порожнина всіх лопатевих насосів складається з трьох основних елементів — підводу, робочого колеса і відводу. Призначенням робочого колеса є передача рідині енергії, що підводиться до валу насоса. Звичайно робочі колеса відливають цілком разом з лопатками. Малі колеса тихохідних насосів, що мають вузькі канали, часто виконують збірними. При цьому штамповані лопатки приварюють або приклепують до литих або штампованих веденого і ведучого дисків. Іноді збірне колесо складається тільки з двох частин — з ведучого диска, в якому вифрезерувані лопатки, і з веденого диска. Збірна конструкція дає можливість проводити ретельну обробку внутрішньої поверхні каналів між лопатками, що зменшує гідравлічні втрати і збільшує ерозійну стійкість робочого колеса.
Число лопаток у відцентрових коліс звичайно рівне шести—десяти, у осьових коліс — трьом—п'яти. Робочі колеса насосів, що перекачують забруднені рідини, мають дві-чотири лопатки. Робоче колесо цих насосів виконують широким. Зменшення числа лопаток і збільшення ширини колеса збільшує площу проходів між лопатками і перешкоджає закупоренню каналів.
Робочі колеса виконують з одностороннім або двостороннім входом. Колесо двостороннього входу має два ведені диски і один ведучий диск з маточиною. Ці колеса мають два входи (рідина входить в колесо з двох сторін) і один вихід.
По підводу рідина подається в робоче колесо з підвідного трубопроводу. Підвід повинен забезпечити по можливості осесиметричний потік на вході в колесо. Якщо осьова симетрія потоку біля входу в колесо відсутня, то трикутники швидкостей і, отже, кути 1 нахилу відносної швидкості різні для різних точок вхідного перетину потоку, розташованих на однаковій відстані від осі колеса. В цьому випадку при будь-якій установці вхідного елементу лопатки на деяких струминах виходять надмірно великі кути атаки (кутом атаки називається кут між лопаткою і відносною швидкістю на вході), що приводить до зриву потоку з лопатки. Це викликає додаткові гідравлічні втрати і місцеве зниження тиску, в результаті якого зменшується допустима висота всмоктування насоса.
Основними формами підводів є наступні.
Прямоосний конфузор (рисунок 3.1) застосовують в тому випадку, якщо робоче колесо закріплене консольно на кінці валу насоса і вал не проходить через підвід. Конус (конфузор), що сходиться, володіє здатністю вирівнювати поле швидкостей. Гідравлічний опір конфузорів дуже малий. Таким чином, прямоосний конфузор задовольняє всім вимогам, що пред'являються до підводу.
1 — підвод; 2 — робоче колесо;
3 — відвод; 4 - дифузор; 5 — язик
Рисунок 3.1 - Схема відцентрового насоса консольного типу
Рисунок 3.2 - Кільцевий підвід
Кільцевий підвід (рисунок 3.2) є кільцевим каналом постійного перетину, розташованим по колу входу в робоче колесо. Цей канал сполучений з вхідним патрубком насоса, розташованим збоку перпендикулярно до осі. Кільцевий підвід застосовують в багатоступінчатих насосах секційного типу як підвід першого ступеня. Він не забезпечує осьової симетрії потоку біля входу в робоче колесо. Так, окружна складова швидкості рідини направлена з правого боку по ходу годинникової стрілки, з лівою — проти неї. Крім того, за валом насоса при його обтіканні утворюється вихрова зона. Порушення осьової симетрії потоку біля входу в робоче колесо дещо зменшується при збільшенні площі перетину кільцевого каналу і, отже, зменшенні швидкості рідини в підводі.
Рисунок 3.3 - Спіральний підвід
Спіральний підвід (рисунок 3.3) є спіральним каналом, розташованим по колу входу в робоче колесо. На відміну від кільцевого підводу осьові перетини спірального підводу не однакові, а поступово збільшуються від носика А. Рідина, протікаючи по підводу, одержує окружну складову швидкості. Це усуває утворення вихрової зони за валом і зменшує порушення осьової симетрії потоку біля входу в робоче колесо. Крім того, наявність окружної складової швидкості зменшує відносну швидкість рідини на вході, що знижує гідравлічні втрати в колесі і збільшує допустиму висоту всмоктування. Спіральні підводи знаходить в даний час широке застосування в насосах двостороннього всмоктування і багатоступінчатих насосах спірального і секційного типів.
Призначення відводів:
зібрати рідину, що виходить по периферії робочого колеса, і підвести її до напірного патрубка насоса або робочого колеса наступного ступеня;
зменшити швидкість рідини, витікаючої з робочого колеса, перетворивши при цьому кінетичну енергію в потенційну енергію тиску з можливо меншими гідравлічними втратами;
розкрутити рідину, закручену робочим колесом.
Основними формами відводів є наступні.
Спіральний відвод (рисунок 3.1) є каналом, розташованим по колу виходу з робочого колеса, з якого рідина йде в напірний патрубок 4 в напрямі, що лежить в площині, перпендикулярній до осі насоса. Осьові перетини цього каналу збільшуються, починаючи від язика 5, відповідно зміні витрати рідини, що протікає через перетин відводу. Спіральний канал переходить в прямоосний дифузор. Зменшення швидкості відбувається головним чином в прямоосному дифузорі, а не в спіральній частині відводу. Спіральні відводи застосовують в одноступінчатих насосах одностороннього і двостороннього входу і багатоступінчатих насосах спірального типу.
Рисунок 3.4 - Насос для забруднених рідин
Кільцевий відвід (рисунок 3.4) є каналом постійного перетину, розташованим навколо робочого колеса. До каналу примикає напірний патрубок насоса. Кільцевий відвід застосовують в насосах, що перекачують забруднені рідини, в яких спіральні відводи непридатні, оскільки початкові ділянки спірального каналу, що мають малі перетини, непрохідні для великих твердих частинок. При постійному перетині кільцевого каналу середні швидкості рідини в різних його перетинах неоднакові, оскільки витрати рідини, що протікає через різні перетини відводу, різні (збільшуються від язика відводу). Тому уникнути додаткових втрат на вході у відвід, що виникають через злиття потоків рідини з різними швидкостями, не можна.
Направляючий апарат є сукупністю декількох спіральних каналів, розташованих навколо робочого колеса, по яких