Гідравлічні та аеродинамічні машини

Міністерство освіти та науки України

 

Національний університет водного господарства та природокористування

 

Кафедра гідроенергетики, теплоенергетики

та гідромашин

 

 

Рівне ― 2013 р.

 

 

Мета заняття - вивчення конструкції, принципу дії, маркування і галузей застосування насосів: відцентрових консольних, відцентрових двостороннього входу, свердловинних, осьових, вихрових, вакуумних.

 

 

Свердловинні насоси подають воду із свердловин для водопостачання, водопониження та зрошення. Є дві основні групи свердловинних насосів ― з заглибним електродвигуном, та двигуном, встановленим над свердловиною.

Свердловинний відцентровий насос з заглибним електродвигуном (рис. 1.1) є агрегатом, що об'єднує в одне ціле гідравлічну та електричну частини. Свердловинні відцентрові насоси з заглибним електродвигуном є багатоступеневі, секційні, вертикальні, з закритим лопатевим колесом одностороннього входу. Призначені для подачі води з температурою до 25° С, яка містить тверді механічні домішки масовою концентрацією не більше 0,01 %, з сухим залишком не більше 1500 мг/л, водневим показником рН=6,5...9,5.

Основні вузли агрегата (насос, кабель електроживлення, двигун, напірний трубопровід) знаходяться в свердловині, а герметичний оголовок та система автоматичного керування - над свердловиною.

Кульовий клапан являє собою порожнисту алюмінієву чи пластмасову кулю 20, що покрита гумою. При зупинці агрегату вода, яка знаходиться в водопідйомних трубах, притискує кулю до сідла клапана; куля перекриває напірну порожнину верхньої секції насоса і тим самим усуває зворотні обертання ротора насоса.

Кожна секція невеликих свердловинних насосів складається з лопатевого колеса 10 і корпуса — напрямного апарата 9. Між суміжними напрямними апаратами встановлений диск розподілення міжступеневих порожнин 7.

До нижнього корпусу 16 секції насосного вузла прикріплена всмоктуюча головка 12, нижній фланець якої шпильками приєднується до фланця верхнього щитка заглибленого електродвигуна.

Робочі колеса виготовляють з поліаміду, поліпропилену, бронзи, чавуну і сталі, а напрямні апарати ― зі сталі, поліпропилену, бронзи та чавуну. Вал 2 свердловинних насосів обертається в гумових підшипниках 3. Осьове зусилля в основному сприймається п'ятою та упорним підшипником електродвигуна. Змащення і охолодження підшипників насосів здійснюється водою, що відкачується зі свердловини, а електродвигуна - чистою водою, яка циркулює в 

Рис. 1.1 Свердловинний насос з заглибленим електродвигуном:

 

1 ― нагнітальний патрубок;

2 ― вал;

3 і 14 ― гумові вкладиші підшипників;

4 ― втулка підшипника;

5, 6, 15 ― дистанційні розпірні втулки;

7 ― проміжне кільце;

8 ― шпонка;

9 ― напрямний апарат;

10 ― робоче колесо;

11 ― корпус насоса;

12 ― всмоктувальна головка;

13 ― з'єднувальна головка валів насоса і електродвигуна;

16 ― нижній корпус секції;

17 ― закидне кільце з двох половин;

18 ― шпонка;

19 ― корпус зворотнього клапану;

20 ― порожниста куля.

 

його внутрішній порожнині. Вали насоса і електродвигуна з'єднані жорсткою муфтою 13. Електродвигун розташований в нижній частині електронасосного агрегату. Між насосом і електродвигуном розміщена сітка для прийому води та затримання великих частинок легкої породи. Вал свердловинних насосів обертається проти годинникової стрілки, якщо дивитись з боку електродвигуна.

Свердловинні насоси працюють з підпором, тобто робоче колесо першого ступеня заглиблене під можливий найнижчий рівень води в свердловині. Значення підпору для кожного насоса при нормальних умовах роботи наведено в технічних характеристиках.

Заглиблені електродвигуни, які є приводом відцентрових свердловинних насосів - асинхронні з короткозамкненим ротором, водонаповнені.

Відцентровий багатоступінчатий насос з надсвердловинним електродвигуном (рис. 1.2) є агрегатом, основними вузлами якого є: насос і трансмісія, що знаходиться в свердловині, і опорна частина з електродвигуном, яка монтується над свердловиною. Ці насоси призначені для подачі води з температурою до 35°С і вмістом твердих механічних домішок не більше 1000 мг/л (0,1% за масою).

Насос складається з окремих секцій 17, 19, 22, з'єднаних шпильками.

Число секцій визначається необхідним значенням напору. Основні деталі насоса ― корпуси секцій з напрямним апаратом ― чавунні; вал 7 насоса і трансмісія ― стальні. Трансмісія з напірним трубопроводом 13 є частиною напірної магістралі і в той же час служить для приєднання вала 7 насоса до опорної частини і до вала електродвигуна, змонтованих над свердловиною. Трансмісія, як і насос, складається з окремих секцій, кількість яких визначається залежно від заглиблення найнижчого рівня води в свердловині. Секція трансмісії складається з відрізка вала 11 і відрізка напірного трубопровода 13.

Для центрування вала трансмісії в стиках суміжних відрізків трубопровода встановлені хрестовини, котрі одночасно служать проміжними напрямними підшипниками трансмісійного вала. Вал насосів обертається проти годинникової стрілки, якщо дивитись з боку привода.

Робоче колесо першого ступеня насоса повинно бути заглиблене під найнижчий рівень води в свердловині не менше ніж на 1 м.

 

Рис. 1.2 Свердловинний насос з електродвигуном, який встановлений над свердловиною:

 

1 ― приймальна сітка;

2 ― з'єднувальна муфта;

3 ― всмоктувальна труба;

4 ― підшипник;

5 ― шпонка;

6 ― шкіряна манжета сальника;

7 ― вал насоса;