Эксплуатация и обслуживание гидравлических машин на животноводческих предприятиях (стр. 3 )

а – УВУ-60/45; б – установка водокольцевая УВВ-Ф-90М; в – мембранный вакуумный насос НВМ-20; г – двухроторный вакуумный насос 2ДВН-500; д – установка водокольцевая производства фирмы «Westfalia Surge»; е – вакуумная установка с рециркуляционной смазкой насоса производства фирмы «DeLaval»

2. ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ МОДЕЛЕЙ НАСОСОВ

2.1 ВОДЯНЫЕ НАСОСЫ

Центробежные насосы получили наибольшее распространение в технологических процессах животноводческих и перерабатывающих предприятий для перекачивания маловязких жидкостей и различных смесей. По исполнению они могут быть одно - и многоступенчатыми, а также с горизонтальным или вертикальным расположением рабочего вала. Схема центробежного насоса представлена на рисунке 13.

Когда рабочее колесо, с прикрепленными к нему лопатками 2 вращается, жидкость под действием центробежной силы отбрасывается к периферии камеры и через нагнетательный патрубок 4 под давлением отводится из нее. В центре камеры создается разрежение, за счет чего обеспечивается всасывание перекачиваемой жидкости.

Перед запуском центробежных насосов необходимо заполнять их камеру перекачиваемой жидкостью. Более того, для нормальной и устойчивой эксплуатации центробежных насосов их следует устанавливать таким образом, чтобы перекачиваемая жидкость поступала в камеру самотеком.

Рисунок 13 – Схема одноступенчатого центробежного насоса: 1 – камера насоса; 2 – лопатки рабочего колеса; 3 – вал рабочего колеса; 4 – нагнетательный патрубок; 5 – всасывающий патрубок

На рисунке 14 представлены основные достоинства и недостатки центробежных водяных насосов.

Рисунок 14 – Основные достоинства и недостатки центробежных насосов

Вихревые насосы (рис. 15) относятся к группе лопастных. При быстром вращении рабочего колеса частицы жидкости захватываются лопастями и перемещаются от всасывающего к нагнетательному патрубку. Центробежный эффект совместно с вихревым и создают напор насоса.

В канале, по мере приближения жидкости к нагнетательному патрубку, ее напор возрастает вследствие многократного воздействия лопаток на жидкость. Вихревые насосы при одинаковых габаритах и равных скоростных режимах, по сравнению с центробежными насосами, создают напор в 3…5 раз больший. Вследствие вертикального расположения всасывающего патрубка жидкость из корпуса при неработающем насосе не вытекает. В начале работы воздух из всасывающей трубы удаляется самим насосом, в результате чего в трубе создается разрежение и жидкость под действием атмосферного давления поступает в корпус. Недостатки вихревых насосов – невысокий к. п.д. (до 35%) и быстрый их износ при наличии в жидкости абразивных включений.

 

Рисунок 15 – Вихревой насос:

1 – фланец; 2 – корпус; 3 – колесо рабочее; 4 – вал;

5 – патрубок всасывающий; 6 – патрубок нагнетательный; 7 – канал

Работа этого типа насосов связана с вращением рабочего колеса 3– металлического плоского диска с небольшими прямыми лопастями. Когда колесо приводится в движение, вода увлекается лопастями и под воздействием центробежной силы закручивается. Образуется вихревая полость в виде движущегося замкнутого кольца. Именно поэтому напор в вихревом насосе всегда больше, чем в центробежном (при одинаковых размерах колеса и его оборотах). Это приводит к уменьшению габаритных размеров и веса вихревых насосов по сравнению с центробежными аналогами.

Достоинства и недостатки вихревых насосов представлены на рисунке 16.

Рисунок 16 – Основные достоинства и недостатки вихревых насосов

Вибрационные (электромагнитные) насосы. Принцип работы вибрационного насоса основан на создании внутри прибора электромагнитного поля. При включении насоса в сеть, ток попадает на обмотку катушки, образовывая при этом магнитное поле, которое, в свою очередь, втягивает сердечник, соединенный с резиновой диафрагмой. Диафрагма также изгибается и создает в гидравлической камере прибора пониженное давление, обеспечиваемое подачу воды в корпус. Диафрагма при этом возвращается в первоначальное положение и в камере образуется избыточное давление, которое перекрывает клапан для входа воды и открывает нагнетательный клапан. Вода под давлением подается в напорный трубопровод. Такие возвратно-поступательные движения резиновой диафрагмы создают в приборе постоянный поток воды.

Существует возможность также использовать электромагнитные насосы для очистки дна скважин и колодцев. Основные достоинства и недостатки вибрационных насосов представлены на рисунке 17.

Рисунок 17 – Основные достоинства и недостатки вибрационных насосов

Мембранные насосы (рис. 18) применяют на животноводческих предприятиях для перекачивания технической воды с высоким содержанием мелких абразивных примесей, которые могут стать причиной выхода из строя насосов другого типа. В мембранных насосах нет двигателя, редуктора, а также вращающихся деталей. Это значительно повышает его эксплуатационные характеристики, гарантирует безопасность и универсальность в работе. Диафрагменные насосы различаются особенностями конструкции на одно - и двухмембранные, а также насосы с пневматическим и механическим приводом.

Пневматический привод позволяет плавно регулировать выходную мощность насоса, за счет изменения рабочего давления воздуха.

Сегодня мембранные насосы также применяются на молочных предприятиях, а также в химической, нефтехимической и лакокрасочной промышленностях для перекачивания лаков, красок и растворителей, щелочи и кислот, продуктов нефтехимии.

Рисунок 18 – Мембранный насос: 1 – шток, 2 – камера насоса, 3 – мембрана, 4 – патрубок всасывающий, 5 – клапан всасывающий, 6 – клапан нагнетательный, 7 – патрубок нагнетательный

Рисунок 19 – Основные достоинства и недостатки мембранных насосов

Погружные насосы применяют для забора воды с больших глубин. Эти агрегаты устанавливают непосредственно в источник воды, поэтому их изготавливают из антикоррозийных материалов, а электропривод в специальном влагозащищенном исполнении. В некоторых моделях корпус и рабочие детали выполняются из нержавеющей стали. Сконструированы погружные насосы так, что охлаждение мотора осуществляется за счет проходящей через него жидкости. Есть модели которые применяют для горизонтального забора воды из озер и рек.

Преимущество данного вида насосов заключается в том, что никогда не возникает проблем с воздушными пробками и заполнением системы.

Циркуляционные насосы применяются для обеспечения циркуляции воды в системах водяного отопления, промышленных циркуляционных установках, системах подачи холодной воды в системах охлаждения и кондиционирования.

Инжекторные насосы используются для забора воды с глубин более 10 м. В такой ситуации устанавливают насосную станцию с инжекторным насосом. Его главное отличие заключается в том, что количество всасывающих труб не одна, а две — одна большего диаметра, другая меньшего. Обе трубы заканчиваются специальной насадкой – инжектором. Именно он и позволяет насосу всасывать воду с большой глубины. На каждом изделии указаны его параметры, которые и будут определяющими в выборе.

Консольные насосы применяются для перекачивания жидкостей в широком диапазоне их температур (от минус 10 оС до плюс 105 оС).

Для более эффективной работы, большинство моделей насосов комплектуются гидроаккумуляторами и реле давления. Гидроаккумулятор позволяет контролировать рабочее давление внутри системы водоснабжения, предотвращая возможные отключения насоса из-за перегрузки, тем самым увеличивая эксплуатационный срок работы оборудования. Реле давления обеспечивает контроль над всеми основными рабочими режимами, с учетом давления в системе. Эти элементы позволяют собирать полноценные насосные станции (рис. 20).

Рисунок 20 – Основная комплектация насосной станции: 1 – насосы; 2 – пульт управления; 3 – задвижки; 4 – обратный клапан; 5 – подающий коллектор; 6 – напорный коллектор; 7 – рама; 8 – защита от «сухого хода»; 9 – датчик давления; 10 – мембранный бак

2.2 МОЛОЧНЫЕ НАСОСЫ

В доильно-молочных линиях ферм и комплексов, а также на молокоперерабатывающих предприятиях широкое распространение получили как центробежные, так и объемные насосы.

Центробежные насосы применяют в молочной промышленности для подачи маловязких продуктов: цельного и обезжиренного молока, пахты и сыворотки, сливок и других, температурой не выше 90 оС. Их также используют для питания технологического оборудования (пластинчатых, трубчатых и барабанных теплообменников, фильтров, сепараторов, линий розлива и т. д.). По конструкции центробежные молочные насосы выпускают консольно-моноблочного типа с одно - и многолопастными рабочими колесами и дисковые, одно - и многоступенчатые, с односторонним всасыванием.