Насосы по принципу действия. Центробежные насосы: устройство, принцип действия, преимущества и недостатки

Все эксплуатируемые насосные устройства предназначаются для взаимодействия с жидкостью и отличаются по характеру воздействия функциональных составляющих на воду.

Все насосы делятся на 2 основных категории:

1. Динамические.
2. Объемные.

В динамических устройствах жидкость перекачивается под действием сил, взаимодействующих с водой в рабочих полостях между входным и выходным отверстием устройства. Центробежные насосы считаются характерными представителями указанной категории. Подробное описание классификации таких устройств приводится в данной статье.

Разновидности центробежных насосов

Основной функциональной составляющей каждого центробежного насоса является колесо с лопастями, расположенное на специальном валу в корпусе в виде спирали. Такой насос функционирует за счет действия центробежной силы. Жидкость попадает в рабочий корпус в осевом направлении. Когда лопасти вращаются, вода придавливается к стенкам корпуса, а затем выходит под напором через нагнетательное отверстие. На месте входа воды в насос уровень давления снижается, а в области рабочего колеса – возрастает. Основной функциональной особенностью центробежных насосов является возможность непрерывной подачи воды.

Различают такие виды центробежных насосов:

• Одноступенчатые горизонтальные. Конструктивные особенности обуславливают название этих консольных механизмов, в которых рабочее колесо устанавливается на наконечнике вала. В этой ситуации вал выполняет функцию консоли, на расстоянии между фронтальным подшипником и колесом. Насос при этом фиксируется на фундаментальной плите, которая также удерживает электрический двигатель;
• Многоступенчатые горизонтальные. Эти устройства имеют несколько рабочих колес на одном валу. Функциональные характеристики таких устройств сопоставимы с несколькими насосами, установленными на один водопровод. Основной задачей таких насосов является образование высокого напора при сравнительно небольших подачах воды. Такие устройства создают напор, примерно соответствующий совокупному показателю нагнетаемого давления потока воды в системе несколькими устройствами;
• Фекальные насосы используются для взаимодействия с жидкостями, содержащими большое количество разнообразных примесей. Подвод рабочей жидкости выполняется в осевом направлении. В быту и промышленности применяются вертикальные и горизонтальные устройства. Основной отличительной особенностью таких устройств является сравнительно небольшое количество лопастей на колесе. Корпус фекального насоса оборудован специальными лючками, необходимыми для выполнения обслуживания устройства.
• Землесосы и песковые устройства применяются для взаимодействия с промышленными стоками, содержащими много различных примесей. Такие модели насосов способствуют перекачке гидросмеси с нормальной объемной массой 3 кг/л.

Отдельно следует рассмотреть центробежные насосы для добычи воды из скважин.

Принцип функционирования

Каналы между лопастями в процессе функционирования центробежного насоса заполняются водой. Когда вал вращается, на воду, расположенную между лопастями, оказывает воздействие центробежная сила, способствующая выводу жидкости из-под рабочей ступени. Таким образом, в центре ступени может возникать разряжение, сопровождаемое увеличением показателя давления на периферии. Вода перекачивается по всасывающему трубопроводу, а затем через патрубок направляется в насос.

Рабочая жидкость движется по трубопроводу, благодаря разнице в показателях давления в центральной части колеса и используемой приемной емкости. Вода под давлением выводится из рабочего колеса, направляется в спиральную камеру, а затем поступает в напорный патрубок, через который перетекает в напорный трубопровод. Показатель центробежной силы значительно повышается при увеличении числа оборотов вала, следовательно, повышается напор в системе. В качестве движущего привода для центробежных насосов может применяться обычный электродвигатель или турбина.

На сегодняшний день подобные устройства применяются в самых разных сферах деятельности. Существует множество подкатегорий центробежных насосов, которые пользуются немалым спросом на отечественном рынке.

Скважинные центробежные насосы

Скважинные насосные устройства подразделяются на две основных подкатегории:

1. Полупогружные.
2. Погружные.

Полупогружные агрегаты зачастую имеют конструкцию многоступенчатого типа с установленным напорным трубопроводом, электрическим мотором и надежным опорным узлом. В оборудованных крестовинах применяемой напорной трубы монтируются эластичные резиновые, либо лигнофолевые подшипники, благодаря которым вал насоса может нормально вращаться. Несколько секций вала объединяются при помощи накрученных муфт. Благодаря хромированному напылению, стенки вала надежно защищаются от коррозии, увеличивается показатель их износостойкости. Механизм контрреверса блокирует возможное вращение вала в обратную сторону. Рабочие колеса в устройствах бывают открытого или закрытого типа. Механизмы с открытыми колесами отличаются значительно меньшей чувствительностью к всевозможным примесям. Однако у насосов с закрытыми колесами значительно повышается показатель КПД. Напорный трубопровод в используемых устройствах полупогружного типа собирается из нескольких секций.

Электродвигатель можно обслуживать без особого труда в полупогружных системах. Однако монтаж таких систем требует соблюдения определенных правил в процессе бурения скважины, которая должна быть вертикальной и прямолинейной. Также к отличительным особенностям такого оборудования относится высокая металлоемкость и сложность установки.

Погружной насос, опускающийся в скважину, оснащается электромотором и многоступенчатой системой водозабора. Устройство погружается в установленную обсадную трубу и фиксируется к напорной трубной конструкции при помощи специальной муфты. Масса насосной установки передается на опорную плиту через трубопровод, состоящий из нескольких секций. С напорным трубопроводом соединяется при помощи специальных хомутов электрический кабель, питающий двигатель. Управление эксплуатируемым устройством выполняется при помощи удаленной автоматизированной системы.

В сравнении с полупогружными системами погружные отличаются несущественной металлоемкостью, их монтаж можно выполнять в непрямолинейных скважинных отверстиях, установка и демонтаж выполняется гораздо проще. К недостаткам таких устройств относится высокий показатель чувствительности к наличию песчаной массы в перекачиваемой воде.

Достоинства и недостатки центробежных насосов

Центробежные насосы наделены множество преимуществ, благодаря которым пользуются широкой популярностью на отечественном рынке.

К таким достоинствам относятся:

• Сравнительно большое количество оборотов вала. Это дает возможность применять электродвигатели и турбины в качестве механизмов, обеспечивающих вращение;
• Возможность постепенного снижения или повышения мощности. Благодаря такому качеству, запуск устройства может выполняться при перекрытой задвижке на выходном отверстии;
• Когда несколько насосов устанавливаются на одном трубопроводе, уровень напора и интенсивность подачи воды значительно увеличиваются;
• Простота конструкции;
• Сравнительная дешевизна;
• Возможность использования автоматизированной системы управления;
• Жидкость может втягиваться в насос с большой высоты;
• КПД таких устройств примерно составляет 0,6-0,8;
• Надежность эксплуатации.

К недостаткам данного класса насосов можно отнести:

1. Вероятность нестабильной подачи воды, изменяющейся в случае нестабильной работы электрической цепи.
2. Когда выполняется запуск, рабочая емкость центробежного насоса обязательно должна быть заполнена водой. Зачастую воду приходится заливать в устройство, если уровень жидкость не достает до входного патрубка.
3. Функциональные характеристики механизма могут в значительной степени снизиться в ситуации, когда в спираль попадает воздушная масса, подшипники и другие комплектующие при этом быстрее выходят из строя.

Чтобы воздух благополучно удалялся из системы, на кожухе устанавливаются специальные вантузы.

Нужно понимать, что на функциональные характеристики насосов оказывают воздействие некоторые факторы:

• Возникновение засоров в области всасывания. Для этого выполняется замена фильтра;
• Превышение допустимого уровня температуры перекачиваемой воды. В таком случае насос нужно выключить и подождать, пока жидкость не остынет;
• Слишком маленький диаметр трубопровода в соотношении с его длиной. Недостатки проектирования системы, которые требуют корректировки;
• Разгерметизация стыков на запорной арматуре, а также установленных фланцах. В таких случаях находится причина разгерметизации и принимаются соответствующие меры по уплотнению.

Самостоятельный монтаж центробежного насоса не представляет ничего сложного. Нужно всегда понимать, какие могут возникнуть трудности в процессе эксплуатации. Нужно постоянно контролировать работу устройства, чтобы избежать проблем в будущем. При появлении первых характерных признаков нарушения стабильности подачи рабочей жидкости, нужно самостоятельно выявлять возникшую проблему. Если своевременно принять необходимые меры, удастся дольше попользоваться насосом без необходимости проведения ремонтных работ.

Каждый человек, у которого есть свой участок, не раз сталкивался с такой проблемой, как отсутствие воды. Отключение воды может быть всего на несколько часов, а порой вода может отсутствовать и несколько дней, в таких случаях многие бурят скважину и ставят водяные насосы. Или же, можно столкнуться с проблемой нехватки воды во время сезона полива, как правило, напор воды в такие часы бывает очень маленьким и опять же без насоса здесь не обойтись.

Итак, приобретая насос, вы в разы облегчаете себе труд. У вас всегда буде вода, для бытовых нужд, для питья, а также и для полива своего сада и огорода. Тем более, что на сегодняшнем рынке имеется такой большой ассортимент продукции, как отечественного, так и зарубежного производства. Насосы представлены разных типов и предназначены для различных целей, поэтому выбрать его не составит большого труда.

Рассмотрим, каких же видов бывают водяные насосы. Делятся они на две большие категории: это бытовые насосы предназначенные для установки на собственном участке и профессиональные - большие насосы, которые устанавливают на различных производствах.

В данной статье мы будем рассматривать более подробно бытовые насосы, т. к. речь все-таки пойдет о них. Но стоит упомянуть главное отличи е бытовых насосов от промышленных: у них более повышен моторесурс и с помощью таких насосов, возможно, перекачать большее количество кубических метров воды. Используются такие насосы для того, чтобы обеспечить большие населенные пункты водой или же какое-либо промышленное предприятие.

• устройства для водоснабжения;
• дренажные насосы;
• циркуляционные насосы.

По принципу работы насосы разделяют на:

• колодезные;
• скважинные;
• самовсасывающие;
• ручные.

По способу забора воды насосы бывают:

• наружные;
• погружные;
• инжекторные.

Рассмотрим более подробно насосы по способу забора воды.

Наружные насосы

Наружные насосы используются для забора воды из колодцев, открытых водоемов, систем водоснабжения. При работе насоса, вода всасывается в трубу, один конец которой находится в воде. Глубина, с которой он способен всасывать воду, высота, на которую он может поднять столб воды, а также его производительность полностьюзависят от его мощности. В свою очередь наружные насосы тоже разделяются на два типа: вихревые и центробежные . Первые используются для добычи воды из мелких скважин, а вот вторые могут справиться с откачивание воды с более глубоких скважин.

Достоинства наружных насосов:

• без труда закачивает воду на высоту от 15 до 20 метров;
• насос легок в обслуживании;
• просто монтируется.

Недостатки наружных насосов:

• с его помощью невозможно откачать воду с глубины более чем 7−8 метров;
• очень шумно работает электродвигатель, есть, конечно, вариант приобрести бесшумный насос, но цена его будет в разы выше.

Погружные насосы

Погружные насосы, также как и наружные, используются для забора воды из колодцев и скважин. По самому названию можно понять, что такой насос погружается непосредственно в саму воду, благодаря чему ему не нужно обеспечивать защиту сухого хода.

Достоинства погружных насосов:

• с необычайной легкостью, такой насос в состоянии поднять воду с большой глубины , справится даже с глубиной в 40−50 метров;
• бесшумная работа двигателя насоса;
• не занимает много места;

Одним самым большим недостатком погружных насосов считается его высокая стоимость по сравнению с наружным.

Инжекторные насосы

Инжекторные насосы применяются в том случае, если есть необходимость откачивать воду с глубины более чем 10 метров. Отличается инжекторный насос тем, что всасываемых труб у него две: одна большего диаметра, а другая меньшего. На концах обеих труб имеется специальная насадка - инжектор. Благодаря этой насадке насос может откачивать воду с большей глубины.

Достоинства инжекторных насосов:

• доступные, надежные и простые в установке;
• безопасные;
• обеспечивают подъем воды с большой глубины;
• подходят для применения в бытовых нуждах;
• обладают большой производительностью;
• расход электроэнергии снижен.

Конструкция водяного насоса

Ели рассматривать водяной насос с точки зрения машиностроения, то он представляется собой гидравлическую машину, которая предназначена для перекачивания воды в горизонтальном или вертикальном направлении. Для того, чтобы вода начала движение в том или ином направлении, ее необходимо сообщить определенную кинетическую энергию. Исходя из этого, водяной насос можно представить как устройство, которое преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию, за счет которой движется жидкость.

По принципу действия насосы разделяют на центробежные и вибрационные.

К примеру, центробежный насос состоит из таких элементов как:

• рабочая камера;
• рабочее колесо;
• направляющий аппарат;
• вал насоса;
• нагнетательный патрубок;
• корпус насоса;
• всасывающий патрубок.

А вот вибрационные насосы имеют в своей конструкции гибкую мембрану, которая разделяет рабочую емкость. С одной стороны мембраны находится механизм, который приводит ее в движение, а с другой - область с водой.

Популярные производители водяных насосов

Одним из популярных производителей водяных насосов считается итальянская фирма Calpeda . Она считается признанным лидером на мировом рынке насосного оборудования. Насосы, которые производит эта фирма, считаются самыми надежными в мире. Изготавливаются они при помощи высокоточного оборудования, на производстве работает высококвалифицированный персонал и, к тому же, компания славится хорошими техническими традициями. Абсолютно все материалы и запчасти для насосов Calpeda произведены в Италии.

Помимо этой узнаваемой марки, есть еще и такие как Gardena или Makita , которые также являются довольно таки узнаваемыми марками. Являются стабильными и надежными компаниями, которые на сегодняшний день только наращивают свой потенциал.

Стоимость водяных насосов их сравнение

Цены на водяные насосы могут быть абсолютно разные, зависит цена от:

• мощности двигателя;
• типа насоса;
• марки производителя.

Поэтому прежде чем покупать тот или иной насос, стоит для начала определиться, какого типа насос вам нужен, также необходимо знать его мощность, а затем уже рассматривать насосы различных производителей.

Например, водяной насос погружного типа Gardena на 900 Вт с максимальной производительностью 5500 л/ч будет стоить в пределах 8 тысяч рублей. Насос этой же марки только мощностью в 500 Вт будет стоить уже в пределах 4 тысяч рублей.

Если рассматривать насосы поверхностного типа, они по мощности идут больше, соответственно и цена на них выше. К примеру, насос той же марки поверхностного типа потребляемой мощности 1000 Вт стоит в районе 15 000 - 17 000 рублей. При этом цена может быть завышена, если насос имеет какие-то особенности, например автоматический контроль за уровнем воды.

Насос поверхностного типа марки Makita мощностью 710 - 750 Вт стоит почти также как и Gardena, при этом имеет меньшую мощность, но обладает низким уровнем шума.

Исходя из всего вышесказанного, при покупке насоса, в первую очередь стоит определиться с его типом. Необходимо знать, откуда вы будете выкачивать воду, после чего уже и делать выбор относительно того или иного типа насоса. Также стоит знать, какой примерно объем воды будет выкачивать насос. А затем уже выбирать марку производителя и сравнивать цены на них.

Насосом называется гидравлическое устройство, предназначенное для всасывания, напорного перемещения или нагнетания жидкости посредством сообщения ей внешней кинетической или потенциальной энергии.

Виды насосов для воды различают по имеющимся у них техническим параметрам, к которым относят:

• количество жидкости, которое перемещает насос в единицу времени;
• развиваемое давление или максимальный напор;
• мощность.

История изобретения

Первые виды насосов появились еще в 1-м веке до н. э. Они помогали в тушении пожаров. Однако вплоть до 18-го в. подобные устройства использовались крайне редко.

Все изменилось после изобретения паровой машины и увеличения потребности в воде. Различные виды насосов стали вытеснять водоподъемные устройства и нашли широкое применение в хозяйственной деятельности человека. Со временем требования к гидравлическим механизмам становились все более разнообразными. С развитием технической мысли наметились и основные виды насосов. В их число входили поршневые, вращательные, а также машины, не имеющие движущихся рабочих органов.

Достижения науки и техники привели к тому, что на сегодняшний день существует множество различных видов насосов. Что они представляют собой, каково их основное предназначение, рассмотрим в данной статье.

Бытовые и промышленные гидравлические машины

Существующие на сегодняшний день виды насосов имеют различную классификацию. Одна из них касается сферы применения подобных устройств и выделяет из них бытовые и промышленные. Первые из этих машин применяются для канализации, отопления и водоснабжения в жилых и производственных помещениях.

Промышленные насосы предназначаются для использования в различных системах и установках. Их применяют для подачи воды, перекачки нефтепродуктов и агрессивных веществ, а также для осуществления многих других специфических действий.

Насосы объемного действия

Еще одна классификация гидравлических машин учитывает их конструктивные особенности и принцип действия. Какие виды насосов в этом случае являются основными? Это объемные и динамические гидравлические машины.

В первых из них рабочим органом служит камера. Под действием возникающих сил давления она изменяется в объеме, что и приводит к принудительному перемещению вещества.

Все объемные насосы (виды, типы мы рассматриваем) предназначены для подачи вязких жидкостей. Принцип действия подобных устройств основан на преобразовании энергии. Она передается от двигателя к перекачиваемой жидкости.

Объемные насосы являются высоконапорными. В процессе их работы возникает значительная вибрация, для гашения которой устройство ставится на массивный фундамент. Однако преимущество данных насосов кроется не только в их большой мощности. Подобные устройства способны осуществлять сухое всасывание.

Типы объемных насосов

Существуют различные устройства, в которых рабочий орган представляет собой камеры. Среди них такие агрегаты:

1. Роторные . Это насосы, имеющие фиксированный корпус, в котором заключены лопатки, лопасти и другие похожие детали. Перемещению жидкости в данном случае способствует движение роторов.
2. Шестеренные . Это наиболее простой тип насосов, имеющих принудительное смещение. Данные устройства перемещают жидкость в процессе изменения объемов полостей шестерен, сцепленных между собой.
3. Импеллерные . Если посмотреть на такой насос в разобранном виде, то можно увидеть рабочее колесо, лопасти которого выполнены из эластичного материала. Оно находится внутри эксцентрического корпуса. Что происходит при работе подобного устройства? Лопасти сгибаются и, вращаясь, вытесняют жидкость.
4. Кулачковые . В этих насосах происходит вращение двух независимых роторов, что и способствует перемещению жидкости по рабочей камере. Кулачковые механизмы находят широкое применение при изготовлении молочных продуктов, напитков, джемов и т. д. И все это благодаря их возможности перекачивания жидкости, имеющей большие включения. Также подобный тип насосов находит применение в фармакологической промышленности.
5. Перистальтические . В этих насосах основной рабочей деталью служит многослойный гибкий рукав, изготовленный из эластомера. При включении двигателя в таком устройстве начинает вращаться вал с роликами. Они пережимают рукав, способствуя перемещению жидкости, находящейся внутри него.
6. Винтовые . В корпус этих насосов вставлен выполненный из эластомера статор. В нем находится металлический ротор, имеющий винтообразную форму. Каким образом в данном случае будет происходить перекачка жидкости? После включения мотора начинает вращаться ротор, изменяя объем внутренних полостей. При этом и происходит перемещение жидкости.

Динамические насосы

Для этих устройств характерно двойное преобразование энергии. Вначале она передается жидкости в кинетической форме. При этом перемещающийся внутри насоса поток увеличивает свою скорость. Далее происходит частичное преобразование энергии жидкости в статическую форму. При этом скорость потока уменьшается при возрастающем давлении. Подобные устройства, в отличие от объемных, не способны производить сухое всасывание.

Центробежные гидравлические машины

Рассмотрим виды насосов Самыми распространенными из них являются центробежные устройства. Эти насосы используются для подачи горячей или холодной воды, а также для перекачки агрессивных и вязких жидкостей, сточных вод и смесей воды со шлаками, с грунтом, торфом и т. д.

Как же происходит работа центробежного насоса? Находясь между лопастями вращающегося рабочего колеса, частицы жидкости получают от него кинетическую энергию. При этом возникает центробежная сила. Она перемещает жидкость далее в корпус мотора. Такая работа происходит непрерывно благодаря давлению, обеспечивающему постоянную подачу в насос новых частиц жидкости.

По своему назначению центробежные насосы классифицируются на:

• используемые в работе эксплуатационного оборудования ТЭС;
• различного технического назначения.

Какие бывают виды центробежных насосов, относящихся к первой группе? Устройства, используемые для циркуляции воды, подразделяют на циркуляционные и рециркуляционные. Насосы, устанавливаемые для теплопередачи, делятся на бойлерные и сетевые. При приготовлении питьевой воды используются конденсатные центробежные насосы, а в системе подпитки серводвигателей паровых турбин - нагнетательные.

Какие устройства применяют для различных технических целей? Это такие виды центробежных насосов как хозяйственные, пожарные, дренажные и т. д.

В последнее время появились новые разработки подобных устройств. Среди них особой популярностью пользуются песковые центробежные насосы. Они применяются для перекачки гидросмесей. Именно поэтому подобные насосы устанавливают в тех местах, где в воде имеется песок, а также всевозможные твердые вещества промышленного происхождения.

Вихревые гидравлические устройства

Эти динамические насосы аналогичны по своим характеристикам центробежным, но, в отличие от них, имеют меньшую массу и габариты. Из недостатков вихревых насосов можно выделить низкий КПД, который в рабочем режиме не превышает пятнадцати процентов. Кроме того, подобные механизмы не способны перекачивать жидкость, содержащую абразивные частицы, так как это приводит к быстрому изнашиванию внутренних деталей.

Струйные гидравлические устройства

Эти насосы, в отличие от множества других подобных машин, не способны создать на выходе избыточного давления. Их принцип работы сводится к превращению потенциальной энергии жидкости в кинетическую. При этом в струйных насосах нет никаких движущихся деталей. Основной рабочий механизм в устройствах подобного типа - струя жидкости или газа.

Такие насосы могут быть водоструйными (например, гидроэлеваторы). В них рабочая жидкость передает свою кинетическую энергию перекачиваемому веществу. Среди струйных насосов есть и эрлифты. В них компрессором подается Далее водовоздушная смесь приводится в движение пузырьков воздуха.

Водные насосы

Эти устройства имеют множество видов. Но в основном специалисты классифицируют их по назначению. Так, существуют следующие виды насосов для воды:

• циркуляционные , используемые для принудительного движения жидкости в системах кондиционирования, горячего водоснабжения и отопления;
• водоподъемные , необходимые для извлечения жидкости из колодцев и скважин, которые бывают погружными и поверхностными;
• дренажные , применяемые для откачивания воды из колодцев, канализации и подвалов.

Виды насосов для воды поверхностного типа специалисты подразделяют на используемые для:

• повышения давления;
• холодного водоснабжения;
• систем пожаротушения.

Выбирая насосы, виды, характеристики и другие параметры устройств необходимо учесть в зависимости от их предназначения. Так, иногда машине придется работать в автономных условиях. А в некоторых случаях будет обеспечен ее доступ к электрической сети.

Именно поэтому существуют такие виды водяных насосов, которые работают на двигателях внутреннего сгорания. Их называют мотопомпами. При этом они подразделяются на бензиновые и дизельные. Есть и электрические насосы. Их работа полностью зависит от напряжения в сети.

Однако основная классификация насосов касается определения того места, которое они занимают относительно источника подачи. По этому параметру их и подразделяют на поверхностные и погружные. Рассмотрим эти типы устройств подробнее.

Поверхностные насосы

Эти устройства получили широкое распространение в коттеджах, на дачах и в загородных домах. Их используют для повышения давления в сети водопровода, а также для полива и орошения земельного участка. С их помощью поднимают воду из колодцев, скважин и открытых водоемов, располагаемых на расстоянии до восьми метров от оси насоса.

Существует множество видов подобных устройств. Например, по способу перекачивания воды и внутреннему устройству они классифицируются на вихревые и бочковые, дренажные и циркуляционные, а также консольные (центробежные). Наиболее популярны у дачников последние два типа. Эти агрегаты просты в эксплуатации, компактны и экономичны, а при присоединении их к специальной системе автоматики получаются полноценные станции.

Поверхностные насосы состоят из следующих основных компонентов:

1. Шланг . Это своеобразный водоносный путь от места, где происходит непосредственный забор жидкости до самого насоса и далее до точек пересечения с водопроводной системой или до водоразбора.
2. Эжектор . Это специальное устройство, призванное улучшить циркуляцию и давление в насосе за счет увеличения глубины всасывания.
3. Корпус . Его чаще всего выполняют из композиционных материалов, чугуна, алюминия или нержавеющей стали. При работе агрегата в течение круглого года, в зимнее время корпус требует защиты от холода.
4. Двигатель . Он может быть внутреннего сгорания или электрическим. Все зависит от типа насоса.

Циркуляционные насосы

Эту разновидность поверхностных агрегатов отличает сложное устройство. Их, как правило, используют в автономных отопительных системах с целью принудительного перемещения воды в замкнутом контуре и поддержания в нем постоянной температуры.

По своей конструкции они имеют корпус со встроенным в него стальным или керамическим ротором, а также вал с лопастями.

На сегодняшний день существуют следующие виды циркуляционных насосов:

• с «мокрым» ротором;
• с «сухим» ротором.

Первые из них практически бесшумны, экономичны, дешевы и просты в эксплуатации. Их рабочий элемент сконструирован таким образом, что находится в воде, которая смазывает все детали и одновременно охлаждает двигатель. Но у подобных агрегатов имеется существенный недостаток. Дело в том, что при прекращении циркуляции жидкости двигатель может перегреться. Кроме того, КПД у таких агрегатов находится на крайне низком уровне.

Все виды тепловых типа с «сухим» ротором имеют встроенный вентилятор. Их двигатель конструктивно изолирован от поступающей жидкости. При этом смазка всех движущихся деталей производится при помощи масла.

В свою очередь, подобные насосы подразделяют на:

• консольные, в которых двигатель располагается отдельно от корпуса;
• моноблочные, где корпус и двигатель также разделены, но находятся при этом в одном блоке;
• inline-насосы, отличающиеся от двух предыдущих своей повышенной герметичностью.

Погружные насосы

Подобные агрегаты незаменимы в тех случаях, когда пласты воды залегают на глубине, превышающей отметку 8 м. Погружные насосы опускают в скважину вместе с напорной трубой. Далее под давлением, созданным гидравлическим устройством, вода поступает в дом.

Все виды погружных насосов высокопроизводительны, кроме того, обладают эффективным и качественным охлаждением. По своему внутреннему устройству погружные насосы классифицируются на:

• центробежные, в которых вода вращается вместе с лопастями рабочего колеса и подается наружу под высоким давлением;
• вибрационные, в которых жидкость всасывается за счет вибрационного и электромагнитного механизма.

Состоят такие насосы из корпуса, двигателя и выключателя. В дренажных и канализационных насосах дополнительно устанавливается измельчитель или режущий механизм, предназначенный для недопущения нахождения в жидкости твердых веществ, размер которых превышает 5 см.

Гидротехнические средства пожаротушения

К насосам, используемым для локализации очагов возгорания, предъявляются особые требования. От их конструктивного совершенства и технических параметров во многом зависит успех борьбы с огнем.

Какие существуют виды пожарных насосов? Все зависит от условий тушения. Так, на пожарных автомобилях устанавливают агрегаты центробежного типа. Они подают огнетушащие средства без всяких пульсаций, не повышают давление при заломке или засоренности пожарного рукава, просты и надежны в эксплуатации.

Важно также и то, что центробежные насосы, установленные на пожарных автомобилях, не нуждаются в сложном приводе от двигателя и обладают сравнительно низкой массой и габаритами. Однако такие агрегаты имеют и ряд недостатков. Они не способны самостоятельно засасывать жидкость и готовы к работе только после того как будет наполнена водой всасывающая линия.

Какие еще существуют виды пожарных насосов? Это вспомогательные агрегаты. Их также устанавливают на пожарных автомобилях. Вспомогательные насосы позволяют заполнить корпус центробежного механизма и полость всасывающего рукава водой. Именно поэтому их работа является кратковременной. После запуска центробежного насоса они отключаются. В качестве вспомогательных устройств используются агрегаты ротационного типа и др.

Масляные насосы

Данные устройства предназначены для снижения сил трения, возникающих между движущимися частями двигателя. Все виды масляных насосов делят на два типа. Первый из них регулируемый. В таких насосах поддерживается постоянное давление путем изменения производительности. Второй тип масляных насосов - нерегулируемые. Они также поддерживают постоянное давление, но только с помощью редукционного клапана. Большинство современных двигателей оснащают насосами нерегулируемого типа.

Агрегаты для перекачивания масла классифицируются и по своей конструкции. Они бывают:

• шестеренными, с размещенными в корпусе ведущей и ведомой шестерней;
• роторными.

В первом из этих двух видов устройств масло попадает в корпус, где захватывается шестернями. Далее через нагнетательный клапан оно перемещается в систему.

Производительность такого насоса находится в прямой зависимости от той частоты, с которой вращается коленвал. После того как давление нагнетаемого в агрегат масла превысит определенный предел, в работу вступает Он пропускает определенную порцию масла на всасывающую лопасть или на картер двигателя.

Что касается роторных насосов, то они могут быть как с нерегулируемым, так и с регулируемым управлением. Первый тип подобных агрегатов имеет ведущий и ведомый роторы, которые помещены в его корпус. Эти детали служат для захватывания масла, поступающего в систему. Далее, как и в шестеренном насосе, для перемещения вещества открывается редукционный клапан.

Имеющие регулируемое управление, обеспечивают постоянное рабочее давление, которое не зависит от частоты вращения их коленвала. Для осуществления этой функции в них предусматриваются регулировочная пружина и подвижный статор. Постоянное рабочее давление создается путем изменения объема той полости, которая находится между ведущим и ведомым роторами.

Топливные насосы

Эти агрегаты являются основными элементами, без которых невозможна работа любого двигателя внутреннего сгорания. Их основное предназначение заключается в доставке бензина или дизеля от бака до камеры сгорания.

Один или два топливных насоса - это обязательное оснащение каждого автомобиля. Данные агрегаты выполняют работу, принцип которой во многом зависит от особенностей их конструкции. Какие существуют виды топливных насосов? Основных из них два. Это:

1. Механический бензонасос . Данное устройство является частью карбюраторного двигателя. По своей конструкции он является классическим поршневым насосом. Основные детали такого агрегата - корпус, разделенный на две части диафрагмой, а также два клапана для подачи и приема топлива.
2. Электронасос . Такой тип агрегата находит свое применение в бензиновых двигателях, имеющих раздельный впрыск. Электронасосы устанавливают либо непосредственно в баке, либо в каком-либо месте топливопровода. Наибольшее распространение получили погружные топливные агрегаты. Их размещают на дне бака. В свою очередь, по типу нагнетания масла электрические насосы подразделяют на центробежные, шестеренные и роторные.

Видов насосов немало, и все подобные устройства получили широкое распространение в той или иной сфере.

Центробежные насосы являются самыми распространённым насосами в мире. Благодаря своей конструкции и стабильной работе этот тип насосов нашел широкое применение, как для решения бытовых задач, так и для основных технологических процессов в самых различных отраслях промышленности. В данной статье будет дано полное описание центробежных насосов, рассказано как работает центробежный насос, его классификация и основные области использования.

Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо (импеллер), расположенное внутри спирального корпуса (улитка), которое имеет лопасти, направленные в обратную сторону относительно вращению самого колеса. Импеллер устанавливается на вал, который соединен с приводом насоса. При старте работы агрегата рабочее колесо начинает вращаться, и жидкость через всасывающий патрубок поступает вдоль оси вращения колеса.

Под действием центробежной силы, жидкость перемещается по каналам между лопастями в радиальном направлении (от центра импеллера к его периферии) в спиральную камеру корпуса насоса, а затем и в нагнетательный патрубок насоса. На периферии рабочего колеса располагается зона повышенного давления. В центре же давление понижено, что обеспечивает постоянное поступление жидкости в насос.

Конструкция центробежных насосов

Центробежный насос состоит из следующих основных частей:

• Всасывающий патрубок
• Нагнетательный патрубок
• Спиральный корпус (проточная часть насоса)
• Рабочее колесо (импеллер)
• Уплотнение вала
• Картер насос

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы можно классифицировать по конструктивным исполнениям его основных элементов, по типу установки и назначению.

По расположению патрубков насосов

• Насос «ин-лайн» типа. У данного типа насоса всасывающий и нагнетательный патрубок находятся на одной линии друг напротив друга. Перекачиваемая жидкость проходит сквозь насос. Насос устанавливается на прямых участках трубопровода.

• • Консольные насосы. Жидкость поступает в центр рабочего колеса (импеллера). Патрубки расположены под 90˚С относительно друг друга.
  
  

  По количеству ступеней насоса

  
  
  • Многоступенчатый насос имеет на валу более одного последовательно соединённых колес. Такой тип насосов используется для обеспечения высокого напора при сравнительно небольшом расходе. Высокий напор создается благодаря сумме напоров, создаваемых каждым отдельным колесом. Перекачиваемая жидкость переходит последовательно от одной ступени к другой.
• 
  

  По типу уплотнения вала

  Для защиты от попадания перекачиваемой жидкости в окружающую среду и в механическую часть центробежного насоса используются различные уплотнительные системы. По типу применяемой системы насосы можно разделить на:

  • Центробежные насосы с сальниковым уплотнением (ссылка на сальниковое уплотнение)
  • Центробежные насосы с торцевым уплотнением (одинарным или двойным) (ссылка на торцевое уплотнение)
  • Центробежные насосы с магнитной муфтой (ссылка на магнитную муфту)
  • Центробежные насосы герметичные с мокрым ротором (ссылка на мокрый ротор)
  • Центробежные насосы с динамическим уплотнением (ссылка на динамическое уплотнение)

  По типу соединения с электродвигателем

  Центробежные насосы разделяются также по типу соединения гидравлической части насоса с электродвигателем. Выделяют типы:

  • Насос с соединительной муфтой. Упругая муфта — это элемент, позволяющий соединить вал электродвигателя и вал, на котором крепится рабочее колесо. Для этого используется, как обычная муфта, так и муфта с промежуточным элементом. Использование промежуточного элемента позволяет не отсоединять электродвигатель при техническом обслуживании насоса, например при замене торцевого уплотнения.
    
  • Моноблочный насос. У данного типа насосов рабочее колесо крепится либо сразу на удлиненном валу электродвигателя, либо для соединения вала двигателя и насоса используется неподвижная постоянная глухая муфта.

    По назначению

    Благодаря своим конструкционным возможностям назначение центробежного насоса может быть самым различным. По данному показателю выделяют следующие типы центробежных насосов:

    • Дренажные
    • Скважинные
    • Фекальные
    • Шламовые
    • Пищевые
    • Санитарные
    • Пожарные
    • Самовсасывающие

    Материальное исполнение центробежных насосов

    Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности, перекачивают самые различные жидкости, начиная с воды и заканчивая высоко агрессивными и абразивными суспензиями.

    Поэтому выбор материалов для основных элементов центробежных насосов очень широкий и чаще всего он основывается на стойкости данного материала к свойствам перекачиваемой жидкости (ссылка на таблице хим. стойкости) и условиям работы самого насоса.

    Можно выделить следующие основные материалы:

    Металлическое исполнение

    • Чугун
    • Бронза
    • Углеродистая сталь
    • Нержавеющая сталь
    • Дуплекс
    • Супер-дуплекс
    • Титан
    • И.т.д

    Футерованные и пластиковые исполнения

    При работе с высоко агрессивными жидкостями, например с кислотами, металлическое исполнение не всегда может обеспечить необходимой коррозионной защиты. Либо применения сверхстойких сплавов может привести к значительному удорожанию всей конструкции.

    Поэтому широкое распространение приобрело использования самых различных пластиков, в качестве основного материала контактирующего со средой в центробежных насосах.

    Можно выделить два основных типа:

    • Футерованные насосы. Футеровка – это процесс нанесения пластикового покрытия на металлический корпус насоса. Все элементы контактирующие с перекачиваемой средой покрыты слоем полимера, что значительно увеличивает коррозионною устойчивость всей проточной части. Современные технологии обеспечивают отличное сцепление между покрытием и корпусом, т.к при отливке полимер заполняет все полости и зазоры.

    

    • Пластиковые центробежные насосы. Основные элементы насоса, контактирующие со средой, выполнены из цельного пластика, обработанного на специальных станках.

    Материалы для футерованных и пластиковых насосов:

    • PP — полипропилен
    • PVDF- поливинилденефлуорид
    • PE – полиэтилен
    • PVC – поливинилхлорид
    • PFA – перфторалкоксил
    • PTFE – политетрафторэтилен
    • ETFE – этилентетрафторэтилен (Tefzel)
    • FEP – фторэтиленпропилен

    Материалы уплотнительных колец

    В качестве уплотнительных колец в центробежных насосах чаще всего используют следующие эластомеры:

    • EPDM — Этилен-пропиленовые каучук
    • NBR — Бутадиен-нитрильный каучук
    • FPM/FKM/Viton — Фторкаучук
    • FFKM — Каучук перфторированный

    Преимущества и недостатки центробежных насосов

    Преимущества:

    • Простая конструкция
    • Немного движущихся частей, большой срок службы
    • Высокий КПД
    • Высокие показатели производительности
    • Постоянная подача, без пульсаций
    • Регулировка производительности с помощью дроссельного клапана на линии нагнетания или частотного преобразователя

    Недостатки

    • Невозможность «самовсасывания»
    • Большой риск кавитации
    • Производительность сильно зависит от напора
    • Наиболее эффективны только в одной заданной рабочей точке. При регулировании подачи с помощью частотного преобразователя эффективность понижается
    • Не может работать с мультифазными жидкостями с содержанием воздуха или газа
    • При перекачки абразивных жидкостей возможный быстрый износ основных элементов из-за высокой скорости вращения рабочего колеса (около 1500 об/мин).
    • Не может работать с высоковязкими жидкостями (макс. 150 сСт)

    Области применения

    Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности.

    Основные из них:

    Водоснабжение и водоотведение

    Водоочистные сооружения

    Энергетика

    Нефтяная и газовая промышленность

    Химическая промышленность

    Целлюлозно-бумажная промышленность

    Горнодобывающая промышленность

    Фармацевтическая

Основные производители

Крупных игроков на рынке центробежных насосов можно также разбить по отраслям в которых они наиболее сильны:

Водоснабжение, водоотведение, водоочистка

• Grundfos: grundfos.com
• Wilo:wilo.ru
• Группа компаний Xylem. Насосы Lowara, Goulds, Flygt, Vogel и.т.д: http://xylem.ru
• KSB: https://www.ksb.com/ksb-ru/
• Pentair: www.pentair.com
• Ebara: http://www.ebaraeurope.ru/
• Caprari: www.caprari.it

Нефтехимическая отрасль

• Flowserve www.flowserve.com
• ITT www.itt.com/
• Sulzer www.sulzer.com
• Hermetic Pumpen www.hermetic-pumpen.com
• Kirloskar pumps www.kirloskarpumps.com/
• Ruhrpumpen www.ruhrpumpen.com

Химическая промышленность

• Munsch munsch.de/
• Pompe Travaini www.pompetravaini.it/
• Someflu pump www.someflu.com/
• Rutschi Gruppe www.grupperutschi.com

Горнодобывающая отрасль

• Warman . Группа компания Weir mineral https://www.global.weir/brands/
• Krebs . Группа компаний flsSmidt http://www.flsmidth.com/en-US/Krebs
• Habermann pumpen www.aurumpumpen.de/ru/

Насосом называется машина для создания потока жидкой среды. Под жидкой средой понимается капельная жидкость, которая может содержать твердую или газовую фазу. Назначение насоса можно определить следующим образом: сообщить капельной жидкости механическую энергию, чтобы обеспечить ее перемещение по трубопроводам (каналам) или передать энергию через жидкость для привода различных устройств и механизмов.

Насосы являются одним из наиболее распространенных типов гидравлических машин. Они отличаются разнообразным конструктивным исполнением, что иногда затрудняет их классификацию. Поток жидкой среды в насосе создается в результате силового воздействия на жидкость в проточной камере или в рабочей камере насоса. По виду рабочей камеры и сообщения ее со входом и выходом насоса различают насосы динамические и объемные .

Классификация насосов может быть выполнена по различным классификационным признакам:

для динамических насосов:
по виду сил, действующих на жидкость;
по направлению движения жидкой среды;
по виду отвода;
по конструкции рабочего колеса и др.

для объемных насосов:
по характеру движения рабочих органов;
по характеру движения ведущего звена насоса;
по направлению перемещения жидкости;
по виду рабочих органов;
по виду передачи движения к рабочим органам и др.

Динамическим насосом называется насос, в котором жидкая среда перемещается под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса.
К динамическим насосам относятся:
1) лопастные - центробежные и осевые;
2) электромагнитные - кондукционные и индукционные;
3) трения - вихревые, струйные, шнековые, вибрационные и др.

На рисунке показана схема центробежного насоса . Поток жидкой среды поступает во всасывающий патрубок 1 в осевом направлении, меняет направление движения в каналах рабочего колеса 2 на радиальное. Под силовым воздействием лопаток поток жидкости увеличивает скорость движения жидкости и давление в рабочем колесе. После прохождения рабочего колеса жидкость поступает в отвод 3. Вход и выход насоса постоянно сообщаются между собой.

Рис. Схема центробежного насоса: 1 - подвод; 2 - рабочее колесо; 3 - отвод; 4 - корпус

Объемным насосом называется насос, в котором жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.
К объемным насосам относятся:
1) возвратно-поступательные - поршневые, плунжерные, диафрагменные;
2) крыльчатые;
3) роторные - роторно-вращательные, роторно-поступательные, роторно-поворотные и др.

На рисунке показана одна из типовых схем объемного насоса - шестеренного насоса . Насос представляет собой две шестерни, находящиеся в зацеплении. Шестерни находятся в корпусе насоса с малыми зазорами. Одна из шестерен - ведущая, другая - ведомая. При вращении шестерен объем жидкости попадает между зубьями шестерен, изолируется от всасывающей и напорной магистралей, а затем вытесняется зубьями в напорную магистраль.

Рис. Схема шестеренного насоса

Дальнейшая классификация по общим признакам динамических и объемных насосов может быть выполнена:
по направлению оси расположения вращения или движения рабочих органов: горизонтальный насос, вертикальный насос;
по расположению рабочих органов: консольный насос, моноблочный насос;
по конструкции опор: с выносными опорами, с внутренними опорами;
по расположению входа для жидкости в насос: с осевым входом, с боковым входом;
по числу ступеней: одноступенчатый, двухступенчатый, многоступенчатый;
по числу потоков: однопоточный, многопоточный;
по конструкции и виду разъема корпуса: секционный, с торцевым разъемом, с осевым разъемом, двухкорпусный, с защитным корпусом;
по расположению насоса: погружной, скважный, с трансмиссионным валом;
по требованиям эксплуатации: регулируемый, нерегулируемый, дозировочный ручной, реверсивный, обратимый;
по условиям всасывания: самовсасывающий, с предвклю-ченной ступенью, с предвключенным колесом;
по взаимодействию с окружающей средой: герметичный, взрывозащищенный, малошумный, маломагнитный;
по необходимости поддержания температуры среды: обогреваемый, охлаждаемый;
по месту установки: стационарный, передвижной, встроенный;
по размерам: малый, средний, крупный;
по мощности: микро, мелкий, малый, средний, крупный.

Сложившаяся практика классификации насосов отличается от приведенной выше.
Насосы называют, например, по отрасли техники, в которой они используются: насос теплоэнергетики, судовой насос, насос атомной промышленности, насос химический и т. д.;
или по роду перекачиваемой жидкости: для чистой воды, масляный, нефтяной, бензиновый;
по целевому назначению: питательный, смесительный, дозировочный и т. д.