Динамические насосы для сточных вод
Центробежные лопастные насосы, предназначенные для перекачивания сточных вод, должны удовлетворять особым требованиям, выдвигаемым характером перекачиваемой жидкости, содержащей большое число крупных и мелких отбросов. Кроме того, в сточной жидкости всегда содержится песок (в среднем 160 кг на 1000 мэ жидкости). Состав сточной жидкости обуславливает некоторые конструктивные особенности динамических насосов для сточных вод, а именно:
рабочее колесо закрытого типа значительно шире и имеет меньшее число лопаток, чем колесо насосов, перекачивающих чистую воду;
лопаткам придается более обтекаемая форма:
на корпусе насоса и на входном патрубке имеются люки-ревизии;
в зону сальникового устройства подается чистая вода;
внутренняя полость корпуса защищена сменными дисками.
Согласно динамические насосы для сточной жидкости должны выпускаться следующих типов: СД—центробежные; СДС—свободновихревые. По расположению вала насосы могут быть горизонтальными, вертикальными (В) и полупогружными (П% Насосы изготовляются с сальниковым или торцовым (Т) уплотнением вала и без уплотнения, одноступенчатыми и двухступенчатыми (2). Насосы типа СДС—горизонтальные, с сальниковым уплотнением вала, одноступенчатые.
Динамические насосы2 типов СД и СДС предназначены для перекачивания городских и производственных сточных вод и других неагрессивных жидкостей плотностью 1050 кг/м3 с pH = 6 4-8,5, с температурой до 80° С и содержанием абразивных частиц размером до 5 мм не более 1% по массе. Эти насосы выпускаются на подачу 1,9—3000 л/с при напоре 5,5—110 м и КПД 45—83%.
Корпус насоса (рис. 5.11) имеет спиральный отвод упрощенной формы без выступающих частей. Проточные каналы насоса выполняют более широкими по сравнению с каналами насосов, перекачивающих чистые жидкости. Обтекаемые поверхности рабочего колеса (передний и задний диски) устанавливают заподлицо с поверхностью спирального канала. Рабочее колесо одностороннего входа закрытого типа имеет от двух до пяти лопаток обтекаемой формы. Благодаря уширению колеса и малому числу лопаток образуются межлопастные каналы значительных размеров, через которые можно пропускать жидкость с крупными механическими примесями.
Всасывающий патрубок расположен по оси насоса, напорный направлен вертикально вверх. При необходимости по условиям отвода жидкое-ти напорный патрубок может быть повернут на 90, 180 или 270°. У насосов СД 2400/75 напорный патрубок расположен в нижней части корпуса под утлом 90° к вертикальной оси насоса (конструкция насоса не позволяет разворачивать патрубок). Всасывающий патрубок насосов крепится к крышке корпуса насоса на болтах, что дает возможность открывать крышку и заменять рабочее колесо не снимая насос с фундаментной плиты. У насосов СД 2400/75,5 всасывающий патрубок отлит за одно целое с передней крышкой корпуса насоса. На всасывающем патрубке и корпусе насоса, а у вертикальных насосов (рис. 5.12) и в нижней крышке корпуса предусмотрены люки-ревизии, через которые можно очищать колесо и корпус насоса при засорении отбросами. Для предохранения от износа верхней и нижней крышек корпусов крупногабаритных насосов устанавливают сменные защитные диски, изготовленные из стали или из отбеленного чугуна.
Вал насоса вращается в подшипниках качения, у крупногабаритных насосов—в подшипниках скольжения, имеющих разъемный резиновый или лигнофолевый (у насоса СДВ 9000/45) вкладыш. Подшипник скольжения смазывается и охлаждается чистой водой из производственного водопровода под давлением, на 0,1 МПа превышающим давление в напорном патрубке насоса. Подшипник скольжения защищен от проникания транспортируемой жидкости резиновым уплотнителем. Вал вертикального насоса соединяется с валом электродвигателя фланцами через трансмиссионный вал-проставку длиной не менее 1,5 м. Осевая сила и вес вращающихся деталей воспринимаются пятой электродвигателя.
Для защиты вала от износа под сальником предусмотрена защитная втулка. У крупногабаритных насосов вал около подшипника и торцового уплотнения имеет защитное покрытие из коррозионно-стойкой стали, нанесенное методом электронаплавки.
Для охлаждения сальникового уплотнения и создания гидравлического затвора во время работы насоса к сальнику из системы производственного водопровода подводится чистая вода под давлением, превышающим напор в выходном патрубке на 2—5 м для малогабаритных насосов и на 10—20 м для крупногабаритных.
Для перекачивания бытовых и близких им по составу производственных сточных вод помимо насосов типов СД и СДС можно использовать насосы массные ФСД, ФМ, БМ и ФМД (Ф—фекальный, С— смесительный, Д — двусторонний. М—массный, Б—бумажный), рассчитанные на перекачивание жидкости с содержанием взвешенных механических примесей. Насосы этих типов обычно применяют для перекачивания бумажно-целлюлозной массы, водной суспензии, волокон целлюлозы. Конструкция их в основном такая же, как и насосов СД и СДС, поскольку к ним предъявляются одни и те же требования в отношении неза-соряемости и удобства прочистки. Эти насосы одноколесные с рабочим колесом открытого типа двустороннего (у насосов ФСД и ФМД) и одностороннего (у насосов ФМ и БМ) входа и осевым разъемом корпуса. По обе стороны рабочего колеса установлены защитные диски (из стали или из отбеленного чугуна). Всасывающий и напорный патрубки (у насосов ФСД и ФМД) расположены в нижней части корпуса и направлены в противоположные стороны под углом 90° к оси насоса. Такое расположение патрубков и осевой разъем корпуса обеспечивают возможность осмотра, ремонта и замены рабочих органов насоса без демонтажа трубопроводов и электродвигателя.
Насосы типов ФСД, ФМ и ФМД выпускаются с подачей .45—610 л/с при напоре 11—39 м; насосы БМ — с подачей 5—10 л/с при напоре 6—85 м.
В настоящее время насосостроительные заводы Советского Союза приступили к серийному выпуску насосов-дробилок горизонтальных (НДГ 45/7, НДГ 190/9, НДГ 320/ 17). Насосы-дробилки применяются для перекачивания бытовых и производственных сточных вод плотностью до 1050 кг/мэ, а также осадков из первичных отстойников с общей концентрацией отбросов не более 4 кг/м3.
Насос-дробилка представляет собой динамический насос для сточной жидкости (рис. 5.13, а) со встроенным дробящим устройством (рис. 5.13, б), которое состоит из вращающейся втулки с окнами шириной 16 мм на боковой поверхности и неподвижного резца. Зазор между внутренней поверхностью втулки и резцом регулируется винтами и составляет 0,05—0,1 мм. Втулка устанавливается в зоне входного отверстия рабочего колеса насоса и закрепляется двумя болтами. Входные окна имеют острые кромки. Резец закреплен в пазу всасывающего патрубка, острая кромка его сориентирована против вращения рабочего колеса. Дробление крупных включений происходит между острыми кромками окон втулки и резца.
Наблюдение за работой дробящего устройства, регулирование его и замена резцов осуществляются через люк-отверстие на .всасывающем патрубке насоса. За вод-изготовитель гарантирует работу одного резца в течение трех лет.
При применении насоса-дробилки на канализационных насосных станциях отпадает необходимость в установке решеток, транспортеров, сортировочного стола, дробилок, подъемных механизмов и, как следствие, сокращается число персонала, обслуживающего помещения решеток.
Для перекачивания бытовых и производственных сточных вод плотностью 1050 кг/м3, с температурой до 40° С, содержанием абразивных частиц размером до 5 мм не более 1 % по массе и неабразивных механических включений, не склонных к налипанию, размером не более 0,8 D (где D—диаметр всасывающего патрубка) в количестве не более 90— 100 л на 1000 м3 сточной жидкости применяют канализационные погружные насосы ЭЦК 16/6, ЭЦК 5С/10иЭЦК 100/10*. Канализационные погружные насосы (рис. 5.13, в) изготовляют в двух исполнениях: в переносном — для откачивания сточных вод из емкостей и аварийного откачивания из канализационных колодцев; в стационарном — для установки на канализационных насосных станциях.
Насос типа ЭЦК представляет собой моноблочный агрегат, состоящий из герметизированного встроенного электродвигателя и насоса. Рабочее колесо лопастное центробежного типа. Лопасть выполнена в виде спирали.
Для перекачивания фекальной жидкости в животноводческих комплексах применяют моноблочные электронасосы (ЦМФ) (рис. 5.13, г). Эти насосы обеспечивают забор и перекачивание плавающих, в фекальной жидкости твердых включений (соломы, кормовых отходов и других посторонних предметов) размером до 100X60 мм. Влажность перекачиваемой фекальной жидкости должна быть не менее 60%, температура — до 35° С. Подача этих насосов составляет 160 м3/ч, напор — 10 м, мощность двигателя — 20 кВт, масса насоса — 340 кг. Электронасос представляет собой вертикальный насосный агрегат с приводом от электродвигателя, узлы которого входят в конструкцию насоса. Электродвигатель охлаждается водой (из сети), которая подается по трубкам в его полость. Электронасос используется для перемещения верхних и нижних слоев жидкого навоза в навозохранилища, для забора и перекачивания его по трубопроводу в другие емкости и транспортные средства.
Переносные погружные моноблочные центробежные электронасосы ГНОМ* предназначены для откачивания вод плотностью 1250 кг/м3, с температурой до 35°С, pH — = 5-4 10 и содержанием механических примесей (песка, цемента, глины) размерами до 5 мм, не превышающими 10% по массе. Электронасосы во взрывозащищенном исполнении (В) допускают перекачивание жидкости на взрывоопасных производствах.
Электронасосы ГНОМ широко применяют для откачивания гравийно-глинистых и грунтовых вод из котлованов и траншей, а также бытовых и производственных сточных вод при эксплуатации гидросооружений, метрополитена и шахт, при ремонтных работах на водопроводных и канализационных сетях, а также в сельском хозяйстве для осушения и орошения.
Корпус насоса ГНОМ (рис. 5.14, а) цилиндрический с кольцевым каналом, изготовлен из сплава АЛ-9 (алюминий), разъемный. Торец корпуса закрыт съемной крышкой. В нижней части боковой поверхности корпуса размещена защитная сетка, через которую вода поступает к рабочему колесу. Насос ГНОМ устанавливают вертикально на дно котлованов и траншей или подвешивают на тросе на требуемой глубине.
Рабочая часть насоса состоит из открытого рабочего колеса и гуммированного отвода, по которому поток перекачиваемой жидкости отводится в кольцевой канал между корпусом насоса и статором электродвигателя. Гуммирование отвода и крышки корпуса износостойкой резиной уменьшает их износ и значительно повышает срок службы насоса. Вода из кольцевого канала поступает в напорный патрубок, расположенный в верхней части корпуса насоса, к напорному патрубку присоединяется резинотканевый рукав.
Рабочее колесо насажено на удлиненный вал трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Узлы электродвигателя входят в конструкцию насоса. Внутренняя полость электродвигателя со стороны удлиненного корпуса вала отделена от проточной части насоса двойным торцовым уплотнением, находящимся в разделительной камере. В камеру заливается масло, которое смазывает пары трения и отводит от них тепло, а также является затвором, предотвращающим проникание перекачиваемой жидкости в полость электродвигателя.
Насосы ГНОМ охлаждаются откачиваемой жидкостью, а электродвигатель — перекачиваемой жидкостью, протекающей по кольцевому каналу корпуса.
Установку и перемещение электронасоса ГНОМ производят с помощью ручек или рым-болтов {ГНОМ 100-25). В конструкции электронасоса ГНОМ 16-15 предусмотрено последовательное соединение двух насосов (рис. 5.14, б).
Водокольцевые вакуумные насосы предназначены для создания вакуума в насосах или в других аппаратах. Они также могут быть использованы как воздуходувки для создания невысокого напора (3—22 м) при использовании сжатого воздуха в технологическом процессе очистки воды.