Корпус – сварной из листовой стали. Форма поперечного сечения – прямоугольная. Профиль – спиральный. Рабочие колёса – составные. Лопасти штампуют из листовой стали. Крепления к дискам рабочего колеса производится сваркой или клёпкой. В вентиляторах низкого и среднего давления диски рабочего колеса параллельные. Лопасти рабочих колёс – широкие, короткие. У вентиляторов низкого давления лопасти изогнуты вперёд, среднего давления – назад. У вентиляторов высокого давления передний диск конический, лопасти сравнительно узкие, длинные, изогнутые назад.
Осевые вентиляторы
Колёса составные, состоят из ступицы и лопастей. Лопасти штампуют из листовой стали, крепят к ступице сваркой. Валом рабочего колеса является вал электродвигателя. Корпус цилиндрический, составной, сварной из листовой стали. Электродвигатель снабжается обтекателем и вместе с рабочим колесом устанавливается в направляющий аппарат. Осевые вентиляторы – вентиляторы низкого давления с большой величиной подачи.
Основы теории вентиляторов
Вентиляторы являются воздуходувными машинами с низкой степенью сжатия:
.
При такой степени сжатия плотность воздуха повышается не более чем на 7%. Учитывая это и, допуская погрешность, считают воздух несжимаемой средой. Для вентиляторов используют теорию центробежных и осевых насосов. Рассмотрим процессы в межлопастных каналах и отводах вентилятора по аналогии с указанными процессами насосов соответствующих типов. В частности, используя струйную теорию, для вентилятора можно получить выражение для напора:
– для идеального вентилятора.
Для осевых вентиляторов:
.
Аналогичным образом определяем 
и 
:
.
Объёмные потери вентилятора невелики. На практике пренебрегают
.
Для центробежных вентиляторов:
,
для осевых:
.
Лекция 12
Особенности и действие, правила технического
использования насосов
Центробежные насосы: во время действия на наружной поверхности диска колеса действует давление жидкости. Жидкость заполняет пространство между колесом и корпусом, и вовлекается во вращательное движение. В результате, на жидкость действует центробежная составляющая давления, и давление на поверхность дисков определяется по параболическому закону.
Жидкость вращается с угловой скоростью, равной половине угловой скорости рабочего колеса. На участке между 
и 
давления на диске колеса одинаковые, на участке от до 
– давления (сверху) слева ниже. Вследствие этого возникает сила, действующая на колесо, направленная вдоль его оси (осевая сила):
.
Осевая сила передаётся подшипникам и увеличивает их нагрузку. При ослаблении соединения колеса с валом может происходить осевой сдвиг колеса и касание колеса за корпус, что может приводить к его износу или поломке. Меры предупреждения осевого сдвига:
· двухсторонний подвод жидкости к рабочему колесу,
· симметричное расположение колёс в многоступенчатых насосах,
· разгрузочное отверстие на заднем диске,
· оребрение заднего диска. В этом случае увеличивается угловая скорость жидкости со стороны заднего диска, увеличивается центробежная составляющая давления в направлении к периферии колеса и уменьшается давление на участке между и ,
· использование разгрузочной системы в многоступенчатом насосе.
Вихревые насосы: при одностороннем расположении лопастей рабочего колеса на колесо насоса действует осевая сила, которая передаётся подшипникам и увеличивает их нагрузку. Методом разгрузки является использование колёс с двухсторонним расположением лопастей или использование колёс с плоскими лопастями. Во время действия вал вихревого насоса нагружен действием поперечной силы от радиальной составляющей давления. Поперечная сила изгибает вал и нагружает его знакопеременной нагрузкой, которая передаётся подшипникам.
В результате прогиба вала смещаются боковые поверхности колеса. Это обстоятельство вынуждает увеличить зазоры между колесом и корпусом, уменьшая объёмный КПД. В вихревых насосах жидкость подаётся на периферию колеса, т.е. в зону высокой скорости. Это обстоятельство объясняет их склонность к кавитации.
Мера предупреждения кавитации – повышение давления жидкости на входе в насос.
Правило механического использования насосов
Эксплуатация судовых механических средств осуществляется по двум основным направлениям:
1.техническое использование (ТИ).
2.техническое обслуживание (ТО).
Содержанием ТО является выполнения мероприятий, направленных на обеспечение исправности и ресурса. Содержанием ТИ является подготовка действия, ввод в действие, обслуживание действия, обнаружение и устранение неполадок, регулировка и вывод из действия.
Общие положения ТИ:
Основным документом является инструкция завода изготовителя или судовладельца. При отсутствии указанных документов – правило ПЭЭ СТС: РД 31, 21.30 – 97.
1. В процессе технического использования запрещается:
1.1 Вводить в действие неисправные насосы.
1.2 Использовать масла и смазки, не предусмотренные инструкцией.
1.3 Обжимать соединения в узлах насоса во время действия.
1.4 Наносить удары по насосам во время действия.
2. Перед вводом в действие:
2.1 Осмотреть помещения, убедиться в отсутствии подтёков нефтепродуктов, посторонних предметов, наличии средств тушения пожара.
2.2 Осмотреть насос, убедиться в его исправности. (убедиться, что всё оборудование на своих местах, оно надёжно закреплено и не имеет внешних повреждений, которые могут быть причиной отказа или аварии).
2.3 Проверить наличие смазки, при необходимости пополнить смазку.
2.4 Провернуть вал насоса. Убедиться, что вал вращается свободно.
2.5 Подготовить систему к действию:
2.5.1 проверить наличие жидкости в расходной цистерне (замерить уровень),
2.5.2 спустить отстой воды и грязи,
2.5.3 открыть клапан цистерны,
2.5.4 открыть клапан клапанной коробки,
2.5.5 открыть всасывающий клапан, затем все повторить для приемной цистерны.
2.5.6 Открыть нагнетательный клапан насоса. (Центробежные насосы запускают при закрытом клапане).
3. Ввод в действие (пуск).
3.1 Пустить электродвигатель.
3.2 Убедиться в отсутствии постороннего шума.
3.3 Убедиться в отсутствии чрезмерных утечек.
3.4 Проверить показания прибора.
3.5 Убедиться в отсутствии чрезмерного нагрева.
3.6 Отрегулировать подачу насоса при необходимости.
3.7 При опасном уровне шума, протечек, нагрева – выяснить причину.
3.8 Устранить неисправность и ввести насос в действие.
4. Обслуживание двигателей.
4.1 Убедиться в отсутствии шума.
4.2 Убедиться в отсутствии чрезмерных протечек.
4.3 Убедиться в отсутствии нагрева.
4.4 Проверить показания приборов.
4.5 При необходимости отрегулировать подачу.
При опасном уровне вывести из действия НЕМЕДЛЕННО. При необходимости подготовить и ввести в действие резервный насос.
5. Вывод из действия (остановка):
5.1 Остановить электродвигатель. (У центробежного насоса предварительно закрыть нагнетательный клапан).
5.2 Закрыть всасывающий клапан и все клапаны в обратном порядке.
5.3 Осмотреть насос, убрать подтёки нефтепродуктов.
5.4 Устранить неисправности во время работы и в процессе осмотра.
6. Характерные неполадки в действии.
6.1 Отсутствие подачи насоса:
6.1.1 Закрыт всасывающий клапан насоса.
6.1.2 Отсутствует жидкость в расходной цистерне.
6.1.3 Не закрыт клапан клапанной коробки от смежной, пустой цистерны.
6.2 Недостаточная подача
6.2.1 Не полностью открыт нагнетательный клапан.
6.2.2 Подсосы воздуха – не полностью закрыт клапан клапанной коробки от смежной цистерны.
6.3 Двигатель работает с перегрузкой – высокая вязкость жидкости. Топливо необходимо нагреть.
6.4 Посторонний шум.
6.4.1 Износ подшипников.
6.4.2 Несоосность вала насоса и двигателя.
6.4.3 Посторонние предметы в насосе.
6.4.4 Поломка в насосе.
6.5 Чрезмерный нагрев в насосе.
6.5.1 Отсутствие смазки в подшипнике.
6.5.2 Неправильная установка подшипника.
6.6 Чрезмерные протечки.
6.6.1 Износ сальника.
6.6.2 Недостаточное обжатие.
6.6.3 Неправильная установка уплотнения.
ЛЕКЦИЯ 13
Поршневые насосы
Классификация насосов
Поршневые насосы – насосы, в которых сообщение энергии жидкости производится с помощью поршня, который совершает возвратно-поступа-тельное движение. Для классификации используются два признака: кратность действия – отношение теоретической подачи насоса за один двойной ход поршня к объему, описанному поршнем за один ход:
.
В соответствии с величиной, поршневые насосы делятся на насосы простого и многократного действия. Двух-, трех-, четырехкратного действия.
Насос простого действия – одна рабочая полость:
.
Насос двукратного действия – один цилиндр, две рабочие полости:
(без учета объема штока).
Тройного действия – три цилиндра простого действия и коленчатый вал:
.
Четырехкратного действия – два цилиндра двукратного действия:
.
В качестве привода поршневого насоса используется электродвигатель и прямодействующие поршневые паровые машины. Достоинства поршневых насосов – высокая самовсасывающая способность, возможность использования для перекачивания смазывающих и не смазывающих жидкостей.
Недостатки – сложное устройство, большая масса и габариты. У поршневых насосов прямого и двукратного действия – большая степень напора и подачи.
Рассмотрим на примере приводного насоса простого действия:
1. – клапанная коробка (3 полости)
a. всасывающая (нижняя)
b. промежуточная (сообщена с рабочей полостью)
c. верхняя (нагнетательная)
2. – нагнетательный клапан
3. – шток клапанов
4. – КШМ
5. – цилиндр
6. – поршень
7. – рабочая полость цилиндра.
8. – всасывающий клапан
Во время действия насоса, поршень совершает возвратно-поступатель-ное движения. При движении вверх давление в цилиндре понижается, открывается всасывающий клапан. Жидкость из всасывающего трубопровода поступает в цилиндр за счет разности давлений в расходной цистерне. При нагнетании, поршень движется вниз, давление увеличивается, клапан закрывается, нагнетатель открывается. Жидкость поступает в нагнетательный трубопровод через промежуточную полость. Поршневые насосы обладают высокой самовсасывающей способностью. Для пояснения рассмотрим случай, когда насос заполнен воздухом. При движении поршня вверх, объем в цилиндре увеличивается, содержащийся воздух расширяется, а давление понижается, что можно показать уравнениями состояния воздуха:
– начало всасывания,
,
где
– площадь поршня,
– ход поршня.
Температура изменяется мало, допускаем, что 
.
Получаем:
,
,
.
За счет разности давлений жидкость поднимается во всасывающий трубопровод с каждым ходом поршня выше, заполняет цилиндр, и насос начинает нормальную подачу.