Насосы других типов. Сифоны

Вихревые насосы. Вихревые насосы по своему устройству весьма мало отличаются от центробежных, однако резко отличаются от них по принципу действия. Вихревой насос (рис.III-20) состоит из корпуса 1, в котором на горизонтальном валу вращается рабочее колесо 2. В отли­чие от центробежных насосов перекачиваемая жидкость подводится и отводится по боковым каналам. Рабочее колесо имеет на наружной поверхности ячейки, заполненные во время работы насоса жидкостью. При вращении рабочего колеса с большой скоростью жидкость, нахо­дящаяся в ячейках, вследствие трения увлекает перекачиваемую жид­кость, поступающую через боковой канал, и перемещает ее по коль­цевому пространству между рабочим колесом и корпусом насоса в нагне­тательный канал.

 

Рис.III-20.

Вихревые насосы находят применение в установках небольшой мощности, порядка нескольких десятков кет, для перекачки жидкостей маловязких, не содержащих абразивных примесей. Эти насосы создают напор, в 2-10 раз превышающий напор центробежного насоса при одних и тех же окружных скоростях рабочего колеса, что соответствует коэффициентам быстроходности порядка 10-40, т.е. области значе­ний, где применение центробежных насосов затруднено.

Достоинствами вихревых насосов являются простота конструкции, малые габариты и небольшой вес; недостаток – сравнительно низкий, к. п. д. (порядка 25-50%).

Характерной особенностью вихревых насосов является резкое воз­растание высоты напора и потребляемой мощности с уменьшением произ­водительности. Максимального значения Не и Nе достигают при Qe = 0. Во избежание чрезмерного повышения давления и мощности при Qe = 0 на насосе или трубопроводе ставят предохранительный клапан и пуск насоса производят при открытой задвижке на нагнетательном трубо­проводе.

Монтежю. Подъем химически агрессивных жидкостей на сравни­тельно небольшую высоту часто производят сжатым воздухом (или инерт­ным газом) при помощи так называемых монтежю.

В качестве монтежю применяют горизонтальные или вертикальные (рис.III-21) резервуары (рассчитанные на давление 3-4 ат), к которым подведен сжатый воздух или инертный газ.

Жидкость поступает по трубе наполнения 1 через кран 2. При этом если она поступает в монтежю самотеком, должен быть открыт кран 3, соединяющий аппарат с атмосферой, если же заполнение производят под действием вакуума, то, кроме крана 2, должен быть открыт кран 4, соединяющий монтежю с вакуум-насосом, а все остальные краны за­крыты. Передавливание жидкости из монтежю производят сжатым воз­духом, который впускают, открывая кран 5, предварительно закрыв краны 2, 3 и 4. Поступление воздуха регулируют вручную краном 5 по показаниям манометра 6. Под действием давления воздуха жидкость поднимается по трубе 7 и через открытый кран 8 нагнетается в трубо­провод. После полного или частичного опорожнения монтежю кран 5 закрывают и "спускают давление", сообщая монтежю с атмосферой при помощи крана 3. Если из монтежю была передавлена только часть жид­кости, то предварительно закрывают кран 8 на нагнетательном трубопроводе.

Для подъема при помощи монтежю жидкостей, пары которых в смеси с воз­духом образуют взрывчатые и легко вос­пламеняющиеся смеси, необходимо вместо сжатого воздуха применять инертные газы, например углекислоту или азот.

Монтежю работают обычно периоди­чески. Однако имеются конструкции непре­рывно действующих автоматических мон­тежю, называемых пульсометрами.

Преимуществом монтежю является отсутствие в них движущихся частей, которые наиболее быстро разрушаются от истирания и коррозии. Поэтому монтежю применяют для перекачивания загрязненных, содер­жащих взвеси жидкостей, а также наиболее агрессивных кислот и щело­чей; гуммированные монтежю, например, применяют для перекачки соля­ной кислоты. Однако монтежю громоздки, требуют постоянного наблю­дения и работают с низким к. п. д. – не выше 15-20%. Производитель­ность периодически работающих монтежю низка (до 45 м3/час), а подача жидкости при непрерывной работе (автоматические монтежю) происходит неравномерно.

Струйные насосы. Для подъема жидкостей, допускающих смешение их с конденсатом водяного пара, широко применяют пароструй­ные насосы, в которых всасывание и подъем жидкости осуществляются путем преобразования кинетической энергии быстро вытекающей струи пара в потенциальную энергию давле­ния. Пароструйные насосы разделяются на инжекторы (нагнетательные) и эжекто­ры (всасывающие). В паровом инжекторе (рис.III-22) пар поступает через штуцер 1 и, проходя через паровое сопло 2, приобрета­ет большую скорость, с которой и посту­пает в смешивающее сопло 3. Благодаря этому во всасывающей камере 4 создает­ся разрежение и в эту камеру через штуцер 5 всасывается жидкость. При вхо­де в сопло 3 пар встречается со всасыва­емой жидкостью и с большой скоростью увлекает ее в расширяющееся сопло (диф­фузор) 6. В диффузоре скорость жидко­сти преобразуется в давление, под кото­рым она вместе с конденсатом подается через штуцер 7 в нагнетательный трубо­провод. В период пуска инжектора из­лишки пара и конденсата отводят через зазор между соплами 3, 6 и штуцер 8 в линию конденсата. Диффузор б и отвод­ная линия для конденсата снабжены обратными клапанами 9, 10.

Жидкость, нагнетаемая инжектором, может преодолевать давление значитель­но большее, чем давление пара, пода­ваемого через штуцер 1, при этом за счет теплоты конденсации жидкость нагревается иногда до 70-90 °С.

Ввиду большого расхода энергии и сравнительно низкого к. п. д. инжекторы применяют только там, где возможно использование тепло­ты подаваемой жидкости, нагревающейся вследствие конденсации пара в инжекторе, например при питании водой паровых котлов.

Рис. III-22. Водоструйный насос. 1 – сопло; 2 – отверстие; 3 – всасывающий трубопровод; 4 - штуцер
По устройству и принципу действия пароструйным насосам аналогичны водоструйные насосы, в которых всасывание и нагнетание жидкости осущест­вляется за счет живой силы струи воды, вытекающей с большой ско­ростью из конической насадки. В водоструйном насосе (рис. III-23) нагнетаемая из сети водопровода вода, проходя через непрерывно суживающееся сопло 1, приобре­тает большую скорость, через отверстия 2 засасывает жидкость из всасывающего трубопровода 5 и нагнетает ее в присоединенный к штуцеру 4 напорный трубопровод.

Отличаясь простотой устройства, эти насосы имеют весьма низкий к. п. д.— от 0,1 до 0,25.

Такой низкий к. п. д. объясняется тем, что перемещаемой жидко­сти сообщается только живая сила струи рабочего тела (воды), в то время как в пароструйных насосах ей, кроме того, сообщается живая сила внешнего давления вследствие изменения физического состояния рабочего тела (конденсации пара в смешивающем сопле).

Водоструйные насосы применяют в промышленности главным обра­зом для откачки воды из котлованов, погребов и т.п.

Для работы водоструйных насосов необходима подача воды под давлением 3-4 ат. Высота всасывания насосов достигает 2 м, высота напора 10 м.

Воздушные подъемники (эрлифты). Действие воздушного подъем­ника основано на принципе сообщающихся сосудов, заполненных несме­шивающимися жидкостями с разным удельным весом

Если в трубу 1, заполненную жидкостью (рис. III-24), через трубу 2 меньшего диаметра ввести снизу под давлением воздух, то пузырьки его будут насыщать жидкость, последняя вследствие уменьшения удельного веса поднимается по трубе 1 и воздушно-жидкостная смесь станет сли­ваться через верхнее отверстие трубы. Для того чтобы обеспечить задан­ную высоту подъема жидкости, требуется некоторое избыточное давле­ние воздуха, соответствующее глубине погружения Н подъемной трубы 1.

Сжатый воздух подается обычно от компрессора по трубе 2 в подъемную трубу 1 через смеситель 3, который во избежание утечки сжатого воздуха вниз устанавливают на 1-1.5 м выше нижнего края трубы 1.

Воздушные подъемники применяют для подъема самых разно­образных жидкостей, в том числе и кислот.

Основным достоинством воздушного подъемника по сравнению с насосами является простота устройства и отсутствие каких-либо меха­низмов и движущихся частей. Кроме того, воздушные подъемники рабо­тают в условиях повышенных температур, т.е. тогда, когда центробеж­ные насосы не могут всасывать жидкости.

Однако воздушные подъемники имеют сравнительно низкий к. п. д. (не более 25-35%) и малую производительность, требуют наличия ком­прессорной станции для сжатого воздуха и должны устанавливаться со значительным заглублением. Для того чтобы уменьшить заглубление, при­меняют многоступенчатые воздушные подъемники, но это связано с увели­чением расхода воздуха.

Конструктивно воздушные подъемники выполняют по одному из трех вариантов, изображенных на рис. III-25.

Сифоны. Простейшим устройством для перелива жидкости из резер­вуаров является сифон (рис.III-26). Подъем или всасывание жидкости при помощи сифона производится за счет атмосферного давления.

Если в резервуар 1 погрузить один конец предварительно запол­ненной жидкостью трубы 2, то при открытии крана 3 на другом конце трубы, находящемся ниже уровня жидкости в резервуаре, жидкость из трубы под действием силы тяжести будет непрерывно вытекать, вслед­ствие чего в сифонной трубе 2 образуется разреженное пространство. Так как жидкость в резервуаре находится под атмосферным давлением, то она будет непрерывно поступать из резервуара в сифон и вытекать из него через кран 3.

Как уже указывалось, для приведения сифона в действие необхо­димо предварительно заполнить его жидкостью. Сифон заливают либо вручную, либо при помощи вакуум-насоса через кран 4, соеди­ненный с вакуум-трубопроводом.

При закрытом кране 3 за счет разрежения, создаваемого вакуум-насосом, жидкость поднимается до смотрового фонаря 6 и заполняет как линию всасывания, так и линию спуска

Как только жидкость достигнет смотрового фонаря, открывают кран 3 и закрывают кран 4, после чего жидкость будет непрерывно выте­кать через кран 3 до тех пор, пока не опорожнится весь резервуар, или, вернее, до тех пор, пока разность высот Н2—Н1 не будет меньше суммы всех сопротивлений.

Прекращение действия сифона достигается путем сообщения его с окружающей атмосферой через отвод с краном 5.

 

ЛЕКЦИЯ 5








Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 1273;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.