Открыто-вихревые и закрыто-вихревые + видео
Особенности открыто вихревой конструкции заключаются в следующем:
- лопатки на колесе большей длины;
- ширина колеса значительно меньше ширины канала для отвода жидкости;
- закольцованный канал соединен лишь с каналом выхода.
//www.youtube.com/embed/T95WmiE6Yr8?feature=oembed
В закрытых конструкциях лопасти значительно короче, располагаются под различными углами, ширина крыльчатки аналогична ширине камеры, канал объединяет ее вход и выход.
Отличие вихревого насоса в принципе работы:
- изначально вода проходит в основную камеру;
- закрученная в вихре образное состояние она попадает в соединяющий канал;
- после чего выходит из насоса под большим давлением.
В закрытых конструкциях из-за одинакового диаметра крыльчатки и рабочей камеры — жидкость сразу направляется в соединяющий канал, где происходит ее формирование в вихрь и создается повышенный напор.
Основные узлы многоступенчатого насоса
- корпус. Его задача – обеспечить герметичность конструкции и ее фиксацию;
- ротор – основа всего агрегата. Так как аккумулированы высокие технологии, данный элемент отличается надежностью и производительностью. Конструктивные особенности позволяют устройству взаимодействовать с различными жидкостями;
- балансировочный диск. Позволяет уменьшить нагрузку до оптимальной, в результате чего продлевается срок службы подшипников;
- основной вал. Обеспечивает устойчивость вала на одном месте, что, в свою очередь повышает эксплуатационный срок уплотнителей и подшипников;
- уплотнения;
- дефлекторы. Обеспечивают гарантированный объем масла в узле подшипника, а также защищают его от попадания механических частиц;
- рабочие колеса и импеллеры. Минимализируют вибрации вала и делают его движения сбалансированными.
Области применения
Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:
- Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
- Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
- Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
- Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
- Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
- Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
- Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
- Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
- Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.
Центробежный насос: экскурс в анатомию
Рабочая часть центробежного насоса в самом простом исполнении состоит из корпуса, немного напоминающего спираль или улитку, расположенного внутри него вала и рабочего колеса, закрепленного на этом валу.
Передача вращения от вала колесу осуществляется посредством шпонки.
Рабочее колесо состоит из двух дисков и нескольких закрепленных между ними лопаток. Лопатки имеют изогнутую форму и развернуты выпуклой стороной по направлению вращения.
Вал рабочего колеса может быть как двухопорным, так и консольным. В опорных узлах установлены подшипники.
Хвостовик вала выходит из корпуса и связывается посредством муфты с ротором электрического или коленчатым валом дизельного двигателя, выступающего в качестве привода.
Отверстие в корпусе насоса, через которое проходит хвостовик вала, имеет уплотнение, предотвращающее утечки перекачиваемого вещества.
При выборе центробежного насоса лучше отдавать предпочтение моделям с торцевым уплотнением вала. Оно является более надежным, чем сальниковая набивка, считающаяся устаревшей. Кроме того, торцевое уплотнение сможет обеспечить герметичность корпуса даже при смещении вала рабочего колеса или вибрациях.
Устройство центробежного насоса
Вода или другая среда поступает в рабочую камеру насоса через отверстие в центре передней части корпуса. Ее нагнетание осуществляется через плавный отвод в верхней части, который и придает корпусу сходство с улиткой.
Помимо основных частей (корпус и привод), собственно и представляющих насос, в комплект поставки входят элементы, без которых эксплуатация агрегата была бы затруднительной или даже невозможной:
- сеточный фильтр;
- обратный клапан для всасывающей магистрали;
- задвижка (устанавливается перед всасывающим патрубком);
- вакуумметр (позволяет контролировать степень разрежения на входе в рабочую камеру).
Если приобретаемый насос предполагается использовать для подачи питьевой воды, необходимо убедиться, что все контактирующие с ней детали изготовлены из соответствующих материалов. Корпус в этом случае должен быть выполнен из качественной нержавеющей стали, рабочее колесо – также из нержавейки или пищевой пластмассы.
Довольно востребованными являются модели с корпусом из обычного, «непищевого» материала, внутри которого установлен вкладыш из нержавеющей стали.
Такой агрегат обойдется дешевле, чем полностью нержавеющий. Меньше будет стоить и его ремонт: вместо восстановления корпуса достаточно будет заменить изношенный вкладыш.
Классификация центробежных насосов
Существуют различные виды центробежных насосов, для классификации используются различия в конструкции корпуса и числе ступеней нагнетания жидкости в напорный рукав. Оборудование различается по способу уплотнения вала, методу соединения рабочего органа с силовым приводом. Дополнительные различия накладывает тип жидкости, которую перекачивает помпа. Существуют насосы спирального типа, отводящие жидкость в спиральный лабиринт, в части устройств используется неподвижное колесо с направляющими лопатками для потока жидкости.
Оборудование разделяется по способу установки, малогабаритные помпы допускается монтировать на переносных рамах или крепить внутри корпусов бытовой техники. Конструкции для водоснабжения жилого дома или промышленного объекта размещаются на бетонном основании, в котором заранее расположены анкеры. При монтаже установки под открытым небом предусматривается защитный козырек, предотвращающий попадание атмосферных осадков в корпус мотора.
По расположению патрубков насосов
В зависимости от расположения патрубков помпы центробежного типа делятся на 2 категории:
- Классического или консольного типа, компоновочная схема предусматривает расположение входной магистрали по центру оси ротора. Выходной патрубок размещается на верхней части корпуса, угол между каналами составляет 90°. В конструкции используется силовой привод с горизонтальным расположением вала.
- Схема In-Line, отличающаяся расположением всасывающего и напорного каналов на одной горизонтальной или вертикальной оси. Оборудование предназначено для размещения на прямолинейных участках трубопровода, двигатель устанавливается вертикально.
По количеству ступеней насоса
Одноступенчатый насос
Классические центробежные помпы оборудованы 1 рабочим колесом, устройства применяются для подачи жидкости под низким давлением. Для обеспечения повышенного давления используются помпы с последовательной установкой 2 или 3 роторов, расположенных на одной оси.
Многоступенчатый насос
Каждое рабочее колесо оборудовано индивидуальной камерой, жидкость переходит из одного отсека в другой, последовательно набирая давление. Давление на выходе равно сумме давлений, обеспечиваемых ступенями помпы (с учетом потерь при перекачке жидкости внутри устройства).
По типу уплотнения вала
В зависимости от конструкции узла установки разделяются на следующие типы:
- оборудование с сальниковой набивкой;
- устройства с торцевыми уплотнительными кольцами (одинарного или двойного типа);
- изделия герметичного типа с мокрым ротором;
- оборудование с уплотнением вала обратным давлением (динамический тип).
По типу соединения с электродвигателем
Обычная муфта
Стандартные установки оснащаются помпой и двигателем с раздельными валами, которые оснащаются фланцами. Элементы фиксируются на поверхности с помощью шпонок, фланцы соединяются резиновыми муфтами, снижающими вибрации
Муфта с промежуточным элементом
Для ускорения процедуры обслуживания насосного оборудования используется конструкция с промежуточной вставкой. Элемент позволяет производить замену набивок насоса без снятия электрического двигателя с рамы.
Центробежный насос с глухой муфтой
Для снижения размеров и устранения вибраций, связанных с несоосностью валов, используются помпы моноблочного типа. Рабочее колесо устанавливается на удлиненный вал ротора электродвигателя. К моноблочным конструкциям относятся изделия, оборудованные неподвижной муфтой глухого типа. Установка подобной соединительной детали требует предварительного совмещения осей вращения роторов.
По назначению
Назначение центробежных насосов позволяет разделить оборудование на несколько категорий:
- для подачи воды из колодцев и скважин (дренажные и скважинные установки);
- помпы для откачки отходов жизнедеятельности (фекальные устройства и илососы);
- шламовые помпы, позволяющие откачивать смесь жидкостей и твердых компонентов;
- оборудование для пищевого производства;
- пожарные насосы, отличающиеся повышенной надежностью и производительностью.
Типы конструкции
Поверхностный центробежный насосКак следует из названия, поверхностные модели находятся на земле, вода в них из скважины поступает по шлангу.
Эксплуатация такого оборудования проста, средний насос качает воду с глубины 10–12 м на высоту около 30 м.
Погружные центробежные насосы имеют форму цилиндра. Их устанавливают непосредственно в скважине под водой. Если вода залегает ниже 20 м, то рассматривать надо именно погружной тип агрегата. В свою очередь этот тип насосов принято делить на стандартные и глубинные.
Замечание специалиста: до глубины в 50 метров будет достаточно стандартного погружного насоса. А вот если уровень забора воды находится гораздо ниже, то – это работа для глубинного погружного насоса.
Одноступенчатый центробежный насос
Одноступенчатыми называют насосы с одним, обычно большим, рабочим колесом. Такая схема сейчас используется только в поверхностных насосах.
В многоступенчатых центробежных насосах для воды и других жидкостей на одной оси может быть до семи колёс: чем больше число одновременно вращающихся колёс, тем лучше работа двигателя.
Центробежные насосы среднего давления находятся в диапазоне 0,2–0,6 МПа, в диапазонах ниже и выше данных значений – расположились соответственно насосы низкого и высокого давления.
Устройство
Схема устройства центробежного насоса. (Для увеличения нажмите)В корпусе агрегата, зачастую выполненного в виде спирали, находится вал. Колесо с лопастями жёстко закреплено на валу.
Патрубки, прикреплённые к корпусу, ведут к трубопроводам – всасывающему и напорному.
Все центробежные насосы объединены единым принципом работы, давшим название этому классу агрегатов.
Как только корпус насоса заполнится водой и, благодаря электрическому двигателю, запустится рабочее колесо центробежного насоса, оно, разгоняясь, отбросит находящуюся между лопастями жидкость к краям камеры. Это действие приводит к повышению давления по краям (на периферии) камеры, в то время, как в её центральной части образуется разреженное пространство (вакуум).
В одно и то же время вода всасывается и выталкивается насосом под давлением в напорный трубопровод. Колесо непрерывно вращается – насос перекачивает воду.
Насосы центробежные консольные типа «К»: принцип работы
Во время воздействия рабочего колеса, вода или иная жидкость выходит из него с большей скоростью и давлением, чем на входе. Центробежный насос оснащен направляющим аппаратом, который также используется в обязательном порядке при работе гидравлических турбин.
Виды центробежных насосов:
- Самый распространенный вид устройств — одноступенчатые насосы, с горизонтальным валом и одностороннего входа рабочего колеса.
- Консольные насосы типа «К» с приводом от электрического двигателя предназначены для перекачки чистой воды.
Конструкция типа К состоит из:
- Рабочего колеса.
- Корпуса и крышки корпуса.
- Узла уплотнения опорной стойки и вала.
- Защитной втулки.
- Шарикоподшипников.
- Набивки сальника.
- Вала.
- Защитной втулки.
- Опорного кронштейна.
- Гаек.
Как работает конструкция:
- Высокий КПД обеспечивается за счет небольшого зазора между уплотнительным пояском колеса и уплотняющим кольцом. Это ограничивает перекаченную жидкость из области высокого давления.
- Для того, чтобы обеспечить ресурс работы и предотвратить преждевременный износ, в зону узла надевается защитная втулка.
Опорная стойка, выполняет функцию опорного кронштейна, в котором и установлен вал консольного насоса.
Принцип работы циркуляционного насоса
Чтобы понимать, как работает циркуляционный насос, не нужно быть большим специалистом. Его задача преодолеть трение внутри системы отопления и организовать безостановочное движение теплоносителя. Мотор с помощью ротора толкает жидкость по трубам. Если не работает циркуляционный насос, теплоноситель по инерции некоторое время еще будет двигаться по системе, а потом полностью остановится. В промышленных масштабах выпускаются насосы с двумя видами ротора, так называемом, сухим или мокрым. Первый вид ротора применяется для отопления промышленных помещений большой площадью, где уровень шума работающего насоса не имеет принципиального значения. Высокий уровень производительности прибора компенсирует необходимость постоянной смазки движущихся частей насоса. Насос с мокрым видом ротора применяют для отопления жилых помещений. Теплоноситель, в который погружен ротор, одновременно смазывает и охлаждает двигатель. Отсутствие вентилятора и наличие защитного кожуха делает работу агрегата настолько тихой, что практически не слышно как работает циркуляционный насос.
Принцип работы циркуляционного насоса с мокрым ротором таков, что агрегат может работать в помещении с низкой загрязненностью воздуха и перекачивать очищенную воду или водокликолевую смесь. Масло в качестве теплоносителя в системе отопления с циркуляционным насосом не применяется.
Несмотря на кажущийся простым принцип работы циркуляционного насоса, подобрать нужный прибор можно только с помощью специально подготовленного сотрудника, который сможет правильно рассчитать параметры необходимого агрегата и подключить его к отопительной системе. Насос с излишней мощностью создаст неприятные шумы в системе отопления, вызванные повышенной скоростью движения теплоносителя и использует большее количество энергии.
Вопрос о необходимости запаса мощности насоса и сейчас остается спорным среди специалистов. Одни считают, что на полную мощность насос работает всего несколько дней в году, а остальное время потребляет дополнительную энергию, что абсолютно не рационально. Другие утверждают, что работая на пределе возможностей, агрегат достаточно быстро износится и выйдет из строя.
Для коррекции работы насоса, выпускают приборы с регулировкой мощности. Насос можно настраивать в ручном или автоматическом режиме. Ручная регулировка имеет три режима скорости движения ротора, каждый из которых влияет на скорость движения теплоносителя. В более теплую погоду можно экономить электроэнергию, настроив насос на самую низкую мощность.
Более дорогие современный насосы с автоматической регулировкой мощности могут быть успешно использованы в системе теплый пол или отопительной системе с регуляторами температуры нагрева на радиаторах. Автоматика способна уловить малейшие изменения в системе и откорректировать соответствующие настройки насоса.
Как установить циркуляционный насос для отопления
Для владельцев дачных домов с локальной системой отопления, особенно остро встаёт вопрос равномерного распределения тепла между всеми комнатами. Для этого используются системы естественного циркулирования теплоносителя и.
Циркуляционный насос греется
В системах отопления для равномерной циркуляции теплоносителя используют циркуляционные насосы. Насосы осуществляют перекачку рабочей жидкости от котла к отопительным приборам, а при остывании жидкости – обратно к котлу. Все.
Центробежные погружные насосы
Центробежные насосы устанавливаются для забора воды из скважин в большинстве случаев. Такие устройства имеют цилиндрический корпус, внутри которого размещается электропривод. На оси ротора мотора монтируется крыльчатая турбина, работающая в специально оборудованной для нее камере. Эта турбина изготовлена в форме улитки, устройство подающего патрубка расположено в центре, а выходного – по краям.
Ускоренное вращение турбины способствует образованию центробежной силы, отбрасывающей в сторону выходного патрубка поступающую воду под давлением. В результате образуется большая разница в показателях давления. На участке ближе к валу возникает разряжение, а по краям лопастей повышается давление. Таким образом из подающего патрубка в процессе вращения турбины постоянно поступает вода, а на выходе из насоса воздается необходимый напор воды.
Такой принцип функционирования применяется для большей части поверхностных центробежных насосов. Но в таких устройствах необходимые показатели выходного давления зачастую обеспечиваются посредством увеличения размеров рабочей камеры. В скважинных насосах габариты рабочей камеры должны быть ограничиваться с учетом диаметра пробуренного отверстия. Поэтому задача повышения давления может быть решена другим способом. На одной оси устанавливаются несколько рабочих камер с турбинами. Напор воды, нагнетаемый предыдущими камерами, является опорой для каждой следующей. В результате показатель давления образуется из общего усилия установленных рабочих колес.
Количество установленных камер на центробежном насосе для скважины может отличаться в зависимости от глубины, на которую он будет устанавливаться, а также с учетом потребностей домовладельца.
Такая схема полностью оправдывает себя, поскольку центробежные насосы в перспективе способны забирать воду с достаточно большой глубины.
Виды погружных насосов
В отличие от скважин колодцы имеют небольшую глубину. Учитывая этот факт при выборе агрегата можно отдать предпочтение модели с маломощным двигателем. Для скважины нужен мощный агрегат.
Погружные насосы имеют ряд преимуществ:
- бесшумность;
- простой монтаж;
- надежная работа;
- производительность;
- удобство и легкость.
Погружные агрегаты бывают двух видов:
- вибрационного;
- центробежного.
Вибрационный насос – это неприхотливое оборудование по умеренной цене. В основе работы лежит принцип поршня. Поначалу вода вытягивается из колодца. При обратном движении поршня жидкость вытекает в шланг.
Такое оборудование с удовольствием выбирают владельцы загородных домов. Цена оправдывает оборудование. Агрегат вполне надежен, но постоянно находится в рабочем состоянии он не может.
Дело в том, что работа вибрационного прибора сопровождается сильным шумом и вибрацией. Смириться с подобным может не каждый. При постоянном использовании агрегат может заилиться.
Центробежный насос состоит из корпуса цилиндрической формы, а также двигателя и кабеля. В корпусе вращается вал с лопастями, создавая центробежную силу. Под ее действием вода перемещается и через шланг выходит наружу. Расскажем подробнее о нем.
Сферы применения
Трудно сегодня найти отрасль быта или промышленности, в которой использовались бы жидкие среды и не применялись центробежные насосы. Самыми популярными областями применения стали:
- Водоснабжение всех уровней и масштабов — от водозаборных станций до промышленных предприятий и от жилых домов до станций очистки стоков.
- Перекачка технологических жидкостей на промышленных установках и между объектами производства.
- Циркуляция теплоносителя в системах отопления, централизованных или локальных.
- Циркуляция воды в стиральных и посудомоечных машинах.
- Орошение сельскохозяйственных посадок.
- Подача воды в поилки и перекачивание молока на продуктивных фермах.
- Циркуляция антифриза в системе охлаждения автомобильного двигателя и климатических установках.
- Заполнение и осушение балластных цистерн на надводных судах и подводных лодках.
- Транспортировка сырья на предприятиях пищевой промышленности и при массовом производстве напитков.
Циркуляционные насосы применяются везде, где используются жидкости и не требуется сверхвысокий напор или усилие всасывания. Для специальных приложений служат устройства других типов — вибрационные, роторные, поршневые или индукционные.
Подготовка к работе
В отличие от вибрационных насосов, не требующих для начала работы заполнения всей рабочей камеры жидкой средой, центробежный не сможет начать перекачку «на сухую». Параметры упругости воздуха сильно отличаются орт параметров воды, и ротор будет просто крутиться вхолостую, не создавая требуемого разряжения. Это приведет к перегреву и преждевременному износу устройства вплоть до выхода его из строя.
Схемы заполнения насосов
Эту техническую проблему решают различными способами
Заливка воды из трубопровода
Способ применяется для стационарных систем водоснабжения с фиксированным расположением трубопроводов. Схему постоянно работающего водоснабжения строят таким образом, чтобы центробежный насос находился в нижней точке, и выше его по уровню всегда были заполненные водой трубы. На всасывающем трубопроводе ставят обратный клапан, препятствующий вытеканию воды обратно в колодец, скважину или емкость. Такую систему надо заполнить водой только при первом старте, все последующие будут происходить в «мокром» режиме.
Если система используется эпизодически или обратный клапан, по каким – либо причинам установить не удается, применяют другие способы. Обвязку насоса монтируют таким образом, чтобы иметь возможность подать воду из трубопровода в обратную сторону, до заполнения рабочей камеры и всасывающего трубопровода. Воздух при этом выпускают через односторонний воздушный клапан. Как только свист воздуха из него прекратится и появится вода — значит, система заполнена и можно включать насос.
Для заливки из трубопровода высокого давления используют понижающий давление эжектор. Заливка также производится до момента появления жидкости.
Еще один способ применяют на крупных насосных станциях высокой степени автоматизации. Там для откачки воздуха используют вакуумный насос, и после заполнения рабочей камеры и срабатывания датчика наличия воды автоматика запускает установку.
Заливка воды из резервуара
Если в трубопроводе нет воды, то ее заливают из временно или постоянно присоединенного к выходному патрубку резервуара, снабженного вентилем. В стационарных системах резервуар монтируют постоянно, перед пуском вентиль открывают, и вода заполняет рабочую камеру и подающий трубопровод. Осуществляют запуск насоса. Убедившись в успешном запуске по ровному низкому звуку его работы, вентиль закрывают.
Схема заливки насоса из резервуара
Мобильные системы, например, садовые насосы или насосы для систем фильтрации надувных бассейнов, заполняют из ведра или лейки, отвинтив крышку фильтра грубой очистки до тех пор, пока не перестанут выходить пузырьки воздуха и не покажется зеркало воды. Далее крышку закрывают и запускают прибор.
