можливість перекачування рідин, що містять тверді завислі частинки, завдяки більшим зазорам між лопатями й відсутності клапанів;
5) можливість встановлення на легких фундаментах.
К.к.д. найбільш великих і ретельно виготовлених відцентрових насосів досягає 0,95; к.к.д. поршневих насосів 0,9. Однак відцентрові насоси невеликої й середньої продуктивності мають к.к.д. на 10-15% нижче, ніж поршневі. Це обумовлено наявністю великих зазорів між порожнинами усмоктування й нагнітання, в порівнянні з поршневими насосами, крізь які можливе перетікання рідини, а також витратами енергії на неминуче вихореутворення поблизу країв лопатей робочого колеса, що обертається з великою швидкістю. Енергія вихореутворення перетворюється в тепло й розсіюється в навколишньому середовищі. Такі втрати різко зростають для високов’язких рідин, перекачування яких відцентровими насосами, внаслідок різкого зниження к.к.д., економічно невигідно.
До недоліків відцентрових насосів варто віднести відносно низькі напори, а також зменшення продуктивності при збільшенні опору мережі й різке зниження к.к.д. при зменшенні продуктивності.
Поршневі насоси доцільно застосовувати лише при порівняно невеликих подачах і високих тисках (у діапазоні 50–1000 am і вище), для перекачування високов’язких, вогне- і вибухонебезпечних рідин (парові насоси), а також при дозуванні рідких середовищ.
В області більших подач (до 1500 м3/хв) при невеликих напорах (до 10–15 м) застосовують пропелерні насоси, що відрізняються високим гідравлічним к.к.д., компактністю й швидкохідністю. Ці насоси придатні для переміщення забруднених рідин і рідин, що кристалізуються.
Гвинтові насоси можуть бути використані для перекачування високов’язких рідин, палив, нафтопродуктів і т.п. Ці насоси застосовують в області подач до 300 м3/год і тисків до 175 am при швидкості обертання до 3000 об/хв.
Гвинтові насоси володіють рядом достоїнств: швидкохідністю, компактністю, безшумністю. Продуктивність гвинтових насосів практично не змінюється при зміні тиску. К.к.д. цих насосів досить високий і досягає 0,75–0,90.
Область застосування одногвинтових (героторних) насосів обмежена продуктивністю 3,6–7 м3/год і тиском 10–25 am. За вартістю виготовлення й експлуатаційних витрат ці насоси близькі до відцентрових насосів малої продуктивності, що працюють при тисках 3–5 am, і значно економніше останніх, якщо тиск нагнітання перевищує 10 am. Одногвинтові насоси використовують для перекачування забруднених і агресивних рідин, розчинів і розплавів пластмас із високою в’язкістю.
Пластинчасті насоси застосовують для переміщення чистих, не вміщуючих твердих домішок рідин при помірних продуктивностях і напорах.
Для перекачування в’язких рідин, що не містять твердих домішок, при невеликих подачах (не вище 5–6 м3/год) і високих тисків (100–150 am) використовують шестеренчасті насоси.
Вихрові насоси застосовують для переміщення чистих малов’язких рідин з невеликими подачами (до 40 м3/год) і порівняно високими напорами (до 250 м), які у кілька разів перевищують напори відцентрових насосів. До достоїнств вихрових насосів варто віднести простоту конструкції, компактність і можливість одержання більш високих напорів, ніж у відцентрових насосів. Недоліком вихрових насосів є низький к. к. д. (Н = 20–50%), що обумовлено значними втратами при переносі енергії вихрами, а також непридатність для перекачування в’язких рідин і рідин, що містять тверді частинки.
Струминні насоси, монтежю й повітряні підйомники використовують у виробництвах, де наявність частин, що рухаються й труться неприпустимо. Струминні насоси можна застосовувати лише в тих випадках, коли припустиме змішування рідини, що перекачується, з робочою. Струминні насоси, монтежю й підйомники можуть бути виготовлені з хімічно стійких матеріалів, але мають низький к.к.д.