Конструкции поршневых насосов

Основные схемы насосов получают самое разнообразное конструктивное исполнение. Ниже приводится описание некоторых наиболее характерных конструкций насосов, главным образом, отечественного производства.

а) Приводные насосы. Насосы простого действия применяются для перекачки густых и вязких, загрязненных и химических жидкостей. Вертикальный плунжерный насос с шаровыми клапанами для вязких жидкостей конструкции завода «Процесс» приведен на рис. 93. Опорой всей конструк­ции у них является станина в виде колонки, к которой кре­пится цилиндр а, а к последнему с двух сторон клапанные коробки б. Все эти детали, а также плунжер в — литые из чугуна. Для уплотне­ния плунжера служит наружный сальник с мягкой набивкой. Клапа­ны стальные, их седла и втулки цилиндра бронзо­вые. Насос имеет ремен­ный привод, который со­стоит: из приводного ва­ла, рабочего и холостого шкивов, зубчатой передачи к валу насоса. По­добные по конструкции насосы для кислот выпол­няют из твердой резины— эбонита (американской фирмы Индиэн Роббер), а также из керамики.

Представленный на рис. 94 насос имеет диа­фрагму (эластичную пе­регородку) а из стали или резины, которая от­деляет плунжер и ци­линдр наноса от перека­чиваемой жидкости. По­лость А заполнена чистой водой; при движении плунжера давление жид­кости заставит диафраг­му прогибаться, за счет чего и осуществляется всасывание и нагнетание ее из камеры В. Стенки С ограни­чивают прогиб диафрагмы. Диафрагмовые насосы приме­няются для перекачки загрязненных, а также кислотных жид­костей. В последнем случае части насоса, соприкасающиеся с перекачиваемой жидкостью, делают или целиком из кислото­упорных материалов пли покрывают слоем свинца, резины и т. д.

В кислотных насосах Феррариса (рис. 95) плунжер отде­лен от кислоты слоем нейтральной и более легкой жидкости— обычно маслом. Чтобы не происходило смешения или обра­зования эмульсии, поверхность раздела кислоты и масла в камере должна перемещаться с небольшой скоростью, поэтому число ходов поршня обычно не превышает 13—15 в минуту. Для пополнения маслом камеры а служит заливоч­ная воронка в.

Насосы одноцилиндровые двойного действия (рис. 96) завода Ивтормаш, а также завода «Бо­рец», им. Фрунзе и др. применяются для водо­снабжения и других про­мышленных целей. В кор­пусе насоса а помещены тарельчатые всасываю­щие К_в, и нагнетатель­ные К_н клапаны, один над другим. Осмотр и смена клапанов произво­дятся^- через люки. Насос­ный цилиндр присоеди­няется к раме р, которая имеет точеные цилиндри­ческие направления для крейцкопфа б. Корпус и рама— литые из чугуна, поршень чугунный с бронзовыми уплотняющими кольцами, клапаны и их седла бронзовые, вал, шатун и шток стальные.

Привод насоса ременный; движение от шкива пере­дается через зубчатую пере­дачу к коленчатому валу. Крейцкопф имеет бронзовые вкладыши, и его направ­ляющие смазываются по­средством капельницы.

В условиях, когда жид­кость должна поступать в насос из сильно разрежен­ного пространства при не­значительной высоте залива» завод им. Фрунзе строил насосы двойного действия без всасывающих клапанов. Цилиндр такого насоса (рис. 97) имеет в средней части окна О, через кото­рые жидкость поступает в камеру А в период, когда поршень при движении вправо будет их открывать, при обратном движении поршня жидкость через те же окна поступает в камеру В. Для кислот американская фирма Hard Rubber изготовляет небольшие насосы двойного действия, у которых за исключением штока и пружин клапана все остальные детали вы­полнены из эбонита (рис. 98). Насос приводится в дей­ствие от электромотора через редуктор.

Штанговые насосы применяются для подъема жидкости из буровых и артезианских скважин малого диаметра (до 200 мм) глубиной до 100 м и более. Насос Н (рис. 99) опущен в скважину, диаметр которой определяется размерами обсадных труб О. Движение от двигателя посредством ремня передается приводному шкиву и затем через зубчатую пере­дачу, колончатый вал, крейцкопф, штанги поршню насоса.

Последний движется в трубе Т. Для выравнивания на­грузки двигателя при прямом и обратном ходе штока и поршня эти насосы в большинстве своем выполняются как дифференциальные, и помимо этого для уравновешивания имеются балансирные, пневматические илигидравлические устройства. Дифференциальное действие получают путем установки вверху второго поршня п. Конструкция собственно насосной части в исполнении завода «Борец» приведена на рис. 100. Нагнета­тельный клапан к_н помещен в поршне а. Седло всасывающего клапана с удерживается от перемещения трением кожа­ных уплотняющих манжет. Клапан и седло могут быть под­няты вверх, не вынимая цилиндра Ц из скважины. Поршень а имеет бронзовую втулку и уплотнение помощью кожаных манжет.

Трехскалъчатые насосы имеют особое применение в усло­виях, когда необходима более равномерная подача жидкости (перекачка по длинным нефтепроводам и др.). Для неболь­ших давлений до 12 ат эти насосы строятся как вертикаль­ные; при больших — как горизонтальные.

Три цилиндра отлиты вместе в одном корпусе, который крепится к фундаментной плите. На последней часто рас­полагается также электромотор для привода насоса через зубчатую передачу.

Приводные насосы четверного действия применяются как гидропрессовые, крекинг-насосы, нефтяные и судовые, а также для промышленных целей и водоснабжения при подаче больших количеств жидкости. В большинстве случаев их кон­струкция состоит из двух самостоятельных, но одинаковых насосов двойного действия, имеющих общий привод и опор­ную плиту. Завод им. Фрунзе подобную группировку насосов двойного действий с общим приводом осуществляет даже для четырех цилиндров.

б) Прямодействующие насо­сы в настоящее вре­мя строятся преиму­щественно как паро­вые горизонтальные дуплекс-насосы четвер­ного действия с паро­распределением систе­мы Вортингтон. Конст­рукция подобного на­соса небольших разме­ров приведена на рис. 101.

Два паровых и дваводяных ци­линдра, связанные меж­ду собой промежуточной частью, называемой средником, вы­полнены в одной общей отливке. Поршень парового цилиндра и его кольца чугунные. Плунжер насосного цилиндра из чу­гуна или бронзы работает во внутреннем сальнике с мягкой набивкой. Тарельчатые клапаны, четыре всасывающих к_а истолько же нагнетательных. Золотник з парового цилиндра плоский, коробчатого типа, по одному на каждый цилиндр, находится в общей зо­лотниковой коробке а. Механизм управления движением золотников приведен на рис.102. На поршневом штоке А по­сажен кулачок В, который связан с рычагом С. Последний при своем качании будет двигать ось D кривошип Е,тягу F и шток G золотника. Золотник распределяет пар для поршня на поршневом штоке I.

Таким же образом поршневой шток приводит в движе­ние золотник другого цилиндра с помощью системы рычагов (K, L, M, N, O). Впуск пара в цилиндр из золотниковой ко­робки производится по крайним каналам, выпуск по внутрен­ним. В конце хода поршня вследствие перекрытия золотником выпускного канала в камере цилиндра, из которой происхо­дил выпуск отработанного пара, образуется паровой буфер. Поршень останавливается и начинает обратное движение после некоторой паузы, величина которой регулируется поло­жением золотниковой гайки (рис. 101). Смазка паровой части (цилиндров и золотников) производится специальными мас­ленками. Этот тип прямодействующих насосов пользуется весьма большим распространением в качестве питательных насосов к котлам, насосов для нефти и обслуживания спринклерных установок, а также для водоснабжения (насосы заво­дов «Пролетарий», «Красный молот», им. Фрунзе и др.).

Для перекачивания нефтепродуктов и других жидкостей с темпе­ратурой 400°С и выше применяются прямодействующие «го­рячие насосы». Схема жидкостной (собственно насосной) ча­сти такого насоса, построенного в США заводом Дау, при­ведена на рис. 103. Клапанная коробка — выносная, распола­гается выше насосного цилиндра и связана с ним трубами, каждая длиной от 2,5 до 3 м. Во время работы горячий продукт заполняет клапанную коробку и небольшой участок тру­бопроводов. Остальная часть трубопровода и цилиндр запол­нены холодным продуктом. Поскольку жидкости сами по себе очень плохие проводники тепла, столб жидкости между ко­робкой и цилиндром является хорошим тепловым изолятором.

Ряд конструкций паровых прямодействующих насосовотличных от вышеописанных: 1) применением других систем парораспределения (системы Блек, Камерон, Вир и др.); 2) наличием особых компенсационных устройств или махо­виков (паровые маховичные насосы); 3) наличием паровой машины с двойным и тройные расширением, в настоящее время почти утратили свое прежнее значение и могут встре­титься только в старых установках, а в новых лишь в исклю­чительных случаях.