Устройство и принцип действия вихревых насосов

При малой подаче и большом напоре применяют вихревые насосы. В этих насосах жидкость перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении.

В корпусе 2 вихревого насоса (рис. 20, а) размещается рабочее колесо 7, жестко закрепленное на валу 6. Колесо представляет собой диск с выфрезерованными или отлитыми заодно с ним с обоих торцов радиальными лопатками 5, разделенными перегородкой 4. Корпус насоса снабжен всасывающим 3 и нагнетательным 1 патрубками. Стенки его прилегают к торцовым поверхностям рабочего колеса с малыми осевыми зазорами (не более 0,2÷0,3мм). Периферийная часть колеса, на которой находятся лопатки, размещается в кольцевом канале а, образованном корпусом насоса. Канал заканчивается нагнетательным патрубком. Для входа жидкости в межлопаточные каналы в стенке корпуса сделано окно б, расположенное в самом начале кольцевого канала. Начало этого канала и напорный патрубок отделены уплотняющей перемычкой 8, причем радиальный зазор в области ее допускается приблизительно 0,2мм.

а. Насос с закрытым каналом	б. Насос с открытым каналом
Рисунок 20 – Схемы вихревых насососв

Жидкость поступает в насос через всасывающий патрубок 3 и далее через окно б направляется к основаниям радиальных лопаток. При вращении рабочего колеса в межлопаточных каналах ей сообщается механическая энергия. Выходит жидкость из насоса через нагнетательный патрубок.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние опять попадает в межлопаточное пространство, где снова получает приращение механической энергии. Таким образом, в корпусе работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого он и получил название вихревого. Многократность приращения энергии частиц жидкости приводит к тому, что вихревой насос при прочих равных условиях создает напор значительно больший, чем центробежный.

Рассмотренный насос имеет закрытый канал и является самовсасывающим. На рис. 20, б показан вихревой насос с открытым каналом. В корпусе 1 с боковым кольцевым каналом а постоянного сечения вращается рабочее колесо 2, представляющее собой диск с лопатками. Всасывающее В и напорное Н отверстия разделены перемычкой, которая примыкает к торцам и наружной цилиндрической поверхности лопаток и образует зазора – осевой и радиальный . Насосы с открытым каналом имеют меньшие габаритные размеры по сравнению с насосами с закрытым каналом при тех же параметрах. Кроме того, они обладают свойствами реверсивности потока при перемене направления вращения ротора.

Коэффициент полезного действия этих насосов не превышает 50%, что ограничивает область их использования. Важными преимуществами вихревых насосов являются простота конструкции, малые габаритные размеры и масса. На судах их широко используют в системах водоснабжения.

В тех случаях, когда от насоса требуется самовсасывание, применяют вихревые насосы с закрытым каналом.

Для повышения качества характеристик и экономичности, а также для улучшения всасывающей способности строят центробежно-вихревые насосы, первой ступенью которых является рабочее колесо центробежного насоса, а второй – вихревого.

Отечественная промышленность выпускает вихревые насосы общего назначения на параметры, указанные в ГОСТ 10392–80.

Рисунок 21 – Вихревой насос типа ВК

На рис. 21, а показан вихревой насос типа ВК. Он состоит из корпуса 6 и крышки 7, в которых вращается рабочее колесо 1, консольно насаженное на вал 3. Корпус крепится к опорному кронштейну 4. В насосе применен сальник 5 с мягкой набивкой. Шариковые подшипники смазываются машинным маслом, которое заливается в кронштейн. Вал насоса соединяется с валом электродвигателя при помощи эластичной муфты (не показана).

В тех случаях, когда от насоса требуется самовсасывание, он снабжается колпаком 2, благодаря которому в нагнетательной камере насоса при, пуске воздух отделяется от воды. По стенкам колпака вода стекает в насос, а воздух уходит в трубопровод, в результате чего во всасывающей полости насоса и во всасывающем трубопроводе создается требуемое разрежение, способствующее заполнению трубопровода перекачиваемой водой.

Перед пуском вихревого насоса необходимо осмотреть его и проверить наличие масла в кронштейне (см. рис. 20). Открыть клапаны на всасывающем и напорном трубопроводах и залить водой насос и всасывающий трубопровод. При наличии у насоса колпака заливки всасывающего трубопровода не требуется, однако насос должен быть залит. Подготовив насос, запускают электродвигатель.

Во время работы насоса не должно наблюдаться вибраций и сотрясений. Наличие этих явлений указывает на плохую центровку насоса с электродвигателем. Необходимо следить за показаниями контрольно-измерительных приборов, работой сальника и температурой подшипников.

Так как у вихревых насосов при уменьшении подачи резко возрастают напор и потребляемая мощность, что может привести к перегрузке двигателя или повреждению трубопровода, необходимо внимательно следить за работой предохранительно-перепускного клапана.

Для остановки насоса следует остановить электродвигатель, а затем закрыть клапаны на напорном и всасывающем трубопроводах. Вихревой насос, работающий на пневмоцистерну, включается и выключается автоматически при помощи реле.