III. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ

Перемещение жидкостей

1. Объемные насосы
2. Конструкция объемных насосов
3. Центробежные насосы
4. Конструкция центробежных насосов
5. Насосы других типов. Сифоны

III. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ

Перемещение жидкостей осуществляется по трубопроводам; при этом движущая сила определяется разностью давлений в начальном и конечном пунктах трубопровода. С высшего уровня к низшему жидкость перемещается самостоятельно (самотеком): разность уровней жидкости должна быть достаточной для достижения заданной скорости и преодоле­ния всех сопротивлений.

В тех случаях, когда жидкость необходимо перемещать с низшего уровня на высший или по горизонтали, применяют насосы – гидра­влические машины, которые сообщают жидкости энергию и повышают давление.

В зависимости от принципа действия насоса увеличение энергии и давления жидкости может быть осуществлено:

1. в объемных насосах—путем вытеснения жидкости из замкнутого пространства насоса телами, движущимися возвратно-посту­пательно или вращающимися;

2. в лопастных или центробежных насосах – цен­тробежной силой, возникающей в жидкости при вращении лопастных колес;

3. в вихревых насосах – интенсивным образованием и разрушением вихрей, возникающих при вращении рабочих колес;

4. в струйчатых насосах – движущейся струей воздуха, пара или воды;

5. в газлифтах – образованием пены при подаче воздуха или газа в жидкость;

6. в монтежю и сифонах – давлением воздуха, газа или пара на жидкость.

Объемные насосы

Основным видом объемных насосов являются поршневые насосы. В этих конструкциях жидкость вытесняется из замкнутого про­странства насоса движущимся возвратно-поступательно поршнем, плун­жером (скалкой) или мембраной. К объемным насосам относятся также роторные, в которых жидкость вытесняется зубьями шестерен, винтами, кулачками и выдвижными скользящими пластинами при вращательном их движении. Наибольшее промышленное значение имеют поршневые насосы.

Основными частями поршневых насосов являются (рис.III-1):

1. цилиндр или корпус насоса;

2. поршень или плунжер (скалка), при возвратно-поступательном движении которого происходит всасывание жидкости в цилиндр и вытал­кивание ее из цилиндра в нагнетательный трубопровод;

3. клапаны, периодически соединяющие пространство цилиндра с пространством всасывания и нагнетания.

По роду привода различают насосы приводные, действующие от электрического привода, и паровые, непосредственно соединенные с паро­вой машиной.

Соответственно рас­положению поршня или плунжера различают на­сосы вертикальные и го­ризонтальные.

Поршневые насосы делятся по способу дей­ствия: на простые, или одинарного дей­ствия; двойные, или многократного дей­ствия; дифферен­циальные.

Рассмотрим устрой­ство и принцип действия насосов, группируя их по последнему признаку, т.е. в зависимости от способа действия.

Насосы простого дей­ствия. В насосах про­стого или одинарного дей­ствия за один оборот вала или за два хода поршня жидкость один раз всасывается в цилиндр и один раз вытал­кивается из него.

В горизонтальном поршневом насосе простого действия (рис.III-1) при ходе плунжера 4 вправо образуется разреженное простран­ство. Жидкость под действием атмосфер­ного давления поднимается по всасываю­щему трубопроводу 1, проходит через открывающийся при этом всасывающий клапан 3 и заполняет цилиндр. При обратном ходе плунжера (влево) вса­сывающий клапан давлением жидкости закрывается, а нагнетательный кла­пан 6 открывается, и жидкость вытес­няется в нагнетательный трубопровод 8. На рис.III-2 изображена схема вер­тикального насоса простого дей­ствия. Этот насос имеет два клапана и работает аналогично горизонтальному насосу простого действия.

К насосам простого действия от­носится также насос с проходным (дисковым) поршнем (рис.III-3).

В цилиндре 1 насоса посредством штанги 2 перемещается поршень 3 со сквозным отверстием, которое перекрывается кольцевым клапаном 4. При ходе поршня вверх через всасывающий клапан 5 всасывается жидкость и одновременно выталкивается жидкость, находящаяся над поршнем. При ходе поршня вниз жидкость, находящаяся под поршнем, вытесняется последним и проходит через нагнетательный клапан в верхнюю часть цилиндра.

Таким образом, за один ход поршня происходит всасывание и нагнетание жидкости, другой же ход является холостым. Этим обусловливается значительная неравномерность работы таких насосов.

Насосы двойного действия. В насосах двойного дей­ствия всасывание и нагнетание происходит при каждом ходе поршня. Насосы двойного действия можно рассматривать как бы состоящими из двух насосов простого действия.

Они имеют четыре клапана и один плунжер.

В горизонтальном насосе двойного действия (рис.III-4) при ходе плунжера вправо жидкость всасывается в левую часть цилиндра через клапан 1 и одновременно через на­гнетательный клапан 4 поступает из правой части цилиндра в напорный трубопровод; при обратном ходе плунжера, на­оборот, в правой части цилиндра через клапан 2 происхо­дит всасывание, а в левой – нагнетание через открытый нагнетательный клапан 3. Насосы двойного действия имеют­ся горизонтальные и вертикальные.

Дифференциальные насосы. В насосах этого типа вса­сывание жидкости происходит за один ход, а нагнетание – за два хода плунжера или поршня.

Дифференциальные насосы также изготовляют горизон­тальные и вертикальные.

В насосе горизонтального типа (рис.III-5) при движении плунжера вправо жидкость всасывается в левую часть цилиндра и выталкивается из правой. При обратном ходе плунжера (влево) всасывающий клапан 1 закрывается и жидкость через открывшийся нагнетательный клапан 2 выталкивается из левой части цилиндра в правую. Так как объем правой части цилиндра меньше, чем левой на величину объема, занимаемого штоком плунжера, то часть жидко­сти выталкивается в нагнетательный трубопровод. Можно так подобрать сечения плунжера и штока, что подача жидкости при прямом и обратном ходах плунжера будет, как и в насосах двойного действия, одинаковый. От последних дифференциальный насос выгодно отличается меньшим числом клапанов.