Насос — Википедия

Условное графическое обозначение нереверсивного нерегулируемого насоса

Насо́с — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию (в ручных насосах) в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов^[1]. Разность давлений жидкости на выходе из насоса и присоединённом трубопроводе обусловливает её перемещение.

Неполная классификация насосов по принципу действия и конструкции выглядит следующим образом:

Изобретение насоса приписывается Ктесибию и описано в трудах как Герона Александрийского, так и Витрувия.

НАСОСЫ I. Фиг. 1 и 2. Всасывающие насосы. Фиг. 3 и 4. Нагнетательные насосы. Фиг. 5. Крыльчатый насос (разрез). Фиг. 6. Насос Фозе. Фиг. 7. Воздушный насос Ватта. Фиг. 8. Насос Вортингтона.
(рисунок из «ЭСБЕ») НАСОСЫ II. Фиг. 9—13. Двухцилиндровый воздушный насос. Фиг. 14. Ртутный воздушный насос Бессель-Гагена. Фиг. 15. Ртутный воздушный насос Кальбаума.

(рисунок из «ЭСБЕ») НАСОСЫ III. Фиг. 16. Питательный насос. Фиг. 17. Вращательный насос. Фиг. 18. Крыльчатый насос (внешний вид). Фиг. 19. Насос для жидкой грязи.
(рисунок из «ЭСБЕ»)

Патрубок (точка в гидравлической системе, в которой установлен насос), из которого насос забирает жидкость, называется всасывающим, патрубок, в который нагнетает, — напорным. Патрубки могут находиться на разной высоте, при этом часть энергии насос тратит на преодоление разницы гидростатических давлений между высотой напора

z₁ и высотой всасывания z₀ (это может быть и отрицательная величина).

Напор насоса H{\displaystyle H} — приращение механической энергии единицы массы жидкости между его выходом и входом. Обычно мерой энергии служит высота столба перекачиваемой жидкости (имеющей удельный вес γ{\displaystyle \gamma } при ускорении свободного падения g{\displaystyle g}, здесь в формуле именно удельный вес, а не плотность жидкости): для i{\displaystyle i}-го элемента жидкости с давлением p{\displaystyle p} и скоростью жидкости vi{\displaystyle v_{i}}:

Ei=piγ+zi+vi22g,{\displaystyle E_{i}={\frac {p_{i}}{\gamma }}+z_{i}+{\frac {v_{i}^{2}}{2g}}{\mbox{,}}}

соответственно, напор насоса:

H=E1−E0=p1−p0γ+(z1−z0)+v12−v022g.{\displaystyle H=E_{1}-E_{0}={\frac {p_{1}-p_{0}}{\gamma }}+(z_{1}-z_{0})+{\frac {v_{1}^{2}-v_{0}^{2}}{2g}}{\mbox{.}}}

Подача — количество жидкости, подаваемое насосом за единицу времени. Может рассматриваться массовая подача G{\displaystyle G} или объёмная подача Q{\displaystyle Q}:

G=γQ{\displaystyle G=\gamma Q}.

Мощность N{\displaystyle N} — потребление насосом энергии за единицу времени. Полезная мощность Nh{\displaystyle N_{h}} — это приращение энергии всего потока жидкости в насосе: Nh=GH=γQH{\displaystyle \textstyle N_{h}=GH=\gamma QH}. Внутренняя мощность насоса Ni{\displaystyle N_{i}} — его полная мощность за исключением потерь на трение механических частей насоса, то есть мощность, сообщаемая жидкости в виде тепловой и механической энергии.

Соотношение полезной и подведённой мощности — это коэффициент полезного действия насоса:

η=NhN{\displaystyle \eta ={\frac {N_{h}}{N}}}.

При этом следует учитывать размерности величин: если, например, напор выражен в метрах, а подача в килограммах в секунду, то мощность в киловаттах вычисляется по формуле:

N[кВт] = G[кг]H[м]102η[безразм.].

Потери в насосе могут быть гидравлическими (затраты на преодоление гидравлических сопротивлений внутри насоса), объёмными (сокращение подачи насоса по сравнению с подачей рабочего органа) и механическими (трение деталей насоса о жидкость — внутренние механические потери, трение их друг об друга в подшипниках и т. д. — внешние). Учитываются, соответственно, гидравлическим КПД η_г, объёмным η_об и механическим, разделяющимся на внутренний и внешний, η_м=η_мiη_мe. η=η_гη_обη_м; N_i = Nη_мe.

Минимальный избыточный напор всасывания H0u min{\displaystyle H_{0u~min}} над давлением парообразования жидкости ps{\displaystyle p_{s}} — запас механической энергии жидкости на входе в насос, необходимый для того, чтобы в насосе не возникла кавитация. Избыточный напор всасывания определяется как:

H0u=p0a−psγ+v022g,{\displaystyle H_{0u}={\frac {p_{0a}-p_{s}}{\gamma }}+{\frac {v_{0}^{2}}{2g}}{\mbox{,}}}

где p0a{\displaystyle p_{0a}} — давление на входе в насос, отнесённое к уровню оси насоса. На практике величину необходимого кавитационного запаса насоса принимают с некоторым коэффициентом запаса ϕ{\displaystyle \phi } = 1,2…1,4. Допустимая высота всасывания определяется с учётом давления на поверхности жидкости в резервуаре, откуда она забирается, pb{\displaystyle p_{b}} и сопротивления (в линейных единицах) всасывающих трубопроводов hc{\displaystyle h_{c}} как:

[H0u]=pb−psγ−φH0umin−hc″<math>pb{\displaystyle [H_{0u}]={\frac {p_{b}-p_{s}}{\gamma }}-\varphi H_{0u\mathrm {min} }-h_{c}»<math>p_{b}}</math>

Для открытых сосудов pb{\displaystyle p_{b}} — это атмосферное давление, для закрытых сосудов с кипящей жидкостью pb=ps,{\displaystyle \textstyle p_{b}=p_{s}{\mbox{,}}}.

Классификация насосов по принципу действия[править | править код]

По характеру сил преобладающих в насосе: объёмные, в которых преобладают силы давления, и динамические, в которых преобладают силы инерции.

По характеру соединения рабочей камеры с входом и выходом из насоса: периодическое соединение (объёмные насосы) и постоянное соединение входа и выхода (динамические насосы).

Объёмные насосы используются для перекачки вязких жидкостей. В этих насосах одно преобразование энергии — энергия двигателя непосредственно преобразуется в энергию жидкости (механическая => кинетическая + потенциальная). Это высоконапорные насосы, они чувствительны к загрязнению перекачиваемой жидкости. Рабочий процесс в объёмных насосах неуравновешен (высокая вибрация), поэтому необходимо создавать для них массивные фундаменты. Также для этих насосов характерна неравномерность подачи. Большим плюсом таких насосов можно считать способность к сухому всасыванию (самовсасыванию).

Для динамических насосов характерно двойное преобразование энергии (1 этап: механическая → кинетическая + потенциальная; 2 этап: кинетическая → потенциальная). В динамических насосах можно перекачивать загрязнённые жидкости, они обладают равномерной подачей и уравновешенностью рабочего процесса. В отличие от объёмных насосов, они не способны к самовсасыванию.

Объёмные насосы[править | править код]

Процесс объёмных насосов основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры. Некоторые виды объёмных насосов:

• Импеллерные насосы — обеспечивают ламинарный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса и могут использоваться в качестве дозаторов. Могут быть изготовлены в пищевом, маслобензостойком и кислотощёлочестойком исполнении
• Пластинчатые насосы — обеспечивают равномерное и спокойное всасывание перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования. Могут быть как регулируемыми, так и нерегулируемыми. В пластинчатых регулируемых насосах изменение подачи осуществляется за счёт изменения объёма рабочей камеры благодаря изменению эксцентриситета ротора и статора. В качестве регулирующего устройства применяются гидравлические и механические регуляторы.
• Винтовые насосы — обеспечивают ровный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования
• Поршневые насосы могут создавать весьма высокое давление, плохо работают с абразивными жидкостями, могут использоваться для дозирования
• Перистальтические насосы создают невысокое давление, химически инертны, могут использоваться для дозирования
• Мембранные насосы — создают невысокое давление, могут использоваться для дозирования

Общие свойства объёмных насосов:

• Цикличность рабочего процесса и связанные с ней порционность и пульсации подачи и давления. Подача объёмного насоса осуществляется не равномерным потоком, а порциями.
• Герметичность, то есть постоянное отделение напорной гидролинии от всасывающей (лопастные насосы герметичностью не обладают, а являются проточными).
• Самовсасывание, то есть способность объёмных насосов создавать во всасывающей гидролинии вакуум, достаточный для подъёма жидкости вверх во всасывающей гидролинии до уровня расположения насоса(лопастные насосы не являются самовсасывающими).
• Независимость давления, создаваемого в напорной гидролинии, от подачи жидкости насосом

Динамические насосы[править | править код]

Динамические насосы подразделяются на:

• Лопастные насосы, рабочим органом у которых служит лопастное колесо или мелкозаходный шнек. В них входят:
  • Центробежные, у которых преобразование механической энергии привода в потенциальную энергию потока происходит вследствие центробежных сил, возникающих при взаимодействии лопаток рабочего колеса с жидкостью. Центробежные насосы подразделяют на:
    • Центробежно-шнековый насос — вид центробежного насоса с подводом жидкости к рабочему органу выполненному в виде мелкозаходного шнека большого диаметра (дисков), расположенному по центру, с выбросом по касательной вверх или бок от корпуса. Такие насосы способны перекачивать карамелизующиеся и склеивающиеся массы, типа клея
    • Консольный насос — вид центробежного насоса с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу, расположенному на конце вала, удалённом от привода.
    • Радиальные насосы, рабочими органами которых служат радиальные рабочие колеса. Тихоходные одноступенчатые и многоступенчатые насосы с высокими значениями напора при низких значениях подач.
  • Осевые (пропеллерные) насосы, рабочим органом которых служит лопастное колесо пропеллерного типа. Жидкость в этих насосах перемещаются вдоль оси вращения колеса. Быстроходные насосы с высоким коэффициентом быстроходности, характеризуются большими значениями подач, но низких значениях напора.
    • Полуосевые (диагональные, турбинные) насосы, рабочим органом которых служит полуосевое (диагональное, турбинное) лопастное колесо.
• Вихревые насосы — отдельный тип лопастных насосов, в которых преобразование механической энергии в потенциальную энергию потока (напор) происходит за счёт вихреобразования в рабочем канале насоса.
• Струйные насосы, в которых перемещение жидкости осуществляется за счёт энергии потока вспомогательной жидкости, пара или газа (нет подвижных частей, но низкий КПД).
• Тараны (гидротараны), использующие явление гидравлического удара для нагнетания жидкости (минимум подвижных частей, почти нет трущихся поверхностей, простота конструкции, способность развивать высокое давление на выходе, низкие КПД и производительность)

Вихревые насосы[править | править код]

Вихревые насосы — динамические насосы, жидкость в которых перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении. Преобразование механической энергии привода в потенциальную энергию потока (напор) происходит за счёт множественных вихрей, возбуждаемых лопастным колесом в рабочем канале насоса. КПД реальных насосов обычно не превышает 30 %^{[источник не указан 852 дня]}.

Применение вихревого насоса оправдано при значении коэффициента быстроходности ns<40{\displaystyle n_{s}<40}. Вихревые насосы в многоступенчатом исполнении значительно расширяют диапазон рабочих давлений при малых подачах, снижая коэффициент быстроходности до значений, характерных для насосов объёмного типа.

Вихревые насосы сочетают преимущества насосов объёмного типа (высокие давления при малых подачах) и динамических насосов (линейная зависимость напора насоса от подачи, равномерность потока).

Вихревые насосы используются для перекачки чистых и маловязких жидкостей, сжиженных газов, в качестве дренажных насосов для перекачки горячего конденсата.

Вихревые насосы обладают низкими кавитационными качествами. Кавитационный коэффициент быстроходности^{[неизвестный термин]}

вихревых насосов C=100..110{\displaystyle C=100..110}.

Подобие лопастных насосов[править | править код]

Методы теории подобия и анализа размерностей позволяют на научном основании обобщать экспериментальные данные о показателях насосов. Движение жидкости в насосе некоторых геометрических пропорций определяется в упрощённой модели: диаметром колеса D, м; расходом Q, м³/с; частотой оборотов n, с⁻¹; плотностью жидкости ρ, кгс·с²/м⁴; вязкостью μ, кгс·с/м². Зависимыми параметрами являются момент на валу насоса M, кгс·м, и напор H, м. Система сводится к зависимости безразмерных комплексов M¯=f(Re,St){\displaystyle \textstyle {\bar {M}}=f(Re,St)}:

• M¯=Mρn2D5{\displaystyle {\bar {M}}={M \over \rho n^{2}D^{5}}} — безразмерный момент,
• Re=ρQμD{\displaystyle Re={\rho Q \over \mu D}} — аналог числа Рейнольдса,
• St=nD3Q{\displaystyle St={nD^{3} \over Q}} — аналог числа Струхаля.

Внутренняя мощность пропорциональна моменту на валу, умноженному на число оборотов:

Ni=ρn3D5f′(Re,St){\displaystyle N_{i}=\rho n^{3}D^{5}f'(Re,St)};

напор отнесём к скоростному напору: Hv2/2g∼HD2n2/g{\displaystyle \textstyle {H \over v^{2}/2g}\sim {H \over D^{2}n^{2}/g}} (напор в первом приближении пропорционален окружной скорости на периферии колеса),

H=D2n2gf″(Re,St){\displaystyle H={D^{2}n^{2} \over g}f»(Re,St)}.

Тогда для двух геометрически подобных насосов с масштабным соотношением D₁/D₂ = λ при верном равенстве St1=St2{\displaystyle St_{1}=St_{2}} (то естьQ1/Q2=λ3n1/n2{\displaystyle \textstyle Q_{1}/Q_{2}=\lambda ^{3}n_{1}/n_{2}}) верны и уравнения подобия для насосов:

Ni1Ni2=λ5(n1n2)3ρ1ρ2{\displaystyle {\frac {N_{i1}}{N_{i2}}}=\lambda ^{5}\left({n_{1} \over n_{2}}\right)^{3}{\frac {\rho _{1}}{\rho _{2}}}},

h2h3=λ2(n1n2)2{\displaystyle {\frac {H_{1}}{H_{2}}}=\lambda ^{2}\left({n_{1} \over n_{2}}\right)^{2}}.

Данные уравнения верны с точностью до масштабного эффекта, вызванного изменением критерия Re и относительной шероховатости поверхности. Уточнённая форма включает изменение соответствующих КПД при изменении Re и D:

Q1Q2=λ3n1n2ηo6 1ηo6 2{\displaystyle {\frac {Q_{1}}{Q_{2}}}=\lambda ^{3}{n_{1} \over n_{2}}{\eta _{\mbox{o6 1}} \over \eta _{\mbox{o6 2}}}},

N1N2=λ5(n1n2)3ρ1ρ2ηMe1ηMe2{\displaystyle {\frac {N_{1}}{N_{2}}}=\lambda ^{5}\left({n_{1} \over n_{2}}\right)^{3}{\frac {\rho _{1}}{\rho _{2}}}{\eta _{\mathrm {M} e1} \over \eta _{\mathrm {M} e2}}},

h2h3=λ2(n1n2)2ηΓ1ηΓ2{\displaystyle {\frac {H_{1}}{H_{2}}}=\lambda ^{2}\left({n_{1} \over n_{2}}\right)^{2}{\eta _{\Gamma 1} \over \eta _{\Gamma 2}}}.

Следствием из уравнений подобия является соотношение частот подобных насосов (при равных КПД)

n1n2=Q2Q1(h3h2)3/4.{\displaystyle {\frac {n_{1}}{n_{2}}}={\frac {\sqrt {\frac {Q_{2}}{Q_{1}}}}{\left({\frac {H_{2}}{H_{1}}}\right)^{3/4}}}{\mbox{.}}}

Характеристики быстроходности лопастных насосов[править | править код]

Удельное число оборотов n_r, с⁻¹, характеризует конструктивный тип рабочего колеса насоса; оно определяется как число оборотов эталонного насоса, подобного данному, с подачей 1 м³/с при напоре 1 м:

n_r = n√Q[м³/с](H[м])^3/4.

Безразмерное удельное число оборотов — более универсальный параметр, не зависящий от размерности применяемых величин:

n¯r=nQ(gH)3/4.{\displaystyle {\bar {n}}_{r}^{=}{\frac {n{\sqrt {Q}}}{(gH)^{3/4}}}{\mbox{.}}}

При метрической системе (n, с⁻¹; Q, м³/с; H, м; g = 9,81 м/с²) n̄_r ≈ 0,180 n_r[с⁻¹].

Коэффициент быстроходности n_s, с⁻¹, — это число оборотов эталонного насоса, подобного данному, с полезной мощностью 75 кгс·м/с при напоре 1 м; при этом принимается, что такой насос работает на воде (γ=1000 кгс/м³) и имеет тот же КПД.

n_s = 3,65n√Q[м³/с](H[м])^3/4.

Данные величины позволяют сравнивать различные насосы, если пренебречь разницей гидравлических и объёмных КПД. Поскольку повышение числа оборотов позволяет, как правило, снизить размеры и вес насоса и его двигателя, и потому выгодно. Колёса малой быстроходности позволяют создавать большие напоры при малой подаче, колёса большой быстроходности применяются при больших подачах и малых напорах.

Типы рабочих колёс в зависимости от коэффициента быстроходности

ns, с−1		Тип насоса
40÷80	~2,5	Центробежные тихоходные
80÷140	~2	Центробежные нормальные
140÷300	1,4÷1,8	Центробежные быстроходные
300÷600	1,1÷1,2	Диагональные или винтовые
600÷1800	0,6÷0,8	Осевые

Кавитационное удельное число оборотов nr*{\displaystyle \textstyle n_{r}^{\mbox{*}}}, с⁻¹, — характеристика конструкции проточной части насоса с точки зрения всасывающей способности; представляет собой число оборотов насоса, подобного данному, с подачей 1 м³/с и H_{0u min} = 10 м:

nr*{\displaystyle \textstyle n_{r}^{\mbox{*}}} = n√Q[м³/с](H_{0u min}[м]/10)^3/4.

Классификация насосов по реализации[править | править код]

• Механические
• Магниторазрядные
• Струйные
• Сорбционные
• Криогенные

Классификация насосов по типу перекачиваемой среды[править | править код]

Химические насосы[править | править код]

Химические насосы предназначены для перекачки различных агрессивных жидкостей, поэтому основными областями их применения являются химическая и нефтехимическая промышленность (перекачивание кислот, щелочей, нефтепродуктов), лакокрасочная промышленность (краски, лаки, растворители и др.) и пищевая промышленность.

Химические насосы предназначены для перекачки агрессивных жидкостей (кислот, щёлочей), органические жидкостей, сжиженных газов и т. п., которые могут быть взрывоопасны, с различной температурой, токсичностью, склонностью к полимеризации и налипанию, содержанием растворённых газов. Характер перекачиваемых жидкостей обуславливает то, что детали химических насосов, соприкасающихся с перекачиваемыми жидкостями изготавливаются из химически стойких полимеров или коррозионностойких сплавов, либо имеют корозионностойкие покрытия.

Фекальные насосы[править | править код]

Фекальные насосы используются для перекачки загрязненных жидкостей и сточных вод. Они рассчитаны на бо́льшую вязкость перекачиваемой среды и содержание в ней взвешенных частиц, в том числе, малых и средних абразивных частиц (песка, гравия). Фекальные насосы могут быть погружными или полупогружными, также их конструкция может снабжаться режущим механизмом для измельчения крупных твёрдых кусков, переносимых потоком жидкости. Современные модели таких насосов иногда имеют поплавок автоматического включения/выключения насоса.

Основная среда применения — на канализационных станциях.

Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первый известный поршневой насос для тушения пожара, который изобрёл древнегреческий механик Ктесибий, упоминается ещё в I веке до н. э. Первый в мире автоматический всасывающий насос создал турецкий физик Османской империи — Аль-Азари в 13 веке^{[источник не указан 1855 дней]}. В Средние века насосы использовались в различных гидравлических машинах. Один из первых центробежных насосов со спиральным корпусом и четырёхлопастным рабочим колесом был предложен французским учёным Д. Папеном. До XVIII века насосы использовались гораздо реже чем водоподъёмные машины (устройства для безнапорного перемещения жидкости), но с появлением паровых машин насосы начали вытеснять водоподъёмные машины. В XIX веке с развитием тепловых и электрических двигателей насосы получили широкое распространение. В 1838 году русский инженер А. А. Саблуков на основе созданного им ранее вентилятора построил центробежный насос и работал над применением его при создании судового двигателя.

Устройство и принцип действия центробежных насосов

В ряде случаев, чтобы получить воду, перенаправить ее или осушить что-либо, приходится устанавливать центробежный насос. Что он собой представляет и чем отличается от других типов водяного насоса?

Этот вид системы для прокачки воды по трубам, наверное, самый популярный во всем мире. Он находит применение и в жилых домах, и в промышленных комплексах, и на энергетических объектах — везде, где надо перемещать по трубопроводам массы жидкости. Такие системы используются также для стабильного и автономного снабжения водой загородных жилищ.

Как устроен центробежный насос?

Столь популярное и широко распространенное устройство, конечно, интересует многих. Основными достоинствами центробежной схемы все инженеры признают удобство в обращении, стабильность в работе и энергетическую эффективность.

Ремонтировать насосы центробежные при очень серьезной поломке, впрочем, могут только специалисты. Внешне система представлена длинным корпусом в форме цилиндра. Диаметр заметно меньше, чем длина, в некоторых погружных моделях она всего 10 см. Поверхностный центробежный насос крупнее, у него больше диаметр рабочих колес.

Корпус в обоих случаях скрывает одинаковые рабочие детали: каналы ввода и вывода жидкости, нагнетающие системы, двигатели, роторы и др. Мотор приводит в движение роторную ось, на которую насажено рабочее колесо с лопастями, идущими против движения. Принцип действия центробежных насосов заключается в том, что при этом движении возникает центробежная сила. Вода, пройдя через патрубки, сталкивается с рабочим колесом. Вращение колеса нагнетает жидкость и отбрасывает ее в сторону стенок камеры, где формируется область высокого давления.

Далее из рабочей камеры водяного насоса жидкость затягивается в выпускные каналы. Каждый вывод оборудован нагнетающими трубками (кольцевидными или спиральными в зависимости от нюансов конструкции). Пройдя через них, вода оказывается под давлением. Через шланг она распределяется в конечные трубопроводы.

Но на этом действия насоса не заканчиваются. Когда вода выходит наружу, середина рабочего колеса формирует участок пониженного атмосферного давления, что приводит к засасыванию внутрь новой порции жидкости. Такого рода цикл повторяется бесконечно, пока насос не отключат или он не сломается.

Узнав принцип действия центробежного насоса, нетрудно догадаться и о слабом месте таких приспособлений: они могут работать только при стабильном притоке жидкости. Если запустить систему в рабочий режим в воздухе, очень скоро она поломается. Погружные модели вообще находятся в воде постоянно.

И специальные датчики-поплавки попросту не позволят вам запустить устройство, если воды в источнике не хватает. Итак, принцип работы центробежного насоса может быть не только погружным, но и поверхностным, причем в этом случае риск поломки был бы весьма высок, если бы не предусмотрительность инженеров, благодаря которой конструкция поверхностного водяного насоса дополнена обратными клапанами и автоматическими системами контроля. Они отключают механизмы, как только обнаруживают сухой ход.

Центробежные насосы — и погружные, и поверхностные — все же лучше справляются с подкачкой воды в условиях нормального дебита. Однако это не означает, что их нельзя использовать при слабом напоре воды. В таких случаях конструкция меняется, точнее, в ней используют специальные рабочие колеса (которые растачивают либо приобретают расточенные).

Классификация

Если центробежные насосы хорошо качают воду, о типе можно не задумываться. Однако при возникновении необходимости в ремонте знание вида установленной у вас системы крайне важно. Даже если обращаться к профессионалам-ремонтникам, лучше сразу сообщить им, с чем придется иметь дело.

Выше уже представлена классификация центробежных насосов по рабочему применению на погружные и поверхностные. Устройства первого типа после вывешивания на тросе держат внутри скважины либо колодца вплоть до замены или ремонта. Второй вариант подразумевает установку оборудования вблизи источника воды с подкачкой жидкости через шланг. Преимущество понятно: упрощенная конструкция и облегчение сервиса.

Проблема в том, что поверхностная схема центробежного насоса ограничивает максимальную глубину откачки воды 13 м. Да и с мощностью всасывания имеются проблемы. Там, где погружной компактный насос обеспечит 40 м водного столба, нагруженный до предела поверхностный агрегат даст максимум 30 м.

Согласно другой классификации, устройство центробежного насоса может быть одноступенчатым и многоступенчатым. Почти все поверхностные и маломощные погружные агрегаты имеют одну ступень.

Если ступеней много, то много и колес (по одному на звено), а значит, выше итоговая производительность.

Существует еще и другая градация: по типу ротора (мокрый или сухой).

Мокрые роторы почти не нуждаются в смазке, поскольку через них и так проходит вода.

Однако это обстоятельство накладывает серьезные ограничения на размер системы и на ее совокупную мощность. Если же рассматривать насосы центробежные с сухим ротором, то развиваемая ими сила больше, однако повышается расход тока и производимый при работе шум.

Обращение и ремонт

Всякая техника по определению не может не ломаться. Устройство и принцип действия насоса таковы, что для таких агрегатов поломки довольно типичны. Если уметь и знать кое-что, с большинством неполадок можно справиться самостоятельно. А еще лучше не доводить до ситуации, когда возможно появление дефектов. Это просто: 9 из 10 насосов выходят из строя в силу всего двух причин.

Как уже говорилось, устройство водяного насоса не позволяет использовать его, когда камера свободна от жидкости. Стоит хоть на короткое время включить сухой агрегат, и дефект почти неизбежен. Кроме того, почти все центробежные насосы (центральной схемы) не могут работать нормально, если в воде присутствуют хотя бы мелкие песчинки: это сразу приводит к деформации подшипников и другим поломкам.

Если вы знаете, как работает центробежный насос, то не допустите и других ошибок. К примеру, долговременной прокачки горячей воды. Однако когда подобное случается и аппарат выходит из строя, ничего не остается, кроме замены или обращения к услугам профессиональной мастерской.

Но опять же знание того, как устроен насос центробежного типа, значительно упрощает ремонт и повышает вероятность успеха.

Смотрите также

Насос центробежный секционный ЦНС для воды: принцип работы, конструкция

Назначение и маркировка

ЦНС – центробежный насос секционный, предназначен для перекачивания воды и других жидкостей. Насос этой серии изготавливается с числом ступеней от 2 до 10 и маркируется следующим образом. Например, ЦНС 300-240.

Рис.1 – ЦНС 300-240

Такой насос имеет производительность 300 кубических метров в час (Q = 300 м³/ч) и развивает напор 240 метров водяного столба (Н = 240м. в.ст.), т.е. создает давление в 24 атмосферы (Р = 24 Атм.).

Конструкция

Структура ЦНС. Конструктивно-центробежные секционные насосы типа ЦНС, состоят из корпуса и ротора.

Корпусные детали насоса состоят из:

1. входная крышка
2. крышка нагнетания
3. корпуса направляющих аппаратов
4. направляющие аппараты
5. передний и задний кронштейны.

Рис.2 – корпусные детали насосаРис. 3 – корпусные детали насоса

Ротор насоса представляет собой вал, на который установлены рабочие колеса и диск разгрузки. Все эти детали на валу стягиваются гайкой.

Опоры вала

– это подшипники качения, устанавливаются в переднем и заднем кронштейнах.

Рис 4. – Ротор насоса

 

Корпус направляющего аппарата, направляющий аппарат и рабочее колесо в совокупности образуют ступень насоса.

Рис 5. – ступень насоса

Принцип работы

Принцип работы ЦНС. Ротор насоса приводится в обращение электродвигателем через упругую втулочно-пальцевую муфту. Рабочее колесо, вращаясь, сообщает движение жидкости, находящейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы, жидкость от центра колеса перемещается от центра к его периферии. А освобождающееся пространство вновь заполняется, поступающей из всасывающего трубопровода, жидкостью. Из рабочего колеса жидкость поступает в каналы направляющего аппарата. И затем в следующее рабочее колесо, с давлением, созданным предыдущей ступенью.

Рис 6. – движение жидкости внутри ЦНС

Увеличение давления в насосе. После прохождения каждой последующей ступени, давление увеличивается. Это позволяет при одной и той же производительности, путем набора секций, получать заданные напоры. При этом насосы конструктивно различаются длиной вала и числом секций.

Уравновешивание осевого усилия

. Во время работы насоса, вследствие давления жидкости, возникает осевое усилие. Оно стремится сместить ротор в сторону всасывания. Для уравновешивания осевого усилия в  насосе применяется диск разгрузки.

Герметизация корпуса насоса в местах выхода ротора, осуществляется с помощью сальниковых уплотнений с грундбуксами. Для защиты вала от износа в местах расположения сальников на него надеваются защитные рубашки.

Рис. 7 – сальниковые уплотнения с грундбуксами

Из последнего рабочего колеса жидкость через направляющий аппарат проходит крышку нагнетания, откуда поступает в нагнетательный трубопровод.

Видео работы

Секционный центробежный насос — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Многосекционный центробежный насос^[1].

Центробежный насос (ЦНС) – многоступенчатый насос, предназначен для перекачки жидкости с помощью последовательно соединённых ступеней, каждая из которых даёт прирост энергии потоку жидкости и увеличивает давление (напор).

Насос состоит из корпуса, ротора и съёмных направляющих потока. На корпусе крепятся крышки всасывания, нагнетания, и направляющие аппараты, а также задний и передний кронштейны, в которых располагаются подшипники. Корпуса направляющих, крышки всасывания и нагнетания стягиваются шпильками с гайками. Ротор состоит из вала, на который установлены втулка, рубашка вала, рабочие колеса, дистанционная втулка, кольца и диск разгрузки. Все эти детали стягиваются гайкой вала.

Рабочее колесо, вращается и сообщает движение жидкости, находящейся между лопастями. Возникает центробежная сила, в результате действия которой, жидкость от центра рабочего колеса перемещается к выходу, и далее через направляющие на вход следующего колеса. Освободившееся пространство снова заполняется жидкостью, поступающей из всасывающего трубопровода под действием давления. Так жидкость переходит с одного колеса на другое с увеличением давления жидкости на каждой ступени. С последнего колеса, жидкость через направляющий аппарат переходит в крышку нагнетания, и оттуда поступает в нагнетательный трубопровод.

Насос ЦНС через муфту приводится в движение электродвигателем.

ЦНС предназначены для перекачивания жидкостей с содержанием примесей не более 0,2%, при размере частиц не более 100 мкм.

• Хафизов А. Р., Пестрецов Н. В., Дорофеева Л. И. Сбор и подготовка нефти и газа. Технология и оборудование / Под ред. А. Р. Хафизова, Н. В. Пестрецова. — Уфа, 2002. — 450 с.
• Лутошкин Г. С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. — М.: Недра, 1977. — 192 с.
• Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. — М.: «Химия», 1995.
• Справочник по оборудованию для комплексной подготовки нефти. — Премиум Инжиниринг, 2011. — С. 776.

принцип работы, виды, правила выбора

Насосы центробежные для воды превосходят по популярности многие насосные устройства подобного назначения, что объясняется не только их эксплуатационными характеристиками, но и универсальностью. Использование центробежных насосов для воды позволяет обеспечить эффективное функционирование различных систем, к числу которых относятся системы автономного водоснабжения, водоотведения, орошения и пожаротушения, а также дренажные и канализационные системы.

Центробежный насос бытового класса

Конструкция и принцип действия

Основными элементами конструкции центробежных насосов для воды, которые и обеспечивают эффективное функционирование таких устройств, являются:

• корпус, который может быть изготовлен из чугуна или стального сплава;
• приводной электродвигатель;
• вал;
• рабочее колесо с лопатками, которое фиксируется на приводном валу;
• подшипниковый узел и уплотнительные элементы.

Принципиальная схема центробежного насоса

Основным рабочим органом центробежного насоса, который и взаимодействует с перекачиваемой водой, обеспечивая ее перемещение, является крыльчатка. На внешней поверхности крыльчатки фиксируются под углом лопатки, их изгиб направлен в сторону, противоположную направлению вращения данного конструктивного элемента, что обеспечивает большую эффективность работы насосного оборудования. Конструктивно рабочее колесо центробежного насоса может состоять из одного диска, на котором зафиксированы лопатки, или двух дисков, разнесенных на определенное расстояние и соединяемых между собой лопатками.

Работают рассматриваемые насосы за счет центробежной силы, воздействующей на перекачиваемую воду при ее перемещении во внутренней части оборудования вместе с лопатками крыльчатки.

Движение воды в центробежном насосе

Более подробно описать принцип действия центробежных водяных насосов можно следующим образом.

1. Вода, находящаяся во внутренней рабочей камере, захватывается лопатками вращающейся крыльчатки и начинает перемещаться вместе с ними.
2. При вращении центробежная сила отбрасывает воду к стенкам рабочей камеры. Таким образом, у стенок рабочей камеры формируется избыточное давление воды, что и способствует ее выталкиванию через напорный патрубок.
3. За счет того, что у стенок рабочей камеры насоса формируется избыточное давление жидкости, в ее центральной части создается разрежение воздуха. Это приводит к всасыванию новой порции жидкой среды через входной патрубок.

Таким образом, действуя по вышеописанному принципу, центробежные насосы для воды всасывают и выталкивают перекачиваемую ими жидкую среду в непрерывном режиме, что практически исключает пульсации напора в обслуживаемой трубопроводной системе.

Основные разновидности

Современные производители выпускают различные виды центробежных насосов для воды, работающих, несмотря на разное конструктивное исполнение, по одному и тому же принципу. Разделяться на категории насосы центробежные могут по целому ряду параметров, что следует учитывать, подбирая такое оборудование для решения определенных задач.

Классификация по особенностям конструктивного исполнения

У насосов бытовых центробежных для перекачивания воды (как и у промышленных) может быть различное количество рабочих колес. Так, в зависимости от данного параметра различают:

• центробежные насосы одноступенчатого типа, которые оснащаются одним рабочим колесом;
• многоступенчатые насосные устройства, в оснащении которых может быть две и более крыльчатки, располагаемых последовательно на одном приводном валу.

Схема многоступенчатого секционного центробежного насоса

Насосы центробежного типа могут формировать различное количество потоков перекачиваемой ими воды, в зависимости от чего они могут быть:

• однопоточными;
• двухпоточными;
• многопоточными.

Центробежный насос с двусторонним подводом воды к рабочему колесу

По конструктивному исполнению рабочего колеса центробежные насосы бывают:

• с крыльчаткой закрытого типа, состоящей из одного диска, на внешней поверхности которого зафиксированы лопатки;
• с открытым рабочим колесом, которое состоит из двух дисков, разнесенных на определенное расстояние и соединенных между собой лопатками.

Схемы различных рабочих колес

В зависимости от того, каким образом вал электродвигателя соединяется с приводным валом, насосные устройства могут быть:

1. прямоприводными;
2. муфтовыми;
3. редукторного типа.

Насосы с муфтой

По принципу отведения перекачиваемой воды выделяют:

• гидромашины со спиральным отводом среды;
• насосы с кольцевыми направляющими отводными канавками.

По расположению оси приводного вала (и, соответственно, оси вращения рабочего колеса) различают:

• устройства с горизонтальным расположением оси вала;
• гидромашины вертикального типа.

Классификация по месту установки

В зависимости от того, каким образом центробежный насос располагается относительно перекачиваемой им воды, он может относиться к одному из следующих видов:

1. погружной насос;
2. поверхностный центробежный насос.

Погружные насосные устройства в процессе их использования полностью помещаются в толщу перекачиваемой ими воды. Корпус насосов данного типа, который изготавливают преимущественно из нержавеющей стали, должен отличаться абсолютной герметичностью, что обеспечивается использованием при его сборке уплотнительных элементов. Разгерметизация корпуса центробежных водяных насосов погружного типа может привести к тому, что их приводной электродвигатель просто выйдет из строя.

Внутреннее устройство центробежного многоступенчатого насоса погружного типа

Насосы центробежные поверхностного типа, как следует из их названия, устанавливаются вне источника откачивания воды, в приямке скважины, на специально подготовленной площадке или в отдельном помещении, если такое оборудование планируется использовать в круглогодичном режиме. С источником, из которого откачивается вода, такие гидромашины соединяются посредством трубопровода или гибкого шланга.

Многие современные модели центробежных насосов (бытовых и промышленных) оснащаются поплавковыми выключателями, позволяющими автоматизировать работу насосной установки. Поверхностный насос, оснащенный таким выключателем, сам отключается в тот момент, когда уровень жидкости в обслуживаемом им резервуаре или колодце снижается до определенного значения, и автоматически включается, когда этот уровень повышается.

Многоступенчатый самовсасывающий центробежный насос поверхностного типа

Насосы центробежные поверхностного типа используют в тех случаях, когда глубина скважины, из которой требуется откачивать воду, не превышает десяти метров. Для обслуживания более глубоких скважин применяют погружное насосное оборудование, способное справиться с такой задачей.

Сферы применения

Кроме универсальности центробежное насосное оборудование отличается целым рядом других достоинств, таких как:

1. отсутствие при подаче воды в трубопровод пульсаций, которые характерны, например, для поршневого насосного оборудования;
2. доступная стоимость;
3. высокая надежность;
4. простота использования и технического обслуживания, которое может быть выполнено своими руками, без привлечения сторонних специалистов.

Центробежный поверхностный насос в системе летнего полива

Если говорить о применении водяных центробежных насосов в бытовой сфере, то она достаточно широка. Чаще всего бытовые центробежные насосы используют для решения следующих задач.

• С помощью таких гидромашин подают воду в автономную систему водоснабжения частного дома или дачи из колодца или скважины. Насосы, используемые для таких целей, могут работать с жидкостями, в составе которых содержится очень незначительное количество нерастворимых твердых включений.
• Посредством центробежных насосов откачивают воду из колодца, скважины, наземного резервуара, естественного или искусственного водоема и подают ее под определенным напором в систему орошения приусадебного участка.
• Используют такое оборудование и для обеспечения постоянной циркуляции теплоносителя в автономных системах отопления загородных домов и дач. Применение специальных моделей центробежных насосов в качестве элемента системы отопления позволяет значительно повысить эффективность ее работы, а также снизить затраты на энергоносители (газ, электричество и топливо для котла). Бытовые центробежные насосы, используемые в системах отопления, могут быть оснащены одним или двумя роторами со специальными лопастями.
• Для откачивания воды из подвальных помещений и погребов, удаления скопившейся жидкости с территории приусадебного участка, очистки колодцев от иловых отложений, осушения септиков и сточных ям также нужны специальные центробежные насосы. Относятся они к определенному виду – дренажным гидромашинам. Фекальные насосы центробежного типа используют для оснащения канализационных систем, где с их помощью осуществляется откачивание сильно загрязненных жидких сред.

Погружной центробежный насос в системе подачи воды из скважины

Эффективность и удобство применения центробежного насоса можно повысить, если оснастить его дополнительными техническими устройствами, к которым, в частности, относятся:

• фильтры грубой очистки, не дающие попасть твердым включениям, содержащимся в жидкой среде, во внутреннюю часть устройства;
• обратный клапан, который не даст перекачиваемой жидкости уйти обратно в источник откачивания;
• поплавковый выключатель, при помощи которого работу центробежного насоса можно перевести в автоматический режим;
• сенсорные датчики уровня жидкости;
• устройства сигнализации и защиты приводного электродвигателя от перегрева.

Как правильно выбрать центробежный насос

На то, насколько эффективным бытовой центробежный насос будет в эксплуатации, большое влияние оказывает правильность его выбора. При покупке следует учитывать целый ряд факторов.

1. Важно знать качество жидкой среды, для перекачивания которой планируется использовать центробежный насос. Оценивать в данном случае следует не только количество нерастворимых включений в перекачиваемой жидкой среде, но также размеры их частиц и тип. Если пренебречь этим требованием и выбрать насос, который не предназначен для работы с жидкой средой с определенной степенью загрязнения, то можно не рассчитывать на то, что выбранное устройство прослужит долго.
2. Высота или расстояние, на которые необходимо транспортировать перекачиваемую насосом воду, тоже имеет большое значение. В зависимости от данного параметра центробежный насос подбирают по такой характеристике, как напор, который он способен создавать.
3. Следует также определить норму расхода воды, требуемую для нормального функционирования обслуживаемой насосом трубопроводной системы. Ориентируясь на данный параметр, бытовой или промышленный центробежный насос подбирают по такой характеристике, как производительность, которая показывает, какое количество жидкости насосное оборудование способно перекачать в единицу времени.

Выбор центробежных насосов по конструкции и характеристикам

Кроме того, на выбор центробежного насосного оборудования оказывают влияние и такие факторы, как глубина скважины, колодца или резервуара, из которого будет откачиваться вода, периодичность эксплуатации, а также характеристики места, где планируется установить гидромашину.

Ориентироваться при выборе насоса центробежного типа следует не только на маркировку, но и на специальные таблицы, по которым можно подобрать устройство, оптимально соответствующее предъявляемым к нему требованиям.

Подготовка к работе

Прежде чем выполнить запуск центробежного насосного оборудования, следует наполнить его внутреннюю рабочую камеру водой. Это необходимо для того, чтобы избежать такого негативного явления, как работа на холостом ходу.

Устанавливая горизонтальные центробежные насосы, помните, что ось вращения их вала и крыльчатки не должна быть наклонена. Кроме того, при установке центробежных насосов для воды следует учитывать и то, что дебет забора жидкости таким устройством должен как минимум на 25 % превышать номинальное значение подачи самой гидромашины. При этом напор жидкости, который способен создавать насос определенной модели, должен на 5–6 % превышать расстояние от динамического уровня (уровень зеркала жидкости в источнике водоснабжения) до уровня, на который перекачиваемую жидкость необходимо поднять.

Схема запуска центробежного насоса

Естественно, ориентироваться при монтаже центробежных насосных гидромашин следует на инструкции производителей или на рекомендации консультантов торговых компаний, в которых такое оборудование приобретается, а не на свою интуицию.

И в заключение небольшое видео с рекомендациями о том, как правильно производить запуск насоса.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

принцип работы и типы устройств

Содержание

Герметичные насосы применяются в тех случаях, когда недопустимо, чтобы перекачиваемые ими субстанции даже в мизерных количествах просачивались в окружающую атмосферу. Поэтому нельзя допускать ни малейших утечек, а значит, не должно присутствовать никаких щелей и даже уплотнений.

О специфике устройства и эксплуатации такого оборудования расскажем на страницах данной статьи.

Устройство и принцип работы

Герметичные насосы отличаются от обычных тем, что не содержат в своих корпусах какие-либо уплотнения(сальниковые, торцовые и т.д.), щели и отверстия. Поэтому перекачивающейся среде просто некуда просачиваться, поэтому они широко применяются в химических областях промышленности и там где недостима даже малешая утечка из насоса. Но как это достигается?

Вопрос лучше сформулировать по-иному. У любого насоса присутствует роторная часть, которая и нагнетает перекачиваемую жидкость. Так вот как же этому ротору сообщается необходимая для его работы кинетическая энергия вращения, если в корпусе насоса элементарно отсутствуют отверстия для этого?

Центробежные насосы соединяются с электродвигателем с помощью муфты, закрепленной на валу ротора и расположенной за корпусом насоса. Посмотрите на картинку — герметичные центробежные насосы уже имеют электродвигатель, расположенный в корпусе агрегата

Электродвигатель состоит из ротора и статора. Ротор — это закрепленный на валу электромагнит, который вращается вместе с валом насоса. Статор — неподвижная электрокатушка, закрепленная в корпусе насоса. Ротор вращается в специальных подшипниках качения, изготовленных из графита и его сплавов. Статор отделен от ротора специальным металлическим стаканом — который называется рубашка статора. На картинке обозначена как первая защитная оболочка.

Вращательное движение от статора к ротору передается посредством магнитной индукции.

Принцип работы

Герметичные центробежные насосы работают по следующему принципу: вращаясь в потоке жидкости рабочее колесо создает разность давлений по обоим сторонам каждой из лопастей крыльчатки. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, заставляя её перемещаться из области всасывания в область нагнетания — красные стрелки на картинке.

Подробнее этот процесс описан в статье про центробежный насос

Подшипники и электродвигатель(ротор + статор) охлаждаются перекачиваемой жидкостью, которая собирается под крышкой насоса и через сквозное отверстие в роторе возвращается на всас.

Герметичные насосы с магнитной муфтой

Изначально под магнитной муфтой понималось кольцо из постоянного магнита (редкоземельного ферромагнетика), внутренний диаметр которого был на пару миллиметров больше, чем диаметр вала, который вращался внутри. Пространство (эти пара миллиметров зазора) заполнялось специально разработанным коллоидным раствором: как правило, это было масло, в которое примешивалась железная пыль в такой концентрации, что этот раствор начинал реагировать на электро-магнитное взаимодействие.

Зазор между муфтой и валом заполнялся раствором, который удерживался на месте, благодаря притяжению, создаваемому кольцевым магнитом. В итоге становилось возможным и сохранить герметичность внутри, и вывести вращательное движение вала извне герметичного корпуса. Магнит с герметизирующим раствором обрел название магнитной муфты.

Однако после того, как эффективно зарекомендовал себя принцип действия, основанный на передаче вращательного момента через герметичную стенку посредством магнитной индукции, именно такие конструкции и перехватили название герметичные насосы с магнитной муфтой.

Конструкция магнитной муфты предусматривает наличие двух раздельных полуосей, первая жёстко соединена с валом привода, а вторая – с рабочим колесом. Прямой контакт между полуосями отсутствует, взаимодействие осуществляется через внешнюю и внутреннюю части специальной муфты, в каждой из которых установлены множественные сверхмощные постоянные магниты из сплава редкоземельных металлов. Внешняя и внутренняя части муфты отделены друг от друга немагнитным полимерным стаканом, который является составным элементом герметичного корпуса насоса.

Вращение вала электродвигателя через первую полуось передаётся внешней части муфты; магнитное поле заставляет синхронно вращаться внутреннюю часть вместе со второй полуосью и импеллером на ней.

В настоящее время они получили широкое распространение по следующим причинам:
  Высокая надежность и отсутствие дополнительного износа механизма передачи вращательного импульса от вала электродвигателя.
  Долговечность современных ферро-магнетических сплавов, которые по длительности своего полезного применения превышают срок службы самого насосного агрегата.
  Совершенствование технологии производства ферро-магнитов, а также общая конструкционная оптимизация приводит к тому, что герметичные насосы с магнитной муфтой становится все дешевле.
  Определенно, магнитная муфта на сегодняшний день — это самый совершенный способ передачи вращательного момента внутри герметичного корпуса.

Типы герметичных насосов

Выделяют следующие типы герметичных насосов:

Дозировочные насосы.

Дозировочные аппараты рассчитаны на работу в магистралях со сверхвысоким давлением. В основу их работы заложен мембранный принцип действия. Небольшие порции вещества продвигаются внутри рабочей камеры за счет всасывания стальной мембраны в гидравлическую камеру. Следующий шаг — выдавливание пластины, которая в свою очередь толкает жидкость дальше в трубопровод. Мембрана также предотвращает попадание химических веществ в гидравлическую камеру.

Герметичные центробежные насосы.

Именно в данном типе насосов крайне важно сохранить герметичность внутреннего пространства, где происходит нагнетание жидкости, именно с помощью магнитной муфты, основанной на передаче вращательного момента извне через индукцию. Это связано с созданием внутри герметичного пространства высокого давления и стремлением нагнетаемой жидкости покинуть внутреннее пространство насоса через любое доступное отверстие.

Жидкость поступает из входного клапана на ротор насоса, который представляет собой быстро вращающуюся крыльчатку. В результате центробежного ускорения жидкость под давлением «группируется» по внешнему ободу нагнетательной камеры насоса, откуда через исходящий клапан поступает уже в систему.

Герметичные центробежные насосы, как правило, способны создавать экстремально высокие показатели давления на выходе, но для этого требуется придать им как можно большую частоту вращения. Самый лучший способ, как обеспечить это – применение магнитных муфт.

Химические герметичные насосы.

Их особенность заложена в их названии. Герметичность таких насосов – это вопрос безопасности – ни в коем случае нельзя допустить утечек химически активных и даже ядовитых веществ. Такой вид насосов может и не создавать избыточного давления, но герметичность здесь – залог того, что опасные вещества не покинут пределов замкнутого контура.

Химические герметичные насосы могут быть как центробежными, так и шнековыми, и компрессорного типа. Однако во всех случаях проявляются лучшие свойства магнитных муфт – обеспечение герметичности при максимальной эффективности конструкции.

Достоинства и недостатки

Различные типы герметичных насосов имеют при этом схожие преимущества и недостатки. Разберем их последовательно:

Насосы с магнитной муфтой (особенно, химические) способны работать с жидкостями, которые имеют температуру до 200 градусов Цельсия.

В случае, если колесо импеллера будет дополнительно изолировано, то температура перекачиваемой жидкости может достигать 400 градусов Цельсия.

Современные постоянные магниты отличаются высоким качеством исполнения: во-первых, они очень сильные по своему взаимодействию, а во-вторых, не теряют своих свойств в течении всего срока эксплуатации. Зачастую этот срок по длительности превышает период безотказной службы других структурных частей насоса.

Что касается недостатков, то их крайне сложно определить. Конструкция герметичных насосов с магнитным муфтами настолько проста и логична, а используемые материалы со временем становятся настолько качественны, что такие агрегаты крайне неприхотливы в обслуживании и стоят дешевле своих технологических альтернатив. А главное, срок службы таких герметичных насосов больше, чем у всех сопутствующих их агрегатов (например, чем у обеспечивающего такой насос вращательным моментом электродвигателя).

Видео: герметичные насосы с магнитной муфтой

Герметичные насосы применяются при работе с дорогими, токсичными, стерильными веществами. В случае, когда основным требованием к насосному оборудованию выступает отсутствие утечек при работе. Это требование является первостепенным в таких областях промышленности как химическая, фармакологическая, нефтеперерабатывающая и пищевая.

Консольный насос: характеристики и конструкция.

Содержание

Когда дело касается монтажа различных систем, включающих в состав прокачку воды или других жидкостей, вопрос о хорошем и качественном насосе как никогда актуален. В зависимости от масштаба предполагаемых работ по перекачке жидкости, кубатуры, длинны магистралей необходимо произвести точный расчет мощности и производительности. Но самое главное – это выбрать насос.

Консольные насосы уже давно себя зарекомендовали только с положительной стороны. Их внешняя простота подкупает будущего владельца. Но за этой простотой кроется универсальное устройство, готовое выполнять любые задачи. Консольный насос предназначен для перекачки жидкости как в холодном, так и в горячем состоянии. Важной и отличительной особенностью является то, что в состав перекачиваемой жидкости могут входить примеси. Концентрация их не должна превышать 0,1%. Учитывая относительно высокую продуктивность, эта цифра на самом деле очень велика. Размер же некоторых твердых частиц ограничен в 0,2 мм.

Устройство и принцип работы

Устройство консольного насоса характеризуется массивностью. Консольно моноблочный насос состоит из таких деталей как:
1 — крышка корпуса
2 — шпонка
3 — рабочее колесо
4, 6, 10 – болты
5 – корпус насоса
7 — корпус подшипника
8,9 – гайка и шпилька
11 – подшипник
12 – крышка подшипника
13, 15 – прокладки
14 – масленка
16, 17 – гайка и шайба рабочего колеса
18 – сливная пробка
19 – сальниковая набивка (уплотнение)
20 – защитная втулка
21 – прокладка
22 – крышка сальника
23 – отбойник
24 – вал
25 – шпонка для крепления муфты

Вся эта конструкция на шпильках крепиться к электрическому двигателю, вал которого вставляется в шпоночный паз. Двигатель чаще всего используется трехфазный.

Рабочее колесо консольного насоса выполняется чугунным или изготавливается из стали.

Корпус такого центробежного агрегата выполняют из чугуна, нержавеющей стали или алюминия. Сальниковые уплотнения и манжеты изготавливаются из материалов, рассчитанных на температуру перекачиваемой среды.

Кроме того насосы центробежные консольные делятся по типу уплотнения.

Их всего два: сальниковое и торцевое. Каждое из них заточено под свой определенный круг задач. В первом случае предусматривается наличие сальника. Поскольку выполнен он из резины, то появляется ограничение по значению температуры воды. Максимальный ее порог составляет 85 градусов Цельсия. Дальше могут появиться неизбежные протечки и последующий ремонт насоса. Торцевой стык является более надежным в этом плане и благодаря этому температура возрастает до 105 градусов Цельсия.

Принцип работы

Принцип работы консольного насоса напоминает работу центробежного агрегата.

Подав питание на электродвигатель, оператор запускает насос. Начинает вращаться рабочее колесо, которое имеет лопасти (крыльчатки).

Создаваемый разреженный воздух провоцирует всасывание жидкости через входной патрубок, что и происходит. Жидкость, накапливаемая в камере, начинает создавать давление, и лопасти колеса выталкивают ее через выходное отверстие. Центробежная сила при больших оборотах только усиливает давление и способствует увеличению скорости протекания всего процесса.

Как отмечается, во всем этом деле присутствуют большие силы и нагрузки. Поэтому правильный и грамотный подбор насоса – еще одна немаловажная тема. Ведь когда насос превосходит по мощности всю систему, резко снижается эффективность его работы. А связано это в первую очередь из-за слабого разрежения воздуха. Оно может спокойно превратить обычную воду в пар с последующим образованием конденсата.

Насос К и КМ. Популярные модели

Насос К или консольный насос типа К

Существует две основные маркировки консольных насосов. Первая – К. Эта буква обозначает, что это насос консольный центробежный. В этом названии присутствует слово консоль. Это специальное устройство, которое позволяет избежать течи жидкости, когда насос выдает давление на выходе гораздо больше, чем заявлено производителем. Для подстраховки в К-насосах используются спереди и сзади два уплотнительных элемента, а также сменная втулка, что в разы снижает износ всей конструкции.

Консольный насос КМ

Вторая маркировка – КМ. Это говорит о том, что перед вами консольно моноблочные насосы. Они отличаются огромной мощностью. Использование их эффективно на различных заводах, предприятиях, электростанциях. На ряду силовым преимуществом эти насосы имеют ряд таких недостатков, как:
  огромный вес и габариты
  уязвимость уплотнительных мест, что заставляет часто делать технический осмотр и ремонт
  высокая стоимость и сложность разборки, ремонта

В связи с этими неоспоримыми факторами многие отдают предпочтение первой категории в силу дешевизны и простоты.

Популярные модели

Консольный насос К 20 30 и К 30 30

Такой консольный горизонтальный насос комплектуется осевым подводом и используется для перекачивания различных неагрессивных жидкостей.

Насос К 30 30 используется в большем количестве областей. Он успешно применяется в промышленных насосных станциях, теплопроводах, городском и сельском водоснабжении. При этом данное оборудование нельзя эксплуатировать во взрывоопасной среде.

Агрегат обладает высоким качеством сборки, надежностью и не требует постоянного ухода.

ехнические характеристики:
Напор — до 30 м.;
Производительность – до 20 м³/ч.;
Мощность – 4000 Ватт.

Консольный насос К65 50 160, К 80 50 200 и К80 65 160

Центробежный агрегат К 65 применяется для перекачивания чистой воды. Большая часть конструкционных элементов изготовлено из чугуна марки, вал – изготавливается из стали. Насосы серии К 80 — это одноступенчатые консольные агрегаты с горизонтального исполнения. Они используется для перекачивания воды с температурой более 80 °C.

Технические характеристики модели К 80:
Напор – до 32 м;
Расход – до 25 м³/ч;
Мощность до 5,5 кВт.

Технические характеристики модели К 80:
Напор – до 50 м;
Расход – до 50 м³/ч;
Мощность до 15 кВт

Правильный подбор насоса

Точный расчет, вот что требуют консольные насосы для воды, чтобы все работало качественно и безотказно. Для этого в первую очередь нужно учитывать диаметр и общую длину труб всей системы. С помощью этих данных рассчитывается общий объем воды и пропускная способность. Зачастую заказчик не владеет такими данными. Поэтому лучше всего обратиться к специалистам или производителю насоса. Квалифицированные люди подберут оптимальные характеристики консольных насосов, что предотвратит какие-либо переплаты. Так же нужно помнить, что электродвигатель (его мощность ) имеет огромное влияние на конечную производительность.

Еще один неоспоримый момент – установка. Она также требует детального подхода. Первым делом нужно хорошо подготовить место установки. Это должно быть твердое, желательно бетонное основание, имеющее специальный крепеж. Поскольку ранее речь шла о высоких нагрузках и центробежных силах, то установочная площадка с легкостью должна выдерживать массу двух таких насосов. Ее размеры должны выступать за габариты насоса. Только после этого насос устанавливается на ее центр и основательно крепится к ней.

Входное и выходное отверстия выполнены в виде фланцев. Трубы к ним присоединяются с помощью болтов и использованием уплотнительной прокладки. Необходимо следить, чтобы не произошло пережатия уплотнения. Подключаемая система труб также имеет вес и может определенно создавать нагрузку на сам насос. Этого явления крайне необходимо избегать.

Установка перекрывающих кранов с обеих сторон — еще одно важное требование. В случае ремонта или технического обслуживания их перекрытие позволяет не вытекать жидкости из насоса, следовательно, в рабочей области не будет скапливаться воздух.

Вибрация при работе – злейший враг консольного насоса. Из-за нее впоследствии могут возникать различные протечки, трещины на стыках сварочных швов. Ее появление зависит от множества факторов. Все начинается с момента установки и проверки уровня над землей. Недавно речь шла про центробежные силы. Их действие также вызывает посторонние толчки. При определенной скорости вращения двигателя может появиться резонанс колебаний. В этот момент насос может чуть ли не подпрыгивать над землей.

Для борьбы с данным явлением используются специальные вибровставки или виброопоры. Суть их заключается в гашении вибрации, возникающей в насосе и предающейся по трубам. Их выбор связан с расчетом, который зависит от мощности самого двигателя и скорости вращения вала. Данный момент нельзя упускать из виду, так как вибрации также отрицательно влияют на подшипники.

Видео: ремонт консольного насоса

Ремонт консольного насоса в большинстве случаев заключается к замене подшипников и уплотнений. Конструктивные особенности агрегата и в целом несложная конструкция позволяют этому насосу работать продолжительное время без поломок и обеспечивают высокую ремонтопригодность.

Эксплуатация данного насоса требует особой осторожности и внимательности. Необходимо постоянно следить, чтобы площадка с насосом всегда была сухой. При появлении каких-либо утечек нужно экстренно прекратить работу и отключить питание. Далее тщательно проверить все соединения и уплотнения, осуществить текущий ремонт.