книги / Паровые насосы

Обычно она указывается при работе насоса на воде. Если насос предназначается для перекачивания темных нефтепродуктов, то дается значение Нйак. доп при соответствующей вязкости.

Для характеристики вязкостных свойств жидкости обычно пользуются кинематическим коэффициентом вязкости v, имею­

Рис. 3. Номограмма для перевода одних единиц вязкости в другие:

Редвуд № 2; 2—Сейболт Фурол; 3—Энглер; 4—Редвуд № 1; 5—Сейболт Универсал

Непосредственное определение кинематической вязкости за­ труднительно, поэтому на практике вязкость жидкостей обычно измеряют в градусах Энглера (условная вязкость) с помощью вискозиметра.

Если вязкость жидкости выражена в градусах Энглера (°Е), то для пересчета их в единицы кинематической вязкости можно

12

роннего действия жидкость вытесняется из цилиндра при движении поршня в обе стороны. В настоящее время все паро­ вые прямодействующие насосы выполняются двустороннего дей­ ствия. Насосы одностороннего действия (со сквозным поршнем) можно встретить на морских пароходах, где они используются в качестве мокровоздушных для удаления конденсата в смеси с воздухом из конденсаторов паровых поршневых машин.

По способу приведения в действие парораспределительных устройств различают насосы: с принудительным механическим парораспределением, с полуавтоматическим и с автоматическим парораспределением.

По способу остановки парового поршня в крайних положе­ ниях различают насосы с остановкой поршня за счет образо­ вания паровой подушки, насосы с остановкой поршня вслед­ ствие впуска свежего пара навстречу движущемуся поршню в конце хода, и насосы с остановкой поршня благодаря паровой подушке и впуску свежего пара в цилиндр. Паровая подушка образуется из-за прекращения выпуска отработавшего пара из цилиндра при подходе поршня к крайнему положению. Этим устраняются удары поршня о крышку или днище цилиндра.

Различают насосы без расширения и с расширением пара в цилиндре. Все современные сдвоенные прямодействующие на­ сосы работают без расширения пара. Некоторое расширение пара в цилиндре допускают отдельные одиночные насосы.

В насосах компаунд расширение пара происходит при пере­ ходе его из одного цилиндра в другой. Вследствие своей гро­ моздкости они применяются редко. Их можно встретить в на­ сосных установках старой постройки.

Паровые прямодействующие насосы можно классифициро­ вать и по ряду других признаков, например, по назначению — на насосы питательные, топливные, сетевые и т. д., по создавае­ мому давлению — на насосы низкого, среднего и высокого дав­ ления. Наиболее характерной классификацией паровых насосов является классификация поуказанным выше признакам.

В качестве рабочего тела прямодействующих насосов может использоваться не только пар, но также сжатый воздух и пода­ ваемая под давлением жидкость. В соответствии с этим разли­ чают прямодействующие насосы пневматические и гидравличе­ ские. Пневматические насосы применяются редко вследствие до­ роговизны сжатого воздуха. Что касается гидравлических пря­ модействующих насосов, то они в настоящее время все большее применение получают в гидроприводах высокого давления.

4. СВОЙСТВА ПАРОВЫ Х НАСОСОВ

Основными достоинствами паровых прямодействующих на­ сосов являются следующие:

1) надежная и спокойная работа;

2)простота регулирования подачи независимо от развивае­ мого напора, большим или меньшим открытием паровпускного вентиля (клапана);

3)отсутствие опасности возникновения пожара при перека­ чивании легковоспламеняющихся жидкостей;

4)меньшая, чем у кривошипных поршневых насосов, слож­ ность конструкции.

Характерно отметить, что при увеличении сопротивления в системе прямодействующий насос автоматически уменьшает число ходов и, уменьшая подачу, развивает большее давление, что очень ценно в условиях эксплуатации. Таким образом, рас­ сматриваемые насосы обладают свойством саморегулирования.

Паровые прямодействующие насосы обладают и другими по­ ложительными качествами, свойственными поршневым насосам:

1) пригодность для перекачивания самых разнообразных жидкостей — горячих и холодных, вязких и весьма текучих;

2)незначительная зависимость подачи от развиваемого напо­ ра, что делает их приспособленными для перекачивания жидко­ стей с меняющейся в зависимости от температуры вязкостью;

3)способность к сухому всасыванию !;

4)возможность достижения больших напоров при любых, даже незначительных подачах.

Прямодействующие насосы имеют также и недостатки, при­ сущие поршневым насосам, например: тихоходность, влекущую за.собой большие размеры и массу насоса при большой подаче, наличие клапанов; чувствительность к загрязнению жидкости механическими примесями и др. Основным недостатком паро­ вых прямодействующих насосов является большой расход пара.

Вцелях повышения экономичности установок с паровыми

насосами отработавший пар этих насосов используют для тех­ нологических и бытовых целей.

5. РАЗВ ИТИ Е ПОРШ НЕВЫ Х ПАРОВЫ Х НАСОСОВ И ОБЛАСТЬ И Х П РИ М ЕН ЕН И Я

Идея создания поршневого насоса была известна в глубокой древности. Первые простейшие поршневые насосы появились в Греции во II в. до н. э. Однако в течение ряда веков они не получили широкого распространения вследствие того, что в то время уровень развития техники не позволял' изготовлять ци­ линдры и поршни необходимого качества. Насосы приводились в действие мускульной силой человека или животных, в лучшем случае водяным колесом. Только с появлением в XVIII столетии паровых машин наметился значительный сдвиг в развитии порш­ невых насосов.

1 Сухое всасывание — способность насоса засасывать жидкость без пред­ варительного заполнения всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью,

Начиная с середины XIX столетия, наряду с кривошипными паровыми насосами, начали применяться паровые прямодей­ ствующие насосы. Было предложено и построено много типов прямодействующих насосов. Наиболее простыми и надежными оказались сдвоенные прямодействующие насосы типа «Вортинг­ тон». Об этих насосах акад. В. Г. Шухов в 1897 г. писал ь. «Из всех типов насосных машин наибольшим распространением, как известно, пользуются в настоящее время сдвоенные насосы пря­ мого действия. Простота их устройства, обусловливаемая отсут­ ствием маховых колес с передаточным механизмом кривошипа и шатуна, позволяет конструировать эти насосы сравнительно очень легкими и.дает в общем машину, отличающуюся удоб­ ством и простотою ухода».

Крупные паровые насосы строились с двумя и даже с тремя паровыми цилиндрами последовательно увеличивающихся диа­ метров, расположенными на одной оси с гидравлическим ци­ линдром (насосы компаунд). Благодаря расширению пара, осу­ ществляемому при переходе его из одного цилиндра в другой, экономичность насосов существенно повышалась. Для большей эффективности некоторые паровые насосы компаунд снабжались так называемыми компенсаторами давления, представляющими собой аккумуляторы энергии. Компенсаторы выполняли по су­ ществу ту же роль, что и. маховик в кривошипных паровых ма­ шинах. В начальной стадии хода поршня компенсаторы погло­ щали избыточную работу (заряжались), а затем, после отсечки впуска пара, возвращали ее обратно — разряжались.

Наличие компенсаторов значительно усложняло конструк­ цию насоса. Вследствие этого, а также некоторых обнаружив­ шихся эксплуатационных недостатков, насосы с компенсато­ рами широкого распространения не получили и в настоящее

периода следует отметить упомянутую выше работу В. Г. Шу­ хова и работу П. К. Худякова2. Эти работы явились значи­ тельным вкладом в развитие теории и расчетов поршневых насосов.

Большие успехи в области поршневых насосов были достиг­ нуты в XX столетии. Развитие теории и конструкций поршневых насосов в этот период связано с трудами русских ученых А. П. Германа, И. Г. Есьмана, И. И. Куколевского, А. А- Бурда­ кова, В. Л. Сурвилло и др. Значительный вклад в развитие тео­ рии поршневых насосов внесли зарубежные ученые такие, как Бах, Вестфаль, Берг и др.

1 Шухов В. Г. Насосы прямого действия, теоретические и практичсскне данные для расчета их. М„ 1897.

* Худяков П. К. Построение насосов. М., 1899.

Когда паровой поршень того или иного цилиндра сдвоенного насоса подходит к крайнему положению, он перекрывает паро­ выпускной канал, вследствие чего оставшийся в полости ци­ линдра пар сжимается и образующаяся при этом паровая по­ душка способствует плавной остановке поршня и предохраняет его от удара о крышку или днище цилиндра. С целью пониже­ ния чрезмерного давления сжатия у некоторых насосов устана­

крышки или днища при увеличении числа ходов. Перепускные вентили располагаются по краям паровых цилиндров. При от­ крытом перепускном вентиле в момент приближения поршня к мертвому положению свежий пар впускается в полость перед поршнем, заполненную отработавшим паром. Благодаря этому повышается компрессия паровой подушки и поршень тормозится.

На рис. 7 схематически представлены три последовательных положения паровых поршней и золотников сдвоенного насоса.

На рис. 7, а поршень I движется по направлению стрелки (вверх). Приводимый им рычаг довел камень золотника 2 до упора и начинает сдвигать этот золотник из занимаемого сред-

20