Вихревые насосы применяются на судах в системах санитарной воды, в системах охлаждениях ДВС, в качестве питательных насосов в паровых котлах и т.п.
Все вихревые насосы самовсасывающие и изготавливаются в одно- и многоступенчатом исполнении.
По экономичности эти насосы значительно уступают поршневым малой производительности, но простота конструкции, небольшое количество частей, отсутствие клапанов и надежность способствовали их распространению.
Вихревые насосы разделяют на насосы с открытым каналом (рис. 120, а), у которых боковые периферийные каналы 6 непосредственно соединены со всасывающим и нагнетательным отверстиями корпуса В, Н, и на насосы с закрытым каналом, у которых периферийные каналы соединяются со всасывающим и нагнетательным отверстиями посредством окон в торцовых крышках корпуса, закрывающих лопастное колесо. Насосы с закрытым каналом применяются для подачи воды, рабочее колесо у них напоминает колесо водокольцевого насоса.
В месте перемычки, разделяющей всасывающее и нагнетательное, отверстия, водяное кольцо касается втулки колеса, а на остальной части (несмотря на концентричное расположение колеса в корпусе) оно отходит от ступицы, так как часть воды переходит в емкость каналов в боковых крышках. Такие насосы способны создавать значительные разрежения и обладают самовсасыванием.
Вихревой насос с открытым каналом имеет рабочее колесо 2, сидящее на валу 1 с радиальными лопастями 5 на периферии. Меж лопастное пространство может быть разделено диаметральной перемычкой (как это выполнено на рис. 120, 6). Рабочее колесо расположено в корпусе 4, закрытом боковой крышкой 3.
Частицы жидкости, попавшие в межлопастное пространство, приходят во вращательное движение и по периферии рабочего колеса выбрасываются в периферийный кольцевой канал 6 со скоростями с2 (см. рис. 120, 6). Из периферийного канала они попадают в межлопастное пространство колеса меньшего диаметра взамен частиц, выброшенных колесом, которые, имея в канале корпуса меньшую окружную скорость, чем колесо, могут многократно попадать в межлопастное пространство, образуя относительно колеса винтовую вихревую траекторию, изображенную на рис. 120, 6. Винтовая траектория частиц относительно неподвижного корпуса насоса показана на рис. 120, в. Многократное попадание частиц в межлопастные каналы по окружности рабочего колеса объясняет постепенное нарастание давления, пропорциональное длине периферийного канала 6 в корпусе насоса.
Частицы жидкости, выброшенные из колеса с большими скоростями, перемешиваются с частицами в канале 6. Смешение сопровождается передачей энергии потоку.
Благодаря многократному приращению энергии жидкости вихревой насос создает в два — четыре раза больший напор, чем центробежный, при одинаковых диаметре и частоте вращения. В этом состоит преимущество вихревых насосов.
Вихревые насосы почти не применяют для перекачки вязких жидкостей, так как при этом у них резко уменьшается напор и возрастает потребляемая мощность.
Преимущества вихревых насосов:
- компактность - малый вес и габариты;
- хорошее всасывание.
- простота конструкции;
- высокий напор - в 3-4 раза выше, чем у центробежных насосов.
Недостатки вихревых насосов:
- низкий КПД - 0,3-0,4
- нецелесообразность использования вихревых агрегатов для перекачивания воды, содержащей абразивные фрагменты, поскольку это приводит к падению давления, КПД и быстрому изнашиванию внутренних элементов устройства.
В соответствии с ГОСТом вихревые насосы маркируют буквами и цифрами, которые характеризуют модель насоса. Например, буква В обозначает вихревой, если буква С самовсасывающий.
Литература
Судовые вспомогательные механизмы - Завиша В.В., Декин Б.Г. [1974]
