Полная высота принудительного всасывания (ПВПВ)

Как уже упоминалось выше, перед установкой насоса важно помнить, что линия всасывания должна быть проложена таким образом, чтобы исключить возможность кавитации. График ПВПВ включен в диаграммы расхода. ПВПВ насоса – это необходимое избыточное давление по сравнению с давлением пара, цель которого – избежать кавитации. На схеме оно обозначено как ПВПВтреб.

До того как это значение может быть использовано, необходимо подсчитать ПВПВ, существующее в линии всасывания в обычных условиях. Этот показатель, ПВПВсущ, должен быть равным или выше, чем необходимое ПВПВ, представленное на диаграмме.

Для расчета ПВПВсущ в системе используется следующая формула:

pa = абсолютное давление на поверхности жидкости, бар

pv = абсолютное давление пара, бар

dr = относительная плотность

hs = статическое всасывание, в метрах столба жидкости

hfs = снижение давления в линии всасывания, в метрах столба жидкости

Обратите внимание на то, что hs – меньше нуля для высоты всасывания и больше нуля для давления на входе.

Уплотнения вала

Уплотнение вала часто является самой уязвимой деталью насоса, поскольку находится между вращающейся деталью (крыльчаткой или валом) и неподвижной частью (корпусом насоса). Обычно применяется механическое уплотнение.

У вращающегося уплотнительного кольца притертая уплотняющая поверхность, которая вращается относительно неподвижного притертого уплотнительного кольца. Между уплотняющими поверхностями образуется пленка жидкости. Эта пленка смазывает уплотнение и предотвращает непосредственный контакт между уплотнительными кольцами.

При этом износ сводится до минимума и обеспечивается долгий срок службы уплотнения. Если насос работает вхолостую, жидкая смазывающая пленка разрушается и износ уплотнительных колец резко ускоряется.

Механическое уплотнение обычно сбалансировано. Это означает, что оно нечувствительно к давлению, создаваемому насосом. Механические уплотнения, используемые в пищевой промышленности, не нуждаются в регулировке и не приводят к износу вала. Выпускаются два варианта таких уплотнений: одинарное и промываемое.

Одинарное механическое уплотнение

В большинстве насосов, применяемых в молочной промышленности, установлены одинарные механические уплотнения (рис. 6.7.4).

Неподвижное кольцо в таком уплотнении закреплено на опорной стенке корпуса насоса. Вращающееся кольцо может быть установлено внутри или снаружи насоса, а на него надето уплотнительное кольцо. Вращающееся кольцо может двигаться вдоль вала и прижимается к неподвижному кольцу пружиной.

Промываемое уплотнение вала

Промываемое уплотнение (рис. 6.7.5) состоит из двух уплотнителей. Между ними циркулирует вода или пар для их охлаждения или очистки а также для создания барьера между продуктом и атмосферой.

Этот вид уплотнения рекомендуется для следующих работ:

• С паровым барьером для перекачки стерилизованной продукции с целью недопущения повторного бактериального обсеменения

• Водяной промывки при перекачивании растворов кристаллизующихся продуктов – например, сахарных сиропов

• Водяного охлаждения уплотнения в случаях, когда на валу рядом с уплотнением может образовываться и пригорать осадок по причине сильного нагрева уплотняющих поверхностей. В качестве примера можно привести подкачивающий насос в пастеризаторах

• Создания водяного барьера для исключения контакта воздуха и продукта во время перекачивания при очень низком давлении на входе – например, из деаэратора сосуда.

Давление парового барьера не должно быть выше атмосферного при 100°С, так как в ином случае пар может стать сухим. Это приведет к высыханию уплотнений и повреждению их поверхностей. Подача пара и воды регулируется на входе перед уплотнением, при этом в выпускной трубе не должно быть препятствий. Эти среды всегда подаются через нижнее соединение.

Материал уплотнений вала

Обычно используется следующая комбинация материалов: для вращающегося уплотнительного кольца – графит, а для неподвижного – нержавеющаясталь. Еще более удачная комбинация – карбид кремния и графит. Для абразивных жидкостей рекомендуются уплотнения с очень твердыми поверхностями.

В таких случаях применяется карбид кремния для обоих колец.

Центробежные насосы

Принцип работы

Жидкость, поступающая в насос, направляется в центр крыльчатки, и лопасти крыльчатки придают ей круговое движение (см. рис. 6.7.6). Под воздействием центробежной силы и движения крыльчатки жидкость покидает ее под более высоким давлением и с большей скоростью, чем в центре крыльчатки. Скорость частично преобразуется в давление в корпусе насоса перед тем, как жидкость покидает его через выпускной штуцер.

Лопасти крыльчатки образуют в насосе каналы. Обычно лопасти изогнуты в обратную сторону, но в маленьких насосах они бывают прямыми.

Область применения центробежных насосов

Центробежные насосы наиболее широко применяются в молочной промышленности, и именно им следует отдавать предпочтение, если они подходят для выполнения планируемой работы. Причина в том, что центробежный насос обычно обходится дешевле и при покупке, и в работе, и в техническом обслуживании. Кроме того, эти насосы легче других адаптируются к различным рабочим режимам.

Центробежные насосы могут использоваться для перекачки любых жидкостей с относительно низкой вязкостью, которые не нуждаются в особо бережном обращении. Они могут также работать с жидкостями, в которых содержатся сравнительно крупные частицы, естественно, при условии, что эти частицы не больше размера канала крыльчатки.

Недостаток центробежного насоса в том, что он не может перекачивать жидкости с высоким содержанием воздуха: пропадает наполнение, и перекачивание прекращается. В таких случаях для возобновления работы насос приходитсяостанавливать, производить его заливку и снова запускать. Другими словами, центробежный насос не относится к категории самовсасывающих насосов, так что перед началом работы его корпус и линия всасывания должны быть заполнены жидкостью. Поэтому установку такого насоса следует тщательно спланировать.

Регулирование потока

Редко удается подобрать такой насос, который бы абсолютно точно соответствовал требуемой производительности. Для получения необходимого значения существует несколько способов регулировки:

• Дросселирование – очень гибкий, но неэкономичный метод

• Уменьшение диаметра крыльчатки – менее гибкий, но более экономичный

• Регулировка скорости – и гибкий, и экономичный.

Эти три варианта проиллюстрированы на рис. 6.7.7.

Рис. 6.7.6 Направление потока в центробежном насосе.

Дросселирование

Самый простой способ управления потоком – установка дроссельного клапана на выходе из насоса. Это обеспечит точную регулировку давления и расхода, идущего от насоса. Это наиболее подходящий метод, если насос предназначается для работы в режимах изменяющегося давления и расхода. Недостаток этого метода – в его неэкономичности в том случае, если давление и расход постоянны.

Дросселирование может выполняться с помощью вмонтированных в трубопровод пластин с отверстиями, ручных или автоматических управляющих клапанов или механического расходомера, который часто врезается в линии обработки молока.

Самый экономичный вариант насоса получится, если диаметр его крыльчатки будет уменьшен до значения D₁. На диаграммах большинства насосов имеются графики для различных диаметров крыльчаток.

Регулировка скорости

Изменение скорости приводит к изменению центробежной силы, созданной крыльчаткой.

Давление и производительность также изменяются – возрастают с ростом скорости и снижаются с ее уменьшением.

Регулировка скорости – самый эффективный путь управления насосом. Скорость крыльчатки всегда полностью соответствует производительности насоса и, следовательно, соответствует также и расходу энергии, и обработке жидкости.

Вместе со стандартными трехфазными двигателями может быть использован преобразователь частоты. Они имеются в вариантах для ручного или автоматического управления потоком и давлением.

Насосы на частоту 60 Гц

Большинство центробежных насосов рассчитаны на частоту питающего напряжения 50 Гц, что для двухполюсного двигателя означает 3000 об/мин. Но в некоторых странах источники энергии рассчитаны на частоту 60 Гц, при которой скорость возрастает на 20%, то есть до 3600 об/мин. У изготовителей можно получить характеристики насосов, работающих при 60 Гц.

Напор и давление

Плотность

Напор, измеряемый в метрах столба жидкости, не зависит от плотности перекачиваемой жидкости. Однако плотность имеет большое значение для давления на выходе и для потребляемой энергии. Если в разных случаях и насос, и вязкость обрабатываемой жидкости неизменны, можно сохранять неизменной и высоту столба жидкости (10 метров в нашем примере) независимо от ее плотности. Однако изменение плотности, т.е. массы жидкости, будет приводить к изменению показаний манометра (см. примеры на рис. 6.7.9).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: