Жидкостные насосы

Назначением жидкостных насосов является обеспечение циркуляции жидкости около охлаждаемых поверхностей двига­телей, их агрегатов и через охладители охлаждающего тела. При использовании для охлаждения двигателя водо-водяного охладителя забортной воды применяют насос забортной воды, который должен обеспечить подачу воды и напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление не только системы охлаждения двигателя и охладителя, но и фильтров кингстонных ящиков и теплых ящиков. Для обеспечения необхо­димых расходов нередко устанавливают несколько насосов, ра­ботающих параллельно или последовательно и обеспечиваю­щих откачку воды из трюмных отсеков судна.

Общими для всех двигателей принципами компоновки насосов являются расположение их вне картера и обеспечение воз­можно более простых приводов и водопроводов.

В судовых двигателях насосы обычно размещают на торце корпуса, рядом с масляными насосами и приводят в движение цилиндрическими зубчатыми колесами или от пальца кривошипа (поршневые насосы) на торце коленчатого вала. В автотракторных двигателях насосы компонуют соосно с вентилятором.

Центробежные насосы получили наибольшее распростране­ние как для внутренних, так и для внешних кругов циркуляции, так как они отличаются высокой подачей при малых габаритных размерах и массах, простотой конструкции и высокой износостойкостью. Через центробежные насосы можно также сливать охлаждающую жидкость из систем охлаждения. В цен­тробежных насосах применяют полузакрытые и реже открытые и закрытые колеса.

Водокольцевые, вихревые, шестеренные и поршневые на­сосы обладают в отличие от центробежных способностью подсасывания жидкости на высоту не менее 1,5 м. Их применяют для судовых двигателей в тех случаях, когда насосы располо­жены высоко над уровнем воды.

Конструкция водяного насоса тракторного двигателя А-41 (рис. 246) типична для насосов автотракторных двигателей. Во­да к крыльчатке 9 подводится через полость в чугунном корпу­се 16 насоса. Вал 6 уплотнен резиновой манжетой 7 с пружиной, а торец корпуса 16 – шайбой 11, вращаемой крыльчаткой за выступы и прижимаемой к корпусу 16 пружиной 10 манжеты. Подшипники 4 и 14 смазываются консистентными смазочными

Рис. 246. Водяной насос и вентилятор двигателя А-41

материалом, подаваемым через масленку 13 до появления его в контрольном отверстии 15, закрываемом пробкой. Полость подшипников уплотнена сальниками 2 и 12. Крыль­чатка закреплена на валу болтом 8, а шкив 5 шести- лопастного вентилятора - шпонкой и гайкой 1. Осевому смещению вала в сторону вентилятора препятствует упорное кольцо 3.

Конструкция насоса, представленного на рис. 247, характер­на для высокооборотных форсированных дизелей. В чугунном корпусе насоса с отводящим патрубком 3 и крышкой с входным патрубком 1 на двух шарикоподшипниках 7 вра­щается вал 10, к фланцу которого приклепана крыльчатка 14, отлитая из алюминиевого сплава. Вал приводится во вращение шестигранным кулачком 9 привода, вставленным в шестерню привода масляного насоса дизеля, установленную на пальцах вертикального вала привода водяного, топливоподкачивающего и масляного насосов от

Рис. 247. Водяной насос дизеля 6Ч 15/18

Рис. 248. Самовсасываю­щий насос дизеля 6Ч 15/18:

а -схема движения жидкости в насосе; б -крыльчатка; в -конструкция; 1 и 5 -крыш­ки; 2 и 4 -половины корпуса; 3 - крыльчатка

коленчатого вала. Так как шарико­подшипники смазываются маслом, используемым для смазы­вания передачи с коническими зубчатыми колесами, то их изолируют от водяной полости двумя уплотнениями из рези­новых колец 11 и текстолитовых втулок 13, поджимаемых пружинами 5.

Уплотнения смонтированы в промежуточной вставке 12; для проверки их работы имеются контрольные отверстия 6. Подвод масла к подшипникам дозируется маслоотражателем 8. Вода из насоса сливается через спускной кран 2. Тщательно спрофилированные лопатки крыльчатки и диффузор 4 корпуса обеспечивают высокую подачу (до 22 м³/ч) и давление на выхо­де до 0,1 МПа.

На рис. 248 показана конструкция водокольцевого само­всасывающего насоса забортной воды. Насос состоит из крыльчатки, двух бронзовых половин корпуса (рис. 248, в) и двух чугунных крышек с подшипниками вала насоса и поджимными уплотняющими сальниками.

Рис. 249. Вихревой насос:

1 и 2 -выпускной и впускной патрубки; 3 - корпус; 4 - рабо­чее колесо; 5 -крышка кор­пуса

Крышки со стороны половин кор­пуса насоса отделены и уплотнены латунными листами и паронитовыми прокладками, предотвращающими их коррозионное разрушение и смешение воды и масла подшипников. В поло­винах корпуса выполнены спиральные каналы I иII перемен­ного сечения, образующие полости вокруг крыльчатки (рис. 248, в). Эти полости связаны окном III с входным патруб­ком насоса, а окном IV -с выходным. Так как патрубки распо­ложены выше насоса, то полости даже при неработающем на­сосе заполнены водой. При вращении крыльчатки воздух или вода центробежными силами выбрасываются в каналы I и II, где сначала создается разрежение (на участке увеличивающихся сечений канала), а затем давление (на участке, где сечения кана­лов уменьшаются). Этим обеспечивается самовсасывание насо­сом воды.

Вихревой насос (рис.249) имеет рабочее колесо с радиальными лопатками, расположенными симметрично для устранения осевого усилия. При вращении колеса лопатками создаются вихревые токи в каналах, выполненных в корпусе и крышке насоса и охватывающих лопатки. Энергия выхода преобразуется в давление, под действием которого вода по спиральному каналу направляется в выпускной патрубок. С другой стороны насоса выполнен спиральный канал, по ко­торому вследствие разрежения, создающегося при перемеще­нии воды в охватывающих колесо каналах, вода подсасывается из впускного (вихревого) патрубка.

В конструкциях шестеренных насосов систем охлаждения зубчатые колеса не смазываются маслом в отличие от масляных насосов. Поэтому в насосах забортной воды и трюмных насосах недопустимо, чтобы зубья колес насоса касались одно другого. В таких насосах (рис. 250) оба рабочих зубчатых колеса 4 и 7 не касаются одно другого и закреплены на валиках 5 и 6 неподвижно, например, шпонками, а движение их синхронизируется наружными зубчатыми колесами 2 и 3, находящимися,

Рис. 250. Шестеренный насос забортной воды

как и зубчатое колесо 1 привода, в картере или полости, где возможно их смазывание маслом. Шариковые подшипники смазываются тем же маслом, что и шестерни, синхронизирую­щие зубчатые колеса, а бронзовые втулки в корпусе насоса - маслом из дозирующей автомасленки (сечение А-А).

Примером конструкции поршневых насосов является насос судового двигателя NVD24 (4СЧ 17,5/24), показанный на рис. 251. Корпус 5 насоса установлен на корпусе 1 привода; поршень 6 насоса с помощью шатуна 7 и болта-эксцентрика 19 с втулкой 18 эксцентрика приводится в движение от коленчато­го вала 21 двигателя шестерней 22 и колесом 23. Шатунные подшипники смазываются маслом, подводимым из подшипни­ка приводного вала 24 через отверстия в болте-эксцентрике, втулке-эксцентрике и шатуне. Направляющими поршня служат втулка 2 и грундбукса 9; поршень уплотнен сальником 8 с мяг­кой набивкой и составными кольцами 3 и 4. Смазывается пор­шень с помощью пресс-масленки 29. Вода засасывается через отверстие в коробке всасывания 16 и нижний клапан с седлом 13, уплотняемый резиновым кольцом 12, и нагнетается через с седлом 10. Седла клапанов смонтированы в корпусе насоса на шпинделе 14 с помощью дистанционной трубки 11. Клапаны прижимаются к седлам пружинами. По­дача насоса регулируется коническим клапаном 25, перепускаю­щим воду со стороны нагнетания в рабочую полость. В случае излишнего повышения давления вода перепускается через пре­дохранительный клапан, расположенный в коробке 28. Клапан 31 устраняет большое разрежение в рабочей полости в случае засорения всасывающих труб или фильтров и позволяет регу­лировать подачу насоса. Кран 30 служит для спуска воды из насоса и системы охлаждения.

На корпусе 1 могут быть установлены два таких насоса (вместо крышки 17; шатун второго насоса монтируют на место промежуточного кольца 20). Один из насосов обычно работает

Рис. 251. Поршневой водя­ной насос дизеля 4СЧ 17,5/24

как трюмный насос, но в аварийных случаях оба и работать параллельно или как охлаждающие, или как трюмные насосы. Для этого их соединяют соответствующими трубопроводами и переключательными кранами 15 и 27, смон­тированными в коробке всасывания 16 и воздушном колпаке 26, полость которого частично заполнена воздухом для умень­шения колебаний давления подаваемой воды.

Поршневые насосы аналогичной конструкции используют в качестве насосов забортной воды.