Основные детали и принадлежности поршневых насосов

а) Клапаны. Клапаны бывают самодействующие и с принудительной посадкой. В первых (рис. 80) клапан К от­крывается, когда результирующая сила от давления жидкости на его поверхность, собственного веса G и нагрузки пружины Z направлена вверх, и закрывается, если эта сила действует вниз.

Во-вторых, движение клапана полностью или частично зависит от движения механизма, связанного с поршнем насоса. Клапаны самодей­ствующие нашли широкое приме­нение; управляемые— только в спе­циальных насосах (канализацион­ных, бетонных). Роль клапанов иногда исполняют краны и золотники.

Самодействующие клапаны по конструкции бывают та­рельчатыми, кольцевыми, шаровыми, створчатыми или откид­ными; из них наиболее распространены первые два типа.

Тарельчатые клапаны, приведенные на рис. 81, выпол­нены без пружинной нагрузки с нижними направлениями. Клапаны всасывающий К_в и нагнетательный К_н помещены в отдельной клапанной коробке а, в которой для их выемки и осмотра имеется съемная крышка в. Направляющие ребра клапана р поставлены несколько косо против потока жидко­сти, благодаря чему при подъеме клапан немного поворачи­вается жидкостью, чем достигается равномерный и не столь быстрый износ седла. Клапанные седла и гнезда под них в коробке имеют конусность. Наличие трения в конусных поверхностях обеспечивает закрепление седла. На рис. 82, а приведен тарельчатый клапан с конической пружиной п и верхним направляющим стержнем с. Метал­лические поверхности стыка кла­пана и седла (бронзовые или сталь­ные) тщательно пригоняются и шли­фуются. Седло клапана а укреп­ляется в корпусе насоса на резьбе. Подобный же клапан, но с резино­вым или кожаным уплотнением, приведен на рис. 82,б.

Для пропуска значительных ко­личеств жидкости клапаны этого типа выполняются как групповые или как многотарельчатые.

В кольцевом клапане по схеме рис. 83 жидкость проходит через кольцевые щели по внешней и вну­тренней окружности. При одинаковых диаметрах и высоте подъ­ема в этих клапанах по сравнению с тарельчатыми проходные щели будут больше. Подобные клапаны бывают однокольцевыми (рис. 84) и многокольцевыми (рис. 85) с плоскими и кони­ческими уплотняющими поверхностями; в последних иногда двойное уплотнение — металлическое и кожаное. Стальные пружины клапана в некоторых случаях могут быть заменены резиновой трубкой Т (рис. 85). При больших размерах кла­пана крепление его седла производится помощью нажимных болтов (рис. 85).

Шаровой клапан (рис. 86). Условия обтекания шарового клапана значительно лучше тарельчатого. Движение клапана ограничивается, в боковом направлении особыми ребрами, вверх — приливами на клапанной крышке. Эти клапаны при­меняются в насосах для «густых и вязких жидкостей, но при небольших давлениях, так как при подъеме шар поворачивается и поверхность его прилегания к седлу снашивается, вследствие чего закрытие получается не совсем плотным. Клапаны небольших диаметров делаются сплошными из бронзы, стали и эбонита, больших диаметров — полыми, металлическими с обтяжкой резиной.

Откидные клапаны применяются там, где необходимы большие проходные сечения клапана вследствие загрязненности жидкости (канализационные насосы), а также в таких вспо­могательных принадлежностях к насосам, как приемный кла­пан (рис. 87), обратный клапан. Жидкость через эти клапа­ны может проходить лишь в том направлении, в каком про­исходит отклонение его створок с. Последние либо вращаются на шарнире, либо отгибаются под углом вследствие эла­стичности материала (кожа, резина). Отклонение клапана от седла ограничивается упором у. Положение клапана должно быть такое, чтобы вес створок клапана способствовал его закрытию; в противном случае необходима установка пружины.

Клапаны являются наи­более ответственными деталями насоса, поэтому они должны быть доступны для осмотра, чтобы всякое нарушение их правильной работы можно бы­ло бы легко устранить. Для плотного закрытия клапана поверхности его соприкоснове­ния с седлом должны быть из материала, соответствующего свойству и температуре пере­качиваемой жидкости, а также отвечать действующему на кла­пан давлению. При вполне чи­стой жидкости наиболее при­годны металлические клапаны (чугунные, бронзовые, стальные), в особенности при перекачке горячих и химических жидкостей, не действующих на его материал. Кожа ставится только при перекачке холодных и не совсем чистых жидкостей, причем необходимо следить за тем, чтобы она не высыхала. По­этому клапан должен быть всегда залит жидкостью. Резина (каучук, эбонит) и дерево (дуб) употребляются при перекачке загрязненных (содержащих песок) и некоторых химических жидкостей (кислоты). Мягкие уплотнения ставятся также для смягчения ударов клапана при посадке его на седло.

б) Корпус насоса.Корпус насоса (цилиндр) отли­вается из чугуна и стали, а для особо высоких давлений (прессовые насосы) выполняется в виде стальной поковки. Для химически действующих жидкостей подбирают противостойкие им материалы и сплавы, а также защищают внутрен­ние стенки корпуса облицовками. В насосах с дисковым поршнем рабочая часть цилиндра тщательно обрабатывается. При этом, чтобы избежать ржавления, а при перекачке за­грязненной жидкости быстрого износа рабочих поверхностей, ставятся сменные втулки; в первом случае—бронзовые, во втором— стальные. Особо важным в конструкции корпуса насоса является возможность полного удаления во время ра­боты проникающего в него воздуха, легкого и доступного осмотра клапанов насоса через люки.

Корпус насоса обычно имеет фланцы или отверстия с на­резкой для присоединения к нему следующей арматуры, при­надлежностей и приборов (рис. 88):

1) заливочных вентилей а для возможности заполнении корпуса и всасывающего трубопровода жидкостью из напор­ного трубопровода;

2) воздушного крана в для выпуска воздуха при заполне­нии корпуса жидкостью;

3) воздушного клапана k (отдельно данного на рис. 89), действующего периодически, через который в период всасы­вания воздух попадает в корпус, а при нагнетании выталки­вается в напорный воздушный колпак для его пополнения воздухом;

4) индикатора д для снятия индикаторной диаграммы;

5) пробок или кранов для выпуска из корпуса жидкости.

в) Поршни. Поршни в виде дисков имеют по внешней периферии уплотняющие устройства для устранения протока жидкости между стенками корпуса и порщнем. Материал для таких уплотнений выбирается: кожа, бронза, чугун, резина, пенька. В качестве уплотнения применяются кожаные ман­жеты (рис. 90,а), металлические (бронзовые, чугунные) пру­жинящие кольца (рис. 90,б). Материал самого поршня— чугун, бронза и сталь.

Общим недостатком дисковых поршней является недо­ступность контроля при эксплуатации за состоянием их уплотнений без необходимости разборки насоса. Плунжеры (ныряла, скалки) при своем движении не касаются стенок цилиндра, работая в сальниковой набивке. При диаметрах более 100 мм они отливаются в виде полых стаканов из чу­гуна или стали с защитой рабочей поверхности от ржавления бронзовой облицовкой (рис. 91). При больших диаметрах они делаются сварными из труб. Для насосов из кремнистого чу­гуна плунжеры шлифуются.

г) Сальники. Сальники служат как уплотняющие и направляющие устройства для поршневых штоков и плунже­ров. На фиг. 88 насос имеет два сальника: внутренний с для уплотнения плунжера и наружный н для штока. Обычно сальник состоит из таких деталей (рис. 92):

1) грундбуксы б из бронзы для направления штока или плунжера;

2) сальниковой набивки в виде плетеных шнуров или от­дельных колец из пеньки, бумажной пряжи, пропитанных са­лом (рис. 92), асбестовых шнуров, кожаных манжет, металлических колец; вид набивки зависит от рода жидкости, ее температуры и давления;

3) крышки сальника а для уплотнения набивки.

Для предупреждения проникновения в цилиндр воздуха в период всасывания насоса наружные сальники иногда имеют водяной затвор (рис. 92), где в кольцо 3 подводится жидкость под давлением.

д) Воздушный колпак. Воздушный колпак как са­мостоятельную деталь отливают из чугуна или стали, либо изготовляют сварным из листовой стали в форме цилиндри­ческого, шарообразного или грушевидного полого тела. Вса­сывающие воздушные колпаки нередко выполняются в виде рамы, служащей основанием для насоса, как это показано на рис. 88. Там же показано размещение арматуры и прибо­ров на колпаках. Всасывающий колпак имеет водомерное стекло l для контроля уровня жидкости, кран k для пополне­ния воздухом колпака, отверстия в нижней части трубы т для отвода в цилиндр излишка воздуха из колпака, вакуумметр для измерения разрежения. На напорном колпаке устанавли­ваются: предохранительный клапан п, манометр, водомерное стекло. В целях увеличения общего объема отдельные кол­паки насоса соединяются трубкой. В непосредственной близости от напорного колпака на напорном трубопроводе устанавливается обратный клапан для предохранения насоса от гидравлического удара при его внезапной остановке. За обратным клапаном ставится задвижка для разобщения на­соса от трубопровода при его ремонте.