Гидравлические машины. Часть 1. Насосы


    МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РФ

АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА











Б.П. Тихоненков



ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ



Часть!. НАСОСЫ










Библиотека
__МГА8Т



Москва-2005
Издательство «Альтаир»

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА Рф

АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА







Б.П. ТИХОНЕНКОВ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Часть 1. НАСОСЫ








Москва-2005
Издательство «Альтаир»

УДК 62Р. 12 (075.8)


Тихоненков Б.П. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ. Часть I. НАСОСЫ Учебное пособие. М. Изд-во «Альтаир» МГАВТ. 2005. 104 с.

      Данное учебное пособие состоит из 2- частей: «Насосы» и «Турбины». В 1-ой части описываются насосы. Приводился принцип действия и области применения насосов различных типов в сферах водотеплоснабжсния и водного хозяйства. Рассмотрены их технические характеристики и режимы работы. Даны рекомендации по определению рабочих параметров насосов общего применения, а также насосов отраслей водопользования. Даются главы, посвященные совместной работе насосов и сети, современным насосам и НУ, их номенклагуре и особенностям конструкции и тех.характеристикам. Рассмотрены вопросы ресурсо-энергосбережения, маркетинга, менеджмента и другие экономические воггросы, столь необходимые при вхождении России в мировой рынок.
      Для студентов, бакалавров, магистров, стажеров вузов и факультетов, обучающихся по направлению «Строительство» по специальностям «Гидротехническое строительство» и «Водоснабжение и водоогведение», «Эксплуатация перегрузочного оборудования портов и транспортных терминалов», «Автоматизация технологических процессов и производств» и др., а также инженерно-технических работников водного транспорта.

Рецензент; канд. техн, наук, проф. Белоусов А.Р.

Издается но решению Учебно-мегодического совета МГАВТ

СОДЕРЖАНИЕ                                            3

ПРЕДИСЛОВИЕ

1.  ВВЕДЕНИЕ

2.  НАСОСЫ КАК ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

2.1. Общие сведения. Классификация
2.2. Основные виды насосов. Принцип действия.
2.3. Основные характерные параметры насосов.
2.4. Лопастные (центробежные) насосы (ЦЕН).
2.4.1. Устройство, принцип действия, классификация.
2.4  2. Рабочий процесс ЦЕН.
2.4.3. Напор, развиваемый насосом.
2.4.4. Движение жидкости в ЦЕН. Основное уравнение ЦЕН.
2.4.5 Подобие насосов. Формулы пересчета. Коэффициент быстроходности.
2.4.6. Высота всасывания насосов Кавитация в насосах Допустимое значение высоты всасывай

3.  ХАРАКТЕРИСТИКИ И РЕЖИМ РАБОТЫ ЛОПАСТНЫХ НАСОСОВ

4.  СОВМЕСТНАЯ РАБОТА НАСОСОВ И СЕТИ


5. КЛАССИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ НАСОСОВ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ВОДЫ.

6. СОВРЕМЕННЫЕ ТИПЫ, МАРКИ И НОМЕНКЛАТУРА НАСОСОВ

7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ И НУ

8 ЛИТЕРАТУРА

                                МГАВТ, 2005
                        Автор Тихоненков Б.Г!., 2005

ПРЕДИСЛОВИЕ

5

I ВВЕДЕНИЕ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАШИН И НАСОСОСТРОЕНИЯ

4

     Снабжение и водопользование различных потребителей водой в достаточном количестве, отведение, или сначала очистка, а потом отведение, с целью повторного и многократного их использования или сброса в водоем имеют большое значение в гидротехническом и коммунальном хозяйстве и строительстве вообще. Вопросы научно-технического прогресса, развития и интенсификации производства, рационального использования водных ресурсов, энерго-водосбережений всегда имели и имеют архиважное значение при любых политических и экономических формациях.
      Дисциплина «Гидравлические машины» (особенно часть 1, «НАСОСЫ» ) является основной для специальностей «Гидротехническое строительство», «Водоснабжение и водоотведение», и специальностей водного транспорта, а также других смежных специальностей. Она призвана давать будущим инженерам те знания, без которых не мыслится самостоятельная инженерная работа в области водного хозяйства и строительства водных сооружений. Изучение этой дисциплины требует от студента отменной умственной встряски и практической смекалки, а также знаний по математике, химии, физике, механике, гидравлике и др. дисциплин в области прикладной механики, теплотехники и т.д.
      Автор постарался использовать новые сведения о насосах отечественных и зарубежных фирм и заводов, а также новинки проектирования, сведения из област и маркетинга и др.
      Приношу искреннюю благодарность ст. преподавателю кафедры гидравлики и гидромашин Панкратову С.Н. МЭИ (технический университет) за любезное предоставление материалов и студенту-дипломнику этого вуза Тимуру Таирову, принимавшему участие в компьютерном оформлении графической части работы. Особую благодарность и признательность выражаю моему учителю и замечательному человеку Михаилу Станиславовичу Заневскому (МИСИ им.Куйбышева), без участия и дружеской помощи которого автор бы не состоялся как специалист-насосчик.

      Машины для подъема и перемещения воды были известны с глубокой древности. Они создавались постепенно, начиная от самых примитивных, на протяжении веков. Самым простым водоподъемником являлся кожаный мешок, опускаемый на веревке в водоем и поднимаемый потом с помощью человека или животного. Аналогичным является подъем волы различного рода колесами с черпаками Одним из очень старых водоподъемников (тысячелетие до н.э.) является архимедов винт (известного философа, ученого Античности Архимеда). Последний послужил прообразом современных винтовых (червячных) насосов. Что касается поршневых насосов, то о их существовании знал Геродот (5 век до нашей эры).
      Сотни лет последующего за расцветом Греческой демократии и Римской империи периода экономического застоя не принесли сколько-нибудь заметного изменения в конструкции насосов. И только после изобретения двигателей (парового, внутреннего сгорания, электрического), позволяющих увеличивать число оборотов приводного вала, в конструкции насосов вносятся значительные изменения. Изобретенная И.И.Ползуновым паровая машина позволила соединить двигатель с насосом и получить машину значительной производительности.
      Принято считать, что первый насос был изобретен греческим ученым, работающим в Древнем Египте, Ктесибием в Ш - П вв до н.э. Это был 2-х цилиндровый поршневой пожарный насос. Справедливости ради, заметим, что время появление насоса покрыто таким же туманом неопределенности, древности и таинственности, как изобретение колеса.
      На территории Древней Руси для подъема воды использовали поршневые насосы, выполненные из дерева (Новгород, ХП век). Вог видите, какова была тяга к насосу, даже без металла обходились!
      Изначально технический прогресс требовал введения водоснабжения и водоотведения особенно на территории больших городов-мегаполисов. Это понимали уже в Древнем Риме. Трудно представить и насколько это поучительно, что гам начальник Водоканализаций был представлен в ранге Фельдмаршала и являлся Третьим лицом в империи.

В летописи Пскова отмечено, что в 1519 г был построен водоподъемный насос. Старинный коловратный насос описан Раммели, жившем 1530-90гг н.э. Первый центробежный насос (ЦБН), использующий действие скоростного напора, - насос Бланкано (1566-1624), который послужил образцом для целого ряда подобных конструкций. В 1682г льежский мастер Р.Саль под руководством А. Де Виля построил насосную установку в Марли на р. Сене (Франция) для водоснабжения дворцов и фонтанов Марли, Версаля. В 1695 г Д.Папин предложил устроить крыльчатку и спиральный корпус, чем была достигнута конструкция, близкая к современному ЦБН. В 1732г Демур (Франция) вновь изобрел ЦБН. (Ну, вы знаете, сколько раз изобретали велосипед!)
       В 1738г академик Санкт-Петербургской АН Даниил.Бернулли вывел уравнение, названное его именем, которое и по сей день служит теоретической основой для решения многих вопросов гидравлики, гидромашин и гидромашиностроения. В 1754г еще один русский академик Леонард Эйлер создал знаменитую георию центробежных гидравлических машин, опередив развитие техники почти на сто лет.
       После этого использование ЦБН надолго задержалось из-за отсутствия быстроходных двигателей, и практически эти насосы были забыты более чем на столетие.
       В 1835г А.А.Саблуков в России предложил насос, названный им «водогоном» (помните спор между славянофилами и западниками в Х!Х веке, как правильно: калоши или мокроступы!), в котором использован принцип ЦБН. 1837г уралец И.Сафронов построил одну из первых в мире гидравлических турбин.
       1839г У.Эндрюс получил первый американский патент на ЦБН. В 1851г Дж.Гуни - на многоступенчатый ЦБН.
       1889г В.А.Пушечников (Россия) сконструировал первый в мире глубоководный насос, который работал на Московском водопроводе.
       За границей ЦБН вновь был изобретен Аппольдом - недаром говорится, что новое - это давно забытое старое - в Англии в 1867г, по другому свидетельству ЦБН изобретен Аппольдом в 1848г. Этот насос, как и насос А.А.Саблукова, создавал малый напор, но значительную производительность. Однако, коэффициент полезного действия (КПД) был

  еще невелик, до 68%, при расходе 5,6 куб.м в мин, напоре 6м, числе оборов в мин - 788,
      В Америке первый многоступенчатый насос был предложен в 1846г Джонсоном, а реализован значительно позднее
      После изобретения и внедрения в практику электродвигателей ЦБН стали быстро совершенствоваться и развиваться.
      Постройка ЦБН в России началась в 1880г одновременно со. сборкой поршневых насосов на машиностроительном заводе акционерного общества Г устав Лист в Москве.
      Русский ученый, инженер, академик В.Г.Шухов дал ряд ценных конструкций поршневых насосов для откачки нефти из глубоких скважин и первый дал теорию работы поршневых насосов прямого действия.
      После известных событий 1917г насосостроение было поставлено на государственную основу, что имело свои плюсы и минусы. С начала 1920т насосы стали широко применяться для перекачки жидкостей различной вязкости, с взвешенными частицами, агрессивных.
      В области насосостроения работали выдающиеся русские и советские ученые. Н.Е.Жуковский в 1912г опубликовал знаменитую вихревую теорию гребного винта, ставшую основой расчетов аэрогидротурбин и насосов. Эта теория нашла свое развитие и приложение в трудах проф. И.И. Куколевского и акад. Г.Ф.Проскуры, посвященных расчету и конструированию новых типов насосов. Акад.Г.Ф.Проскура, член-корр. АН И.Н.Вознесенский, проф. И.И.Куколевский разработали пропеллерные насосы для канала им. Москвы с подачей 90000 куб.м в час при диаметре рабочего колеса 6000мм. Математик С.А.Чаплыгин занимался расчетами геометрии лопасти рабочего колеса ЦБН.
      В 30 - 50 годы XX века в России отечественная промышленность позволила в значительной мере отказаться от импорта насосов. Впрочем, это скорее оказалось политической близорукостью, чем экономическим достижением. Когда во всем цивилизованном мире процветал технический прогресс и создавались новые, совершенные машины, социалистическая Россия из политических и идеологических соображений оставалась на обочине мировой цивилизации и пробивалась к прогрессу с большими усилиями и потерями в гордом одиночестве, не извлекая выгоды от общемировой кооперации.

К тому же мы погрязли в слепом соревновании с мировой системой ■ашпишша, в страстном желании доказать свое первенство, догнать и перегнать при неоправданных затратах - какова всегда цена изоляционизма и шапкозакидательства Так что наши достижения скорее были не из-за, а вопреки. Конечно, наша техническая мысль не остановилась, но она в значительной мере оказалась парализованной нашим политическим, коммунистическим фанатизмом.
      В 1935 - 37п- советскими конструкторами под руководством М.Г.Кочнева и И.И. Куколевского были созданы осевые насосы
      большой подачи - 15 куб.м в сек. Дальнейшие теоретические и конструктивные разработки позволили выпускать насосы с подачей до 60 куб.м в сек и более.
      Как достижение социализма представлялись гигантские стройки коммунизма (их называли Великими стройками коммунизма). Это строительство очень больших районных систем водоснабжения (Донбасс, Криворожье, ряд промышленных районов Урала и Сибири), по которым ежесуточно перекачивались (или предполагалось перекачивать!) десятки миллионов куб. в сутки воды. В 70-е годы XX века в бывшем Целинном крае Республики Казахстан построено несколько крупных систем водоснабжения. Каждая из этих систем охватывала площадь в несколько миллионов гектаров и имела протяженность водоводов по несколько тысяч километров. Чем ни стимул для насосостроения?!..
       А еще мы в угаре гигантомании собирались осуществить эпохальногеростратов проект о переброске великих сибирских рек Иртыша, Оби, Енисея вместе с десятками их полноводных притоков в Казахстан, Туркмению, Узбекистан и далее везде... Наш, едва ли не самый могущественный монополист Минводхоз, в охотку ворочавший миллиардами рублей, уже создавал гигантские проекты, главки, тресты, разрабатывал технические задания, выдавал заказы на создание сверхнасосов, особенно по подачам...
        Спасибо и низкий поклон им, что у нас нашлись трезвые и мужественные ученые, академики, писатели, общественные деятели, которые подняли свой голос в защиту экологии, климата, гидро и геологических ресурсов, нефтегазовых месторождений, вообще, в защиту наших российских земель, заповедной природы, собственно, в защиту народов Российского

Севера. В итоге, после лег дебатов, борьбы ни на жизнь, а насмерть - угроза экологической катастрофы веков отступила, проекты похерили, спрут-монополист Минводхоз приказал долго жить, и угроза вымирания сотен млн. га миновала.
      Что сказать про сейчас. Действуя в целях научно-технического npoipecca и благосостояния населения, выполняя требования маркетинга, рынка, следует все более и неутомимее совершенствовать насосы, не только по линии улучшения конструкции, применения новых конструкционных материалов, технологий и т.п., но и создавая компактные, легкие насосы и насосные установки с полной автоматикой, дизайноконкурентные, удобные в обслуживании и т.д., применяя более совершенные, в том числе ресурсосберегающие, насосные агрегаты и технологии.
      В этом направлении трудно переоценить значение Российской ассоциации производителей насосов (РАПН), созданной в 1991 г. В пресс-релизе этой некоммерческой отраслевой организации отмечается следующее. Цель ассоциации: содействие развитию насосостроения и защита интересов российских производителей насосов.
      Базовой организацией РАПН является Международный концерн «Гидромаш МК». РАПН взаимодействует с потребителями насосов, министерствами, ведомствами, союзами, ассоциациями, академиями, университетами и др.
     Выпускается «Бюллетень РАПН» с материалами о последних
      достижениях в мировом насосостроении. Совместно с EUROPLTMP реализуется пилотный проект Программы «Создание системы гармонизированных стандартов в насосостроении России и Европы».
      Переведены и издаются на русском языке методические руководства EUROPUMP «NPSH для лопастных насосов» и «Достижимые КПД насосов со спиральным отводом».
      Совместно с Международным концерном «Гидромаш МК», подсекцией «Гидромашиностроение» Российской инженерной академии (РИА) и кафедрой «Гидромеханика, ги/фомяшины и гидронневмоавтоматика» МГТУ им. Н.Э. Баумана проводятся конференции. Так проведена Международная научно- техническая конференция «Насосостроение - XXI». По просьбе Министерства промышленности, науки и технологий РФ разработана «Стратетя разви тия российского насосостроения на период 2005 года» и т.д.

/о
      В 2002, 2003 годах состоялись специализированные выставки «Насосы-2002», «Компрессорная техника и пневматика-2002», «Трубопроводная арматура-2002».
      Следует отметить роль наших НИИ и вузов, специализированных конструкторских и проектных институтов и КБ. В первую очередь это: ВНИИГидромаш, ВНИИНефтемаш с их филиалами, кафедры Ленинградского политеха, МВТУ им.Баумана, Московского энергетического института, СоюзводоканалНИИпроект, МосводоканалНИИ проект, Гилрокоммунводоканал, Академия коммунального хозяйства, ВОДГЕО и др.
      Большие заслуги в развитии теории насосостроения и конструирования насосов имеют Г.Ф.Проскура, А.А.Ломакин, С.С.Руднев, В.С.Квятковский, И.Г.Есьман, Н.М.Шапов, Н.Н.Вознесенский, И.И.Куколевский, Т.М.Башта, Лобачев П.В., Прегер . В строительной индустрии, особенно при разработке вопросов проектировании и эксплуатации насосных станций и установок, - Малишевский Н.И., Рычагов В.В., Флоринский ММ, Турк В.И., Заневский М.С., Минаев А.В. и многие, многие другие.
      Насосостроение является одной из важнейших подотраслей машиностроения, а НАСОС - основным элементом технологических процессов в водоснабжении и водоотведении, мелиорации, тепловой и атомной энергетике, добыче, транспоргировке и переработке нефги, газовой, химической промышленности, в сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте, в пищевой и медицинской промышленности, в судостроении и т.д. Подачи современных насосов достигают 30 м³\сек, напоры - 10000м, мощности - 30000 кВт. Номенклатура насосов превышает 2000 типоразмеров, не считая исполнения по материалам проточных частей, уплотнениям валов и комплектации электродвигателями. 20% всей установленной электрической мощности идет на привод насосов.
       Мировой рынок насосов на сегодняшний день определяют страны ЕС, США, Япония, а в регионах бывшего СССР - Россия. Общий объем взаимной торговли насосами между ЕС, США, Японией и Россией составил в 2000 году по данным EUROPAMP и Российской РАПН ассоциациями производителей насосов около двух миллиардов долларов США, из них на долю стран ЕС приходится 44%, США - 27%, Японии - 16% и России - 13%. Экспортные поставки России осуществляются в страны СНГ, ближнего

зарубежья и на традиционные рынки Африки, Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии.
      Современное мировое насосостроение характеризуется высоким урО⁸нем -Концентрации капитала Из общего числа насосных компаний в мире (около 1000) только 10 наиболее крупных производят 60% продукции. Среди лидеров ITT, Dresser, Gould (USA), KSB (ФРГ), Weir, Suizer (Великобритания), Ebara (Япония), Sigma (Чехия). В России это международный концерн ЗАО «Гидромаш МК» - крупнейший производитель насосов на территории бывшего СССР, объединяющий предприятия России, Украины, Беларуси и Молдовы, выпускающий 30% объема и 80% номенклатуры всего количества насосов, производимых в странах бывшего СССР.
      Как известно, экология и защита окружающей среды зависит от свойств и качества собственно насоса, а также от функций системы, в которой он работает. Безопасность насоса будет возрастать вследствие применения новой технологии изготовления, новых материалов, а также конструктивного исполнения, обеспечивающего максимальную герметичность и шумо- виброизоляцию. Будут создаваться новые насосы для более совершенных систем бытовых и промышленных очистных сооружений, пожаротушения, сбора разлитой нефти и др. Энергосбережение будет обеспечиваться применением регулируемого привода, систем автоматического регулирования, увеличением КПД насоса, поисками новых принципов перекачивания жидкостей, использованием нетрадиционных и возобновляемых видов энергии.
     Ресурсосбережение будет осуществляться путем уменьшения габаритов за счет повышения частоты вращения вала, замены литых деталей сварно-штампованными из тонкого листа, применения более дешевых экономно-легированных сталей, использования неметаллических и композиционных материалов.
     Развитие технического прогресса потребует от насоса многофункциональности, т.е. наряду с основной функцией транспортировкой жидкой среды - исполнения необходимых в технологическом процессе операцией. Создаются насосы-мешалки, насосы-дробилки, насосы-деэмулы агоры, сепараторы и т.д. Приоритетными направлениями останутся: улучшение параметров, снижение массы и

н габаритов, автоматизация работы, повышение ресурса и надежности, эргономика, сервисное обслуживание, гарантии.
      Достойно сожаления, что в настоящее время мы пользуемся насосами и насосными установками, в основном, импортного ассортимента, ориентируясь лишь на внешний рынок, забывая наши передовые традиции и конструкции. Авторы уверены, что среди читателей учебника найдутся патриоты Родины-России, подвижники и сподвижники, которые исправят положение.
      Не забудем, что насосы, насосные установки, насосные станции являются сердцем систем водо и теплоснабжения. Санитарно-гигиенические, экологические, комфортные условия, сама человеческая жизнь зависят от нормального функционирования систем водоснабжения и водоотведения. Еще великий русский актер Володин с воодушевлением пропел в кинофильме «Веселые ребята»: - И, выходит, без воды - и не туды, и не сюды! Так что, дерзайте, молодые, компетентные и деловые!

    2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ




             2.1. Общие сведения. Классификация



     К гидравлическим машинам, обычно применяемым в строительстве, водоснабжении, водоотведении, относятся:
           1.   Нагнетатели:
                     центробежные насосы (ЦБН) и вентиляторы;
                - поршневые насосы и компрессоры;
                     роторные насосы, воздуходувки, вакуум-насосы;
                     воздушные водоподъемники (вытеснители, эрлифты)
                — струйные насосы (гидроэлеваторы, инжекторы).
          2.    Водяные турбины.
          3.  Гидропередачи.
          4.   Гидромониторы.

     В настоящем учебнике разбираются преимущественно нагнетатели (насосы, воздуходувки и др.) и, в основном, ЦБН.

2.2. Основные виды гидромашин (нагнетатели, насосы и др.) Принцип действия

      Наибольшее распространение в строительной практике получили ЦБН и вентиляторы. Принцип работы ЦБН и центробежного вентилятора один и тот же и заключается в том, что подводимая к машине жидкость подхватывается лопатками

вращающеюся рабочего колеса и отбрасывается к периферии колеса. Развивающаяся центробежная сила создает в жидкости скоростной напор значительной величины, который при выходе жидкости в улиткообразный корпус насоса и далее в напорную трубу превращается в давление.
     На рис 2.1 показана схема ЦБН. К рабочему колесу I, имеющему изогнутые лопатки 2, вода подводится к центру. Если рабочее колесо с помощью двигателя приведено во вращение, то развивающаяся в каждой точке заполняющей колесо жидкости центробежная сила заставляет жидкость с большой скоростью передвигаться между лопатками от центра

Рис. 2.2

наружу. Выходящая из рабочего колеса жидкость попадает в улиткообразный корпус 3, непосредственно переходящий в напорную трубу 5. На место удалившейся жидкости по всасывающей трубе 4 поступает жидкость из

Рис. 2.3

расположенного внизу резервуара, называемою приемным. Таким обратом, благодаря ценгробежной силе жидкость ..риобрстае. скорость и удаляется из насоса в напорную трубу (за напорным патрубком), где создается

повышенное давление В то же время у входа жидкости в рабочее колесо абсолютное давление понижается (вспомните аналогичную ситуацию описываемую в гидравлике), что и позволяет жидкости под действием атмосферного давления на поверхность ее в приемном резервуаре входить в насос.
      Если ЦБН не залит жидкостью, то развивающееся на входе в насос разрежение оказывается незначительным, и жидкость не будет


Рис. 2.4

подсасываться к насосу. Поэтому пуск в ход ЦБН связан с необходимостью предварительной заливки насоса и всасывающей грубы. С этой целью в нижней части всасывающей трубы устанавливается обратный клапан 8, не позволяющий жидкости выливаться из насоса и всасывающей грубы при остановке вращения рабочего колеса насоса.
      На рис. 2.2 показан внешний вид насосного агрегата - ЦБН с электродвигателем смонтированных на общей фундаментной плите.
      ПОРШНЕВОЙ НАСОС (ПН), схема которого изображена на рис. 2.3, работает следующим образом Рабочая камера ПН снабжена всасывающим клапаном 5 и нагнетательным клапаном 4. В рабочую камеру входит поршень 3, выполненный в виде скалки. Поршень приводится в попеременно возвратное движение штоком 7 от кривошипно-шатунного механизма. Вал 10 вращается с постоянной скоростью от двигателя. При движении поршня вправо жидкость входит в рабочую камеру через всасывающий клапан 5, поступая в насос по всасывающей трубе 2. При этом нагнетательный клапан

4 закрывается. При движении поршня влево давление внутри рабочей камеры 6 повышается, всасывающий клапан 5 закрываегся, а напорный клапан 4 открывается, и жидкость поступает в напорную трубу 1.
     На рис.2.4 показан внешний вид одноцилиндрового поршневого насоса

Рис. 2.5 Схема шестеренной машины с внешним зацеплением

со шкивом для тиксотропной передачи.
      Поршневые насосы благодаря наличию клапанов и поршня могут создавать значительный вакуум и в предварительной заливке для пуска в работу не нуждаются.
      РОТОРНЫЕ НАСОСЫ (РН). Эго насосы, которые по принципу действия являются насосами вытеснения, как и поршневые насосы, а по кинематической схеме вращающимися машинами. Эго по существу своей работы - многопоршневые насосы, у которых рабочие органы совершают круговое (или по другой замкнутой кривой) вращение. Из всего многообразия РН наибольшее распространение получили шестеренчатые, червячные, пластинчатые и др. типы насосов.
Принцип         работы
шестеренчатого насоса понятен

из рис.2 5, Здесь шестерня 1 является ведущей (на ее оси осуществляется привод от двигателя), шестерня 2 - ведомой. При вращении шестерен, как указано на рисунке, жидкость, заключенная между зубьями шестерни, торцами корпуса насоса и внутренней цилиндрической поверхностью его, передвигается из камеры 3 (пониженного давления) в камеру 4 (повышенного давления). Благодаря зацеплению зубьев шестерен возврата жидкости из камеры 4 в камеру 3 не происходит. Насос может работать, преодолевая

значительные давления РН. как и ПН Не нуждаются в предварительной заливке перед пуском. На рис.2.6 показан внешний вид двухшестеренчатого насоса (типа РЗ-30), предназначенного для перекачки масел, нефти, мазута.
      Появление первого РН, изобретенного во Франции А Рамелли, относится к ХУ1 веку. Изобретение первого шестеренчатого насоса относится к тому же времени и приписывается Паппенгейму.
К воздушным водоподъемникам принадлежат ЭРЛИФТЫ, которые р аботают на принципе равновесия

жидкостей разных удельных весов. На рис.2.7 показан принцип действия эрлифта. По грубе 1 поступает сжатый воздух от компрессора 2
     Воздух поступает в нижнюю часть (башмак, форсунку) водоподъемной трубы 4. Благодаря смешению воды с воздухом удельный вес смеси в водоподъемной трубе оказывается в несколько раз меньшим удельного веса перекачиваемой жидкости, благодаря чему уровень смеси в трубе повышаегся.
     Путем ре!улирования количества подаваемого воздуха добиваются излива смеси воды с воздухом из верхнего отверстия водоподъемной трубы. Пузырьки воздуха, перемещающиеся из нижней части грубы в верхнюю, увеличиваясь в размере, оказывают поршневое действие на жидкость.

ti
     Изобретение эрлифтов приписывается французу Лошеру и относится к 1797г. В конце XI Хи германская фирма начала выпускать эрлифты под названием «мамут-насосы».

     СТРУЙНЫЕ НАСОСЫ. Принцип их работы основывается на известном гидравлическом законе энергетического баланса (закон Д.Бернулли). На рис.2.8 показана схема действия струйного насоса. По трубе 1 из напорного резервуара 0 подается рабочая жидкость под определенным давлением. В суженной часги грубы 3 происходит значительное увеличение скорости движения жидкости, благодаря чему давление в ней падает. Путем подбора надлежащих размеров сечений трубы 1 и суженной Macro ее 3, а также необходимого для работы насоса давления рабочей жидкости, можно добиться того, что давление в трубе 2 окажется меньше атмосферного, благодаря чему жидкость из сосуда 5 будет поступать по трубе 4 в суженную трубу 6 и вместе с рабочей жидкостью будет подаваться по трубе 8 к потребителю 7.
      Если для перемещения жидкости (воды) применяется в качестве рабочей жидкости также вода, то насос называется водо-водяным или гидроэлеватором, или эжектором Если же для подъема воды применяется водяной пар, то струйный насос называется инжектором.

У
      Первое практическое применение струйного насоса было осуществлено в 1852г Д.Томсоном. Элементарная теория этих насосов была ляна Пейнером в 1863г.


      2.3. Основные характерные параметры насосов


Рис. 2.9

                                      Пусть нагнетатель-насос 1, какого бы вида он ни был, перекачивает жидкость (воду) из резервуара 5 (рис.2.9), который называется ПРИЕМНЫМ резервуаром, в другой резервуар 4, называемый НАПОРНЫМ. Трубопровод 2, по которому насос засасывает воду, называется ВСАСЫВАЮЩИМ трубопроводом, а трубопровод 3, по которому вода подается в напорный резервуар, называется НАПОРНЫМ или НАГНЕТАТЕЛЬНЫМ трубопроводом.
Вертикальное расстояние от уровня

воды в приемном резервуаре до оси насоса Нгв называется ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТОЙ ВСАСЫВАНИЯ. Вертикальное расстояние от оси насоса до места подачи воды Нгн (на рис.2.9 до уровня воды в напорном резервуаре) называется ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТОЙ НАГНЕТАНИЯ. Сумма упомянутых геомегрических высот, обозначаемая Нг, называется гоомегрическим напором насоса. Очевидно, что


                 Нг = Нгв ⁺ Нгн


(2.1)

       При работе насос должен не только преодолевать геометрическую высоту Нг, но и все сопрогивления движению жидкости как на пути всасывания Нс, так и на пути нагнетания Нен (как по длине грубы, так и местные сопротивления). Напор, развиваемый насосом для преодоления всех сопротивлений обозначается Нс и равен


                  Нс ⁼ Нев т Нен


(2-2)