Осевое усилие центробежных насосов и способы уравновешивания осевого усилия.

Рабочие колеса одностороннего всасывания подвержены воздействию осевой силы, которая направлена в сторону входа жидкости в рабочее колесо. Осевая сила возникает из-за того, что расположенная против входного сечения колеса площадь передней стороны заднего диска находится под действием давления всасывания р1, а также по величине площадь задней стороны этого диска - под давлением нагнетания р2.В действительности осевая сила несколько меньше.Это объясняется тем, что, во-первых, разность давлений p2 - p1 меньше, чем полный напор насоса, так как жидкость за колесом находится во вращении, и, во-вторых, в связи с изменением направления движения жидкости в рабочем колесе от осевого к радиальному возникает противоположно направленное осевое усилие. Однако разгружающая осевая сила существенно мала по сравнению с той, которая возникает под действием разности давления на задний диск рабочего колеса.
Если в одноступенчатых насосах одностороннего всасывания осевая сила может быть надежно воспринята упорным подшипником, то это будет самым экономичным решением. В противном случае необходимо принять меры для уменьшения осевой силы, действующей на упорный подшипник. Это уменьшение может быть достигнуто только при понижении КПД насоса.Обычно применяют один из двух методов устранения или уменьшения осевой силы. По первому методу за рабочим колесом располагают камеру , отделенную от напорной полости уплотнительными кольцами с малым радиальным зазором. Камера сообщается с входной полостью рабочего колеса через отверстия, просверленные в заднем диске . В некоторых случаях разгрузочную камеру с помощью канала сообщают с входным патрубком. Устройство специального канала, соединяющего разгрузочную камеру с входным патрубком, является лучшим решением, чем сверление отверстий в диске колеса, так как струя жидкости, выходящая через эти отверстия, направлена против потока на входе в рабочее колесо и нарушает его.При втором методе уравновешивания осевой силы применяют ребра, расположенные с наружной стороны заднего диска. При вращении рабочего колеса вследствие наличия ребер снижается давление в полости между колесом и корпусом. На рисунке 6 изображены характерные кривые осевой силы для неуравновешенного колеса , для колеса с разгрузочной камерой у заднего диска и девятью отверстиями диаметром 10 мм в ступице и ребрами на заднем дискеКак видно из графиков, изображенных на рисунке, второй метод является более дешевым и эффективным по сравнению с первым; при этом увеличение мощности соответствует мощности, теряемой в обычных условиях из-за утечек.Однако самым эффективным способом разгрузки ротора одноступенчатого насоса от осевого усилия является применение насосов с колесами двустороннего всасывания - типа Д , у которых благодаря симметрии не возникает осевого усилия. У этих насосов имеется раздваивающийся полуспиральный подвод . В рабочем колесе эти потоки соединяются и выходят в общий спиральный отвод. Разъем корпуса насоса горизонтальный, благодаря чему обеспечивается возможность вскрытия, осмотра, ремонта, замены отдельных деталей и всего ротора без демонтажа трубопроводов (напорный и всасывающий патрубки подсоединены к нижней части корпуса). Вал насоса защищен от износа закрепленными на валу сменными втулками. Эти же втулки крепят рабочее колесо в осевом направлении. Сальники, уплотняющие подвод насоса, имеют кольца гидравлического затвора . Жидкость подводится к ним под давлением из отвода насоса по трубам. Радиальная нагрузка ротора воспринимается подшипниками скольжения.

Рабочее колесо одностороннего входа представляет собой неуравновешенную систему из-за отсутствия симметрии относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения насоса. В результате возникает осевая сила давления, направленная в сторону входного отверстия рабочего колеса (рисунок 3.6).

Точно определить осевую силу затруднительно, так как давление между корпусом и колесом изменяется в радиальном направлении. Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться формулой

где D₁ и d - диаметры входного отверстия колеса и вала; Н – напор насоса.

Для уравновешивания осевых сил применяются следующие способы:

1 Установка рабочих колес двустороннего всасывания.

2 Установка рабочих колес с щелевым уплотнением на заднем диске А и разгрузочным отверстием В (рисунок 3.7). Через разгрузочное отверстие давление передается на плоскость заднего диска, и тем самым снимается избыточное давление на задний диск.

3 Установка саморегулирующих устройств (рисунок 3.8) (гидравлических пят). За последней ступенью многоступенчатого насоса на валу устанавливается диск I. Жидкость после рабочего колеса перетекает из камеры А в камеру В через щелевое уплотнение С, где давление Р₂ падает до давления , и отводится во всасывающую полость насоса. Так как давление в камере А выше, чем в камере Б, на диск действует усилие, разгружающее осевую силу, стремящуюся сместить колесо в сторону всасывания, т.е. разгружающая сила зависит от перепада давлений, возрастающего в случае уменьшения зазора под действием осевой силы и наоборот.

Рисунок 3.6

4 Уравновешивание осевой силы достигается взаимно-противоположным расположением рабочих колес (рисунок 3.9, а, б), т.к. осевая сила по величине одинакова на всех ступенях.

Рисунок 3.7 Рисунок 3.8

а б

20 вопрос

    Последовательная работа насосов  и насосных станций[c.77]

В     условиях проектирования и строительства насосных станций последовательную работу насосов применяют в тех случаях, когда жидкость подается по трубам на очень большие расстояния или на большую высоту. Иногда Же условия перекачивания жидкости ставят такие задачи, которые можно решить только применениемпоследовательно работающих насосов. Так, например, нанасосных станциях, перекачивающих осадок, в момент запуска рабочего насоса требуется создать напор, который превышает напор, требуемый при работе насоса.Последовательное соединение применяют и в тех случаях, когда необходимо при постоянном (или почти постоянном расходе ) увеличить напор, который не может быть создан одним насосом.[c.78]

    Сжиженные газы забираются из резервуаров 1 насосами. При подземном расположении резервуаров, единственно рекомендуемом из соображений пожарной безопасности, насосы должны выполняться самовсасывающими. Для обеспечения непрерывной работы рекомендуется последовательная установка не менеедвух насосов с возможностью байпасирования вокруг одного из насосов. Насосы через пункт измерения газа 3, в котором производится измерение расхода объемными илидиафрагменными расходомерами, подают сжиженные газы в собственно трубопровод 5. Промежуточныенасосные станции  4 оборудуются аналогично головной стан-[c.465]

    Регулирование подачи изменением схемы соединения насосов. В настоящее время на многих насосных станцияхиспользуются насосные агрегаты, состоящие из нескольких насосов. Обвязка центробежных насосных агрегатовдопускает (рис. 55) как последовательную, так ипараллельную работу. При переключении с последовательного на параллельное соединение  или при отключении насоса и меняется нодача.[c.102]

Как уже отмечалось, при     пуске насос последовательно проходит два этапа I — трогание, разгон до подсинхроннойчастоты вращения и синхронизация П—работа при повышенном напоре во время открытия задвижки илидискового затвора и выход на расчетный режим. Внасосных станциях магистральных каналов с сифонным водовыпуском и станциях систем охлаждения, конденсаторы которых находятся под вакуумом, выход насоса на расчетный режим затягивается на время зарядки  сифона.[c.170]

Насосы в     насосных станциях и крупных насосных установках работают, как правило, совместно, т. е.несколько насосов подают жидкость в одну систему. -Приэтом насосы могут быть включены в систему последовательно (последовательная работа ) или параллельно (параллельная работа).[c.64]

Насосы в     насосных станциях и крупных установках, как правило, работают совместно, т. е. несколько насосовподают жидкость в одну систему. При этом насосы могут быть включены в систему последовательно (последовательная работа) или параллельно (параллельная работа). Параллельной называют совместную одновременную работу нескольких  насосов, присоединенных напорными патрубками к общей системе.[c.61]

В практике     перекачивания жидкости на большие расстояния при значительном геометрическом подъеме бывает необходимо располагать последовательно работающие насосы (или насосные установки) на значительных расстояниях один от другого, устраивая так называемые станции подкачки. Характеристику совместной работы насосов  в этом случае строят следующим способом (рис. 3.14).[c.66]

Иловые     насосные станции оборудуются насосами маркиНФ. Устанавливается не менее двух насосов (рабочий и резервный), при этом предусматривается возможность последовательной  работы их для промывки засорившихся илопроводов.[c.243]

Обвязка     насосных агрегатов на насосных станциях магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов обеспечивает последовательное включение при работе любых трех магистральных центробежных насосов из четырех, установленных в насосном цехе (один — резервный). Кроме того, обвязка позволяет отключить один из работающих насосных агрегатов и подключить в работурезервный агрегат. Обвязка насосных агрегатов (рис. 114) менее сложна по своей структуре по сравнению с обвязкойгазоперекачивающих агрегатов. Диаметр трубопроводныхэлементов обвязки насосных агрегатов колеблется от 1220 до 530 мм в зависимости от пропускной способностинасосной станции. Монтаж обвязки насосных агрегатов ведут так же,[c.279]

Для обеспечения возможности     непрерывной работырекомендуется последовательная установка не менеедвух насосов, с возможностью байпасирования вокруг одного из насосов. Насосы, через пункт замера газа 3, в котором производится измерение расхода объемными илидиафрагменными расходомерами, подают сжиженные газы в собственно трубопровод 5. Промежуточныенасосные станции 4 оборудуются аналогично головной станции. Так как давление в конечном пункте трубопроводавсегда должно на 5—10 ати превышать давление насыщения, заполнение конечных емкостей 6 происходит без всяких затруднений. Выдача сжиженного газапотребителю из емкостей 6 производится при помощи насосов, установленных на станции 7, количество которыхдолжно быть также не меньше двух. Все промежуточные и конечная насосные станции оборудуются регуляторами давления типа перед собой , поддерживающими на входе встанцию давление для промежуточных станций  на 10—12 ати, а для конечной станции на 3—5 ати превышающее давление насыщения.[c.143]

Рассмотрим     упрощенную схему (рис. 11.16)технологических трубопроводов головной насосной нефтеперекачивающей станции с четырьмя главными и двумя подпорными насосами. Подпорные насосы 1 забирают нефть из резервуара 0 через фильтр И и подают ее на вход главных насосов 2. При помощи задвижек с электроприводом 3 4 можно обеспечить работу одного,двух, трех последовательно включенных главных насосов. Обратные клапаны 6 предотвращают перетекание нефти из напорного трубопровода в подводящий на участке каждого насоса. Если в месте выхода  вала из насоса применяется тор-[c.401]

Необходимость     учета характеристики насосно-силового оборудования диктуется следующим. При проектировании нового нефтепровода насосы выбираются таким образом, чтобы при проектной производительности юс режим работысоответствовал онтимально.му с достаточно высоки. КПД.Повышение производительности при последовательном соединении основных насосов приводит к сдвигу рабочей точки насоса вправо с воз-можны.м выходом из рабочей зоны насоса. Как следствие, это вызывает необходимость реконструкции насосных станций с заменой насосных агрегатов вплоть до изменения схемы соединения насосов на параллельную.[c.156]

НОГО пункта 8.     Сжиженные газы забираются из резервуаров 1 насосами. При подземном расположении резервуаров, единственно рекомендуемом из соображенийпожарной безопасности, насосы должны выполняться самовсасывающими. Для обеспечения возможности непрерывной, работы рекомендуется последовательная установка не менее двух насосов, с возможностью байпасирования вокруг одного из насосов. Насосы, через пункт измерения газа 5, в котором производится измерение расхода объемными или диаф-рагменными расходомерами, подают сжиженные газы в собственно трубопровод 5. Промежуточные насосные станции 4 оборудуются аналогично головной станции. Так как давление в конечномпункте трубопровода должно на 0,6—0,8 МПа превышатьдавление насыщения, заполнение конечных резервуаров 6 происходит без всяких затруднений. Выдача сжиженного газа потребителю из резервуаров 6 производится припомощи насосов, установленных на станции 7, число которых должно быть также не меньше двух. Все промежуточные и конечная насосные станции оборудуютсярегуляторами давления типа до себя , поддерживающими на входе в станцию давление, для промежуточных станций на 1,0—1,2 МПа, а для конечной станции на 0,3—0,5 МПа превышающее давление насыщения.[c.314]

Насосы для     трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов на дальние расстояния нормально работают при давлениях 6—7 МН/м . Величина давленияограничивается прочностью труб. Подача насосов в зависимости от диаметра трубопровода составляет 0,0278—1,15 м /с (100—4000 м /ч). Дальность подачи одной насосной станции достигает 100 км и более. Для межпромы-словойперекачки сырых нефтей применяют насосы небольшой подачи. Наиболее экономичной установкой длямагистральных нефтепродуктопроводов является агрегат, состоящий из двух или трех насосов, работающих последовательно, и дополнительного (резервного) насоса той же марки. Техническая характеристика современныхнасосов дана  в табл. 4.2.[c.77]

Обычно применяют в тех случаях, когда требуемый     напор насосной станции для подачи воды потребителю превышает напор выпускаемых промышленностью насосов, а также на магистральных каналах, обслуживающих обширные территории. Сооружают две и более последовательно работающие насосные станции (рис. 1.8). При этом для нормальной работы каскада перед второй и последующими станциями должны быть либо открытые регулирующие емкости, например каналы, либо уравнительные напорные башни (КБ), которые обеспечивают необходимый напор воды перед насосами. Вторую и последующую станции каскада оборудуют аварийными сбросными трубопроводными линиями с задвижками или затворами для сброса воды из верхнего бьефа в нижний в случае переполнения верхнего бьефа. Внасосных станциях каскада желательно применять насосыс регулируемой подачей или заменять один основной насос несколькими разменными. Насосгсую станцию I подъема называют головной, остальные — перекачечными.[c.18]

21 вопрос