Осевые насосы
Осевые насосы изготовляют двух типов: ОВ—осевой вертикальный насос с жестко закреп-
Рабочее колесо (рис. 5.9) осевого насоса состоит из втулки с закрепленными на ней профилированными лопастями (число лопастей принимается от 3 до 6). Внутри втулки размещается механизм разворота лопастей, состоящий из рычагов и крестовины, осевое перемещение которой приводит к повороту рычагов и лопастей.
Лопастное колесо размещается в сферической камере, установленной на закладном фундаментном кольце. Вода к рабочему колесу подводится по плавно изогнутому подводу или по камере, которая значительно проще в исполнении. У малогабаритных насосов с камерным подводом КПД снижается на 2—3%. К камере на фланцах присоединен корпус насоса, выполненный в виде цилиндрической трубы, изогнутой под углом. Такая форма проточной части обусловливает максимальную конструктивную простоту осевого насоса по сравнению с другими типами лопастных насосов и обеспечивает минимальные габариты насосной установки при больших подачах.
Корпус насоса состоит из диффузора и отвода, направленного у насосов основного исполнения под углом 60°, а у малогабаритных насосов под углом 90°. На корпусе отвода установлены опора верхнего подшипника и торцовое уплотнение вала. Вал полый, внутри его проходит шток, связывающий привод механизма разворота лопастей с самим механизмом. Опоры вала (нижний и верхний направляющие подшипники с лигнофолевыми или резиновыми вкладышами) смазываются водой, подаваемой насосом. Если содержание взвешенных частиц в перекачиваемой жидкости более 50 мг/л, то подшипники изолируют от жидкости манжетами, и вода для смазки подводится по трубам от специального источника. Расход воды для смазки составляет 0,5—2 л/с, а напор должен быть выше напора, развиваемого насосом, на 7 м.
Осевая сила и вес вращающегося ротора воспринимаются пятой электродвигателя.
На рис. 5.10 приведена универсальная рабочая характеристика осевого насоса, имеющего рабочее колесо с регулируемым углом установки лопастей. Рекомендуемое поле работы насоса ограничено толстой линией. Для того чтобы рабочая точка не попала в область неустойчивой работы осевого насоса, на характеристике показана линия 1 допустимого статического напора (при заполненном напорном трубопроводе во время пуска насоса). Углом <р = 0° обозначают расчетное положение лопастей. Положительные значения <р соответствуют увеличенным углам установки лопастей, а отрицательные—уменьшенным.
Форма рабочего колеса осевого насоса в общем ряду лопастных колес является предельной (щ=600-4-4-1800). Поэтому колеса работают с отрицательной высотой всасывания т. е. для обеспечения поступления жидкости в рабочее колесо давление на всасывании должно быть больше атмосферного. Для этого ось рабочего колеса насоса устанавливается ниже расчетного уровня воды в источнике на величину требуемого подпора, т. е. на величину кавитационного запаса. Завышение отметки оси рабочего колеса вызывает образование кавитационных явлений, приводящих к разрушению камеры и лопастей колеса. В настоящее время разработаны самовсасывающие осевые насосы.
Графическая характеристика осевого насоса несколько отличается от графической характеристики центробежного насоса. К особенностям характеристик осевых насосов относят:
крутое падение кривой Q—Н и наличие на ней перегиба; максимальный напор, соответствующей подаче Q = 0, примерно в 1,5—2 раза превышает напор при максимальном КПД;
кривая Q—Н падает при увеличении подачи; мощность насоса дости-
небольшая область рабочей части характеристики Q—Н.
Исходя из указанных свойств зависимости между подачей напором и мощностью, пуск осевого насоса производят при открытой задвижке, так как в этом случае при H—Q он потребляет минимальную мощность. При невозможности запуска осевого насоса на открытую задвижку необходимо предусмотреть мероприятия регулирования подачи изменением частоты вращения (многоскоростные двигатели, гидромуфты и т. д.) или применением рабочих колес с поворотными лопастями и перепуском жидкости из напорного трубопровода во всасывающий.
Насосостроительные заводы России изготовляют насосы типов ОВ и ОПВ с подачей 0,5—40 м3/с, напором 2,5— 23 м и КПД 84—86%. Насосы предназначены для перекачивания воды с температурой не более 35° С и содержанием взвешенных частиц не более 3000 мг/л (из них абразивных частиц допускается не более 2%). По особому заказу могут быть изготовлены насосы для перекачивания морской воды.
Осевые насосы широко применяются в качестве циркуляционных на тепловых электростанциях, в шлюзовых установках, в ирригационных системах, на станциях I подъема городских и производственных систем водоснабжения, на канализационных насосных станциях.