НАСОСИ, машини для підйому і перекачування рідин за допомогою всмоктування і нагнітання. В с. сільському господарстві насоси застосовують при водопостачанні, зрошенні, осушенні (див.), а також для перекачування молока, нафтопродуктів (горючих і мастильних), гною та ін. рідин. Робочий процес в Н. розбивається на 2 послідовно або одночасно здійснюються операції - всмоктування і нагнітання. Обидві операції проводяться в робочій камері Н. допомогою спец. робочого органу (поршня, колеса, крила і т. п.). Залежно від конструкції робочого органу і його дії розрізняють 3 основних типи Н .: поршневі, відцентрові і ротаційні.
Поршневі насоси (рис. 1). Робоча камера поршневого Н. представляє циліндр, в к-ром вперед і назад рухається поршень. На поверхні поршня є ущільнення 0 (рис. 1, а) або ущільнюється місце входу поршня в камеру (рис. 1, б). Поршень 2-го типу називається плунжером. З порожниною робочої камери з'єднуються усмоктувальна і нагнітальна труби. Вхідний і вихідний отвори закриті клапанами, причому всмоктуючий клапан відкривається всередину камери, а нагнітальний назовні. Поршень здійснює зворотно-поступальний рух за допомогою кривошипно-шатунного механізму. При ході поршня вправо обсяг робочої камери збільшується без доступу повітря; тиск в камері стає нижче атмосферного, внаслідок чого рідина проникає у всмоктувальну трубу, а потім в робочу камеру. При ході поршня вліво всмоктатися в камеру рідина виштовхується поршнем через нагнітальний клапан в нагнетательную трубу. Н., що діють за описаною схемою, називаються Н. простого дії. Їх недолік полягає в нерівномірному навантаженні на двигун, внаслідок чого вони застосовуються, гл. обр., з ручним приводом. Поширений в сільських місцевостях колодязний насос з коромислом (див. Колодязь) являє собою різновид Н. простого дії. При ході поршня вниз, коли коромисло піднімається, немає ні всмоктування, ні нагнітання (холостий хід), а відбувається лише переливання рідини з простору під поршнем в простір над поршнем, через осьовий канал в поршні (нагнітальний клапан відкритий); при ході вгору поршень піднімає стовп рідини, що знаходиться над ним, і в той же час створює в нижній камері розрідження (в цей період нагнітальний клапан закритий); відбувається як всмоктування, так і нагнітання. Особливість цих Н. полягає в тому, що постачання клапан поміщений на поршні.
Н. подвійної дії РН-100 (рис. 2) і НПП-31/2 (рис. 3) мають дві робочі камери. У той час як в камеру (циліндр) 1 рідина всмоктується, з камери 2 вона нагнітається. Обидва Н. застосовують для підйому води з шахтних колодязів. Н. забезпечені повітряним ковпаком б, т. Е. Закритим посудиною з повітрям, що вирівнює рух води в нагнетательной трубі і навантаження на двигун.
Підйом води з бурових колодязів виробляють штанговими насосами (рис. 4), де для завантаження нижнього ходу поршня 3 застосований другий поршень 5, розташований на штоку при вході в нагнетательную трубу. Другий поршень виробляє нагнітання при ході штока вниз. Н. цього типу виготовляє Новосибірський завод бурової техніки з діам. циліндрів до 8 ".
Висота всмоктування води поршневим Н. не перевищує 6 м. Вона тим менше, чим довше усмоктувальна труба і вище темп-pa рідини. Висота нагнітання залежить від зусилля, що передається штоком на поршень, і від конструкції насоса. Продуктивність поршневого Н. визначається розмірами робочої камери і числом ходів поршня за формулою
де F - площа поршня (в дм 2); S - хід поршня (в дм); n - число подвійних ходів поршня в 1 хв .; i - кратність дії насоса (у Н. простого дії i = 1; подвійної дії i = 2 і т. д.); т) η0 - об'ємний к. п. д., т. е. ставлення обсягу рідини, що подається в нагнетательную трубу, до обсягу робочої камери. Значення η0 - від 0,8 до 0,98. Нормальне число оборотів в хвилину на кривошипному валу зазвичай приймається від 20 до 60. Поршневі Н. працюють економічно (з високим к. П. Д.) Навіть за таких несприятливих умов, як мала подача при великій висоті підйому. Повний к. П. Д. У поршневих Н., т. Е. Ставлення корисною потужності до потужності на валу, дорівнює 0,7 - 0,9, в залежності від розмірів Н., досконалості його конструкції і виконання. Потужність на валу Н. визначається за формулою
де Q - продуктивність насоса (в л / сек); γ - вага 1 л рідини (в кг); Н - повна висота подачі насоса (в м); η - к. п. д. насоса.
Повна або манометрична висота подачі складається з геодезичної висоти і висоти, відповідної втрачає натиск при русі рідини у всмоктувальній і нагнітальної трубах. Геодезична висота визначається безпосереднім вимірюванням висоти рівня в приймальному баку над рівнем в джерелі, звідки всмоктується рідина; втрачається натиск обчислюється по спец. формулами. Виготовляють не тільки вертикальні поршневі Н., але і горизонтальні подвійної дії, к-які застосовують для подачі води з поверхневих джерел.
До типу поршневих відносять крильчасті Н. (рис. 5). Поршень виконаний у вигляді крила, до-рої наводиться в рух, що гойдає рукояткою, посадженої на одну вісь з крилом. Два нагнітальних клапана розташовані на крилі, а два всмоктуючих - на нерухомій перегородці в корпусі. Насос влаштований за принципом Н. подвійної дії, застосовується для підйому води, перекачування горючих і мастильних. Поршневі Н. працюють добре і довговічні, але вимагають ретельного догляду. Необхідно спостерігати за ущільнювачами, клапанами і мастилом. Масло д. Б. чистим; раз на місяць труться слід промивати гасом і мастило відновлювати. У повітряних ковпаках необхідно підтримувати нормальний запас повітря. При нормальній роботі не д. Б. чутно шумів і стукотів. Після 500 - 1000 год. роботи слід провести поточний огляд і при необхідності - ремонт і зміну клапанів, сальникової набивки, поршневих кілець.
Відцентрові насоси (рис. 6). Найпростіший відцентровий одноступінчатий Н. складається з улиткообразно корпусу 1 і обертового в ньому колеса 2. Колесо має внутрішні канали, що проходять від центру до зовнішнього кола. Рідина притікає до колеса по всмоктувальній трубі 3, далі проходить по внутрішніх каналах колеса, викидається під дією відцентрової сили в навколишній колесо отливной канал і по ньому відводиться в нагнетательную трубу 4. При обертанні колеса встановлюється всередині Н. безперервний струм рідини, причому у центру колеса весь час підтримується вакуум, а в корпусі створюється підвищений тиск, тим більше, чим швидше обертається колесо. Перед пуском в хід Н. повинен бути залитий рідиною, що перекачується; без цього колесо не створить потрібного вакууму. В с. сільському господарстві відцентрові насоси знаходять широке застосування при обладнанні водопровідних і меліоративних насосних станцій (див. Насосні станції). Вони застосовуються також при перекачуванні забруднених і в'язких рідин - фекалій, глинистих розчинів, нафти, мазуту, масел, патоки, молока та ін.
Відцентрові Н. розрізняють по конструкції колеса. Колеса високонапірних Н. роблять з довгими радіальними каналами; колеса низьконапірних, але високопродуктивних Н. - з короткими похилими (напівосьові Н.) або з осьовими (пропелерні Н.) каналами. Якщо при малій витраті води потрібно отримати високий натиск, то Н. роблять багатоступінчатими. У цих Н. потік води послідовно проходить через дек. коліс, посаджених на загальному валу. На рис. 7 показаний розріз триступінчатого відцентрового Н. Корпус Н. складається з окремих секцій. Робоче колесо кожного ступеня оточене напрямних апаратом 4; пройшовши направляючий апарат, вода надходить в канали 5, по яких підводиться до центру слід. колеса. У кожному колесі потік бере зріст напору.
Для с. х-ва становлять інтерес слід. марки відцентрових насосів. Відцентрові одноколісні Н. типу К і НД, багатоступінчасті Н. типу НМГ, артезіанські відцентрові Н. марки НА, призначені для установки в бурових колодязях (рис. 8), зважених Н. типу ЛК та пропелерні насоси. Колесо пропелерного насоса за своєю формою нагадує гребний гвинт. Рідина через таке колесо проходить в напрямку осі його вала без поворотів в сторону. Це дозволяє будувати пропелерні Н. з великою продуктивністю. Вони знаходять в с. сільському господарстві застосування на великих меліоративних станціях. Пропелерні насоси відносяться до низьконапірним. У виробництві є вертикальний пропелерний насос марки ВП-60 продуктивністю 3400 м3 / год при напорі 6,6 м. Насосом типу ЛК в безпосередньому з'єднанні з електродвигуном укомплектована безбашенная автоматична електроводокачка.
Відцентрові Н. прості по конструкції, надійні і зручні в експлуатації. У поєднанні з швидкохідними двигунами (напр., Електродвигуном) вони утворюють легкий і займає мало місця агрегат. Відцентрові Н. частіше, ніж інші Н., застосовують для перекачування забруднених і в'язких рідин. Продуктивність водяного відцентрового Н. орієнтовно м. Б. визначена за діам. нагнітального патрубка
де d - діам. патрубка (в дм); до '= 13-18 для насосів з патрубком до 100 мм і до' = 20-25 для насосів з патрубком більше ніж 100 мм. Напір відцентрового Н. залежить від діам. колеса і числа обертів.
де n - число оборотів в 1 хв .; D - діам. колеса (в м); до "- 0,00010 до 0,00015. Максимальна геометрична вис. всмоктування становить для води нормальної темп-ри (10 - 15 °) величину порядку 5 м. Граничне значення вакуумметричного висоти всмоктування вказується заводом-виготовлювачем для кожного насоса. При визначенні по наведеної формулі повного напору багатоступінчастого насоса отримане значення Н треба ще помножити на число ступенів. Потужність на валу відцентрового Н. визначається за формулою, наведеною вище для потужності на валу поршневого насоса. Коефіцієнт корисної дії відцентрового . Трохи нижче, ніж для поршневого, і в залежності від стану Н., розмірів і якості виконання досягає значення 0,65 - 0,80.
Основними технічними даними, що характеризують відцентровий Н., є продуктивність Q, повний напір II, потужність N, к. П. Д. Η, число обертів n і висота всмоктування Нвс Номінальні значення цих величин, що відносяться до режиму роботи з найбільшим значенням к. П . д., наводяться в каталозі насосів. Насоси можуть працювати і при режимах, що відхиляються від номінального. На цей випадок завод постачає Н. характеристиками, визначальними взаємну залежність між перерахованими вище величинами. Основними є HQ; ηQ; NQ характеристики. Це - криві, що показують, як змінюються Н, η і N. в залежності від зміни Q при постійному числі обертів.
Догляд за відцентровим Н., за умови правильної установки, обмежується періодично повторюється розбиранням для чищення, промиванням підшипників гасом, мастилом їх і наглядом за сальником. Регулювання подачі можна робити зміною числа обертів або засувкою, встановленої на напірної трубі. Прикривання засувки зменшує подачу, відкривання збільшує її.
Ротаційні насоси. Робочий орган ротаційних Н., як і у відцентрових, знаходиться в обертальному русі, але за принципом дії вони ближче до поршневим. Найбільш поширений насос цієї групи шестерний (рис. 9). При обертанні однієї з шестерень друга обертається в зворотному напрямку. У тій частині камери, де шестерні виходять із зачеплення, утворюється вакуум; з протилежного боку, де шестерні входять в зачеплення, відбувається нагнітання. Шестерний Н. дає високий напір (пожежна мотопомпа), але погано перекачує забруднені рідини; їх застосовують в якості масляних Н. (гідравлічний привід, централізована мастило).
А. Лаврентьєв
Література: Горшков А., Насоси, М.-Л., 1947; Знаменський Г., Насоси і компресори, Київ - Львів, 1948; Довідник по механізації тваринництва [Відп. ред. В. С. Краснов.], 2 видавництва., М., 1953.
джерела:
- Сільськогосподарська енциклопедія. Т. 3 (Л - П) / Ред. колегія: П. П. Лобанов (глав ред) [та ін.]. Видання третє, перероблене - М., Державне видавництво сільськогосподарської літератури, 1953, с. 613