погружной, вакуумный, центробежный, вихревой насос

Содержание

Насосы, как оборудование для транспортировки различных типов жидкостей, в зависимости от принципа работы активно используются в промышленности и в других сферах экономики уже более двух столетий. Изначально это были насосы поршневого типа, как более простые по конструкции. Однако, в течение последующих десятилетий были разработаны и запущены в массовое производство насосы других разновидностей.

В этой статье мы расскажем Вам как работает оборудование каждого типа и подробно опишем насосы и принцип их работы.

Принцип работы насосов основных типов

Принцип насоса при этом может серьезно различаться один от другого, но в любом случае, насосное оборудование проектируется таким образом, чтобы наиболее оптимально решать поставленные перед ним задачи, будь это подъем воды из глубины скважины, перекачка легко воспламеняемых жидкостей на лакокрасочном производстве или дозирование вязких веществ при изготовлении лекарственных препаратов.

Принцип работы насосов основных типов

Сегодня существует огромное количество типов насосов, которые значительно различаются друг от друга не только размерами, мощностью и производительностью, но и принципом работы насоса, назначением и видом перекачиваемой жидкости.

Из всего многообразия насосов можно выделить три основные группы, различающиеся принципом действия:
     насосы возвратно-поступательного действия;
     динамические;

     роторные.

Принцип работы насоса непосредственно сказывается на выдаваемых им расходе, напоре и мощности. Подробнее об этом описано в статье про характеристики насоса.

Принцип работы центробежного и теплового насосов

Принцип центробежного насоса

Принцип насоса динамического действия основан на передаче кинетической энергии вращения рабочего колеса перекачиваемой жидкости. Это, прежде всего, центробежные насосы и вихревые насосы.

Принцип центробежного насоса заключается в том, что при вращении колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти и, следовательно, силовое взаимодействие потока с лопастным колесом.

Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, т.е. механическую энергию. Приращение энергии в лопастном колесе зависит от сочетания скоростей протекания потока, скорости вращения колеса, его размеров и формы, т.е. от сочетания конструкции, размеров, числа оборотов и подачи насоса. При постоянном числе оборотов каждому значению подачи лопастного насоса соответствует определенный напор. Зависимость напора от подачи графически выражается плавной кривой.

Подробнее о принципе работы центробежного насоса с видео в этой статье

Центробежный насос может использоваться в составе оборудования станции. Отличие насоса от насосной станции состоит в том, что последняя представляет собой небольшую систему, состоящую из нескольких элементов, таких как гидробак и реле давления, среди которых главное место занимает насос. А предназначено такое оборудование для обеспечения автоматической подачи воды с постоянным давлением.

Принцип действия теплового насоса

Принцип теплового насоса основан на работе в замкнутой системе отопления. Работа теплового насоса опирается на эксплуатацию естественных источников тепла из окружающей среды.

Такими источниками тепла могут быть:
     наружный воздух
     тепло водоема (например, озера)
     тепло грунта или грунтовых вод.

Принцип теплового насоса заключен в следующем. Тепловой насос монтируется в систему отопления, которая состоит из нескольких контуров.

1 внешний контур – по этому контуру циркулирует незамерзающий теплоноситель, который берет тепло из окружающего пространства

2 контур с тепловым насосом – теплоноситель отдает свое тепло, а это примерно 4 -7 градусов хладагенту теплового насоса. Температура кипения хладагента составляет минус 10 градусов. Получая тепло хладагент закипает и переходит в газообразное состояние. Закипевший газообразный хладагент поступает в компрессов. Компрессор сжимает хладагент до высокого давления, тем самым повышается его температура. Горячий газ попадает в конденсатор, где отдает свое тепло внутреннему контуру отопления. Отдав тепло сконденсировавшийся хладагент идет дальше по контуру повторяя цикл.

3 контур – внутренний контур отопления получает тепло от горячего хладагента в конденсаторе и использует его для обогрева помещения. Обогрев помещения в этом случае может осуществляться как естественной циркуляцией, т.е. движение жидкости за счет разности давления горячей и холодной воды. Так и принудительно – за счет установки насоса для отопления.

Подробнее о принципе работы теплового насоса с видео в этой статье.

Принцип работы вакуумного и водокольцевого насоса

Принцип вакуумного насоса

Вакуумные насосы забирают газы, пары и воздух из объема рабочей камеры, которая обладает таким свойствами как замкнутость и герметичность. По мере того, как газы, пары и воздух постепенно удаляются, объем полостей изменяется в следствии чего, молекулы откачиваемого вещества перераспределяются в нужном направлении.

Вакуумные насосы для воды очень прочные и могут применяться в области максимально высоких температурах. В основном такие насосы используются для откачки пара, газа и воздуха.

Принцип насоса вакуумного типа зависят от типа конкретного агрегата.

Основной принцип работы вакуумного насоса — это работа по вытеснению среды. Величина полученного вакуума напрямую зависит от качества герметичности рабочего пространства, которое создается рабочими органами насоса: пластинами, золотниками и колесами совместно с жидкостью.

Для предотвращения утечек через зазоры деталей при эксплуатации, используют масло для вакуумных насосов. С помощью масла уплотняются зазоры, что позволяет полностью их перекрыть утечки. Исходя из этого следует, что насосные агрегаты, в которых используют вакуумное масло, называются масляными. А насосы, в которых такое масло не применяют, называют сухими.

Принцип вакуумного насоса должен обеспечить два основных условия:
     Снизить давление в замкнутом пространстве до минимального требуемого значения
     Осуществить данную операцию за определенный промежуток времени

Принцип водокольцевого насоса

Принцип работы водокольцевого насоса состоит в следующем. Ротор с закрепленными на нем лопастями вращается в корпусе, в котором находится жидкость.

Если вращать ротор с большой угловой скоростью, то в результате действия центробежной силы вокруг ротора у стенок корпуса образуется водяное кольцо.

Если в крышке насоса сделать два отверстия, то через первое отверстие будет осуществляться всас воздуха, а через второе нагнетание.

Посмотрите целую статью про вакуумные водокольцевые насосы с интересными материалами и видео

Принцип работы мембранного, поршневого и плунжерного насоса

Поршневой насос — принцип работы

К первой группе относятся поршневые и мембранные насосы. Принцип насоса поршневого типа связан с движением жидкости вследствие перемещения поршня или мембраны вдоль оси насоса, причем работа таких насосов требует наличия всасывающего и нагнетательного клапанов, которые попеременно открывают то подводящий то, напорный трубопровод.

Поршневой насос по принципу работы представляет собой цилиндр с перемещающимся в нем поршнем. При перемещении поршня из правого крайнего положения в левое жидкость, занимавшая внутреннее пространство цилиндра, вытесняется в сторону нагнетания. При обратном движении поршня это пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей со стороны всасывания. Направление движения жидкости при всасывании и нагнетании определяется клапанами.

Принцип работы насоса плунжерного типа основан на таких же закономерностях.

Подробнее о принципе работы поршневого и плунжерного насоса с видео в этой статье

Подробнее о принципе работы мембранного насоса с видео в этой статье

Принцип действия вихревого, винтового, шестеренчатого и роторного насосов

Принцип работы вихревого насоса

Вихревые насосы обладают значительным преимуществом перед остальными насосами центробежного типа – это принцип самовсасывания жидкости. Для работы насоса в момент пуска он не обязательно должен быть заполнен жидкостью.

Принцип вихревого насоса основан на передаче энергии от лопасти к потоку жидкости. Жидкость подается с боков корпуса к основаниям радиальных лопастей колеса. Вокруг периферии колеса в корпусе выполнен кольцевой канал, заканчивающийся напорным патрубком, по которому жидкость отводится из насоса. Область входных каналов отделяется от напорного патрубка участком, плотно прилегающим к колесу и служащим уплотнением. Жидкость, вошедшая через входное отверстие в насос, попадает в межлопастные пространства, в которых ей сообщается механическая энергия. Центробежные силы выбрасывают её из колеса.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние вновь попадает в межлопастное пространство, где снова получает приращение механической энергии.

Таким образом в корпуса работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого насос и получил название вихревого.

Мы подготовили целую статью про вихревой насос с интересным материалом и видео.

Принцип винтового насоса

Принцип работы винтового насоса основан на создании определенного профиля винтов, линия зацепления между которыми обеспечивает герметизацию области нагнетания от области всасывания.

Когда насос включается в работу эта линия передвигается вдоль оси вместе с жидкостью. Жидкость, расположенная во впадинах винтов и ограниченная корпусом и линией зацепления винтов при вращении перемещается в область нагнетания

Винтовые насосы принято относить к объемному типу. Они перекачивают вязкие жидкости и жидкости с большим содержанием абразивных частиц.

Среди преимуществ выделяют:
  плавное перекачивание среды без резких скачков.
  возможность самовсасывания с глубины до 10 метров
  возможность перекачивать очень вязкие и агрессивные среды

Подробнее о принципе работы винтового насоса с видео в этой статье

Принцип шестеренчатого насоса

Шестеренчатые насосы конструктивно изготавливают с шестернями внутреннего зацепления и шестернями наружного зацепления.

Принцип шестеренчатого насоса состоит в следующем: шестерни постоянно находятся в зацеплении, при этом ведущая шестерня приводит в движение ведомую.

При вращении шестерен в полости всасывания насоса зубья выходят из зацепления и образуется область разрежение (область вакуума). За счет этого в полость устремляется жидкость, которая занимает все пространство между зубьями. Дальше за счет вращения шестерен с помощью зубьев жидкость перемещается вдоль корпуса насоса из области всасывания в область нагнетания. В области нагнетания зубья шестерен выходят из зацепления и выталкивают жидкость в трубопровод.

Подробнее о принципе работы каждого типа шестеренчатого насоса с видео в этой статье

Принцип роторного насоса

Роторные насосы включают в себя большое количество разновидностей насосов: шестеренные, винтовые, роликовые, пластинчатые, коловратные. Их преимуществом являются компактные размеры, возможность обеспечивать высокий напор и без труда перекачивать вязкие и густые жидкости. Принцип насосов роторного типа – попеременное изменение объемов жидкости то со стороны подводящего, то со стороны напорного трубопровода.

Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины, прижимаемые к статору центробежной силой.

Поскольку ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.

Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Современные производители предлагают практически любые типы насосов способные удовлетворить ваши самые обширные потребности. Насосы различаются как конструкционным исполнением, так и техническими характеристиками, они классифицируются по целому ряду параметров, которые следует учитывать выбирая себе оборудования под определенные цели.

Вихревые насосы. Принцип работы вихревых насосов. Достоинства и недостатки. —

Вихревые насосы являются разновидностью лопастных насосов. Рабочее колесо вихревых насосов представляет собой массивный стальной диск с фрезерованными по окружности пазами, образующими прямолинейные короткие лопатки. Всасывающий и напорные патрубки насоса обычно расположены в верхней части корпуса, что обеспечивает последующее самовсасывание насоса после одноразового залива при первоначальном пуске насоса. Внутри корпуса концентрично к оси вала насоса расположен отливной канал, идущий по направлению вращения от входного до напорного патрубка. Между всасывающим и напорным патрубками расположена перемычка, подходящая к рабочему колесу с минимальным зазором (0,15-0,2 мм) и перекрывающая не менее 2-х лопаток рабочего колеса. Перемычка отделяет всасывающую полость от напорной.

Рис.4. Схема устройства и работы вихревого насоса: 1-рабочее колесо; 2-лопатка; 3-корпус; 4-всасывающий патрубок; 5-напорный патрубок

Принцип действия вихревых насосов подобно центробежным основан на использовании центробежной силы, возникающей при вращении рабочего колеса. Однако в их работе имеются и некоторые особенности. При вращении рабочего колеса насоса некоторый объем жидкости из всасывающего трубопровода поступает в пазы рабочего колеса и движется от периферии к центру, то есть иначе, чем в центробежных насосах. Затем этот объем жидкости под воздействием центробежной силы начинает двигаться вдоль лопатки, от центра к периферии насоса, и, получив скоростную энергию, отбрасывается в отливной канал. В канале скоростная энергия объема жидкости переходит в энергию давления. Под действием давления и подсасывающего действия лопаток колеса этот объем жидкости снова попадает на лопатки, и цикл повторяется. Таким образом, за полный оборот рабочего колеса указанный цикл повторяется многократно, причем каждый раз происходит приращение энергии и, следовательно, напора. Благодаря этому вихревой насос развивает напор, в 2-4 раза больший, чем центробежный насос с таким же диаметром рабочего колеса.

Недостатки этих насосов: сравнительно невысокий кпд (20-50 %) и быстрый износ зазора при подъеме воды, содержащей песок. Поскольку минимальный зазор между рабочим колесом и корпусом, как уже говорилось, не должен превышать 0,15-0,2 мм, вихревые насосы предназначены для перекачки жидкостей, не содержащих абразивных примесей.

Вихревые насосы выпускаются производительностью от 8 до 60 м³/ч с напором от 25 до 250 метров. Выпускаются также комбинированные насосы, в которых в одном корпусе размещаются колеса центробежного и вихревого типов. Эти насосы отличаются лучшим кпд.

устройство, характеристика, принцип действия, отзывы

Насосное оборудование широко применяется для перекачивания воды из рек, водоемов, озер и стационарных искусственных емкостей. Выполнять подобные задачи могут и погружные, и поверхностные модели в разных вариациях. Отдельную и популярную группу представляют вихревые насосы, особенностью которых является способность перекачивать небольшие объемы воды с поддержкой высокого напора.

Конструкция агрегата

В широком смысле вихревые модели насосов представляют собой гидравлическое оборудование, преобразовывающее механическую приводную энергию в силу. Генерируемое усилие обеспечивает движение жидкостных потоков. Типовой состав конструкции таких агрегатов формируется насосной частью, электродвигателем (как правило, асинхронным), блоком запуска, группой заливных и выпускных отверстий, крепежной инфраструктурой и т. д.

Ключевым элементом в устройстве вихревых насосов является рабочее колесо, обеспеченное лопастями и размещенное на валу. За счет его движения и выполняется основное усилие, требуемое для циркуляции воды. К слову, для определения направления вращения колеса следует обратить внимание на маркировку. Обычно прямо на корпусе стрелкой указывается, в какую сторону производится вращение.

Сам же корпус выполняется из высокопрочной нержавеющей стали. В отличие от многих других видов насосов, пластик в данном случае практически не используется. Минимальный класс изоляционной защиты вихревых моделей редко соответствует уровню менее IP44.

Принцип работы

По характеру рабочего действия такое оборудование часто сравнивают с центробежными или осевыми насосами. Отчасти это сравнение оправдано, но есть и существенная разница, выражаемая в способе перекачивания жидкости. В вихревой конструкции происходит вращение колеса вместе с водой. Потоки направляются и выпускаются из кожуха к рабочему колесу по касательной. Само по себе усилие действительно является центробежным, но не только. Имеет свои особенности принцип действия вихревых насосов на всасывающем моменте, когда включается сила пазов, размещенных между лопастными элементами рабочего колеса.

Сначала под действием центробежной силы жидкость направляется к лопастям, а затем возникает разряжение в пазах, что способствует образованию всасывающего давления. Когда баланс сил восстановится, начинается новый цикл вращения. То есть каждая лопасть в свой момент активности формирует вихрь, который в свою очередь оказывает давление на контур перемещения воды.

Характеристики вихревых насосов

На фоне параметров других насосов технико-эксплуатационные показатели вихревого агрегата малопривлекательны, что объясняется низким КПД, который составляет не более 45 %. Но этот изъян компенсируется простой конструкцией и универсальностью ее применения. Средние же характеристики вихревых моделей выглядят так:

• Мощность – от 300 до 650 Вт.
• Производительность – от 30 до 50 л/мин.
• Высота подъема воды – до 10 м у обычных агрегатов для домашнего хозяйства.
• Глубина всасывания – в среднем 7-9 м.
• Напор – 25-250 м.
• Напряжение электродвигателя – используется однофазная сеть на 220 В.
• Температурный режим рабочей жидкости – до 40-50 °С.
• Материал корпуса – чугун или нержавеющая сталь.
• Давление – 5 Атм.
• Масса – до 10 кг.

Технико-функциональные особенности

Современным функционалом устройство вихревых моделей насосного оборудования тоже особенно не балует. Технологичная автоматика управления встречается редко и только в премиальных сериях производства уровня «Грундфос» и «Марина-Сперони», однако даже бюджетные производители, наподобие отечественной фирмы «Калибр», стремятся максимально расширять базовые конструкционные возможности своей продукции в этом сегменте. Например, можно отметить пользу от встроенного эжектора, который увеличивает глубину всасывания.

Появляются у вихревых насосов и регуляционные способности, благодаря которым механика находит оптимальное сочетание между показателями давления и частотой работы колеса. Из предохранительных устройств можно отметить наличие кожухов для защиты внутренних деталей, а также развитые системы наружного принудительного охлаждения. При этом существенным недостатком многих конструкций является отсутствие автоматической защиты в случае холостого хода, то есть функции отключения при вредной работе «на сухую», без воды.

Разновидности насосов

В основном различают закрыто- и открыто-вихревые модели, имеющие по большей части конструкционные противоречия. В закрытых системах присутствуют более короткие лопасти, причем установленные под небольшим углом, что увеличивает частоту хода. Толщина колеса при этом соответствует просвету рабочего канала, у которого предусматривается прямое соединение с выходными и входными патрубками. Что касается открыто-вихревого насоса для воды, то его конструкция имеет следующие принципиальные отличия:

• Удлиненные лопасти рабочего колеса, что повышает производительность с расходами энергии, а также дает более высокую нагрузку на станину.
• Кольцевой канал соединяется с напорным входом.
• Оптимизированная конструкция рабочего колеса, диаметр которого имеет меньшую величину по сравнению с просветом рабочего канала.

В целом конструкция открытой системы более износостойка и надежна, но эти преимущества достигаются во многом и за счет увеличения размеров корпуса с утолщением его стен.

Правила эксплуатации

Описываемый агрегат устанавливается на твердую поверхность строго по горизонтали и, по возможности, ближе к источнику водозабора. На случай вибраций желательно также закрепить конструкцию металлическим каркасом или рамами на болтах. К сети насос подключается через блок предохранителя УЗО. Заземление можно обеспечить стальным проводом толщиной порядка 6 мм. При этом один его конец крепится к корпусу, а другой — к заземлителю в виде металлической трубы от колодца или любого сооружения, ведущего в грунт.

Далее можно приступать к непосредственной эксплуатации вихревого насоса, проверив его герметичность и корректность произведенных подключений. Сначала жидкостью заполняется всасывающий патрубок и насосная часть. Для этого можно использовать воронку и заливной выход в конструкции. Когда будет полностью заполнена насосная часть, можно запускать оборудование в работу.

Техническое обслуживание агрегата

После первых часов функционирования необходимо провести профилактический осмотр насоса. Далее подобные ревизии необходимо выполнять через каждые 100 ч, как рекомендуют изготовители. Не эксплуатируемые агрегаты также должны подвергаться проверкам каждый квартал. Особое внимание следует уделять состоянию рабочего колеса вихревого насоса, степени износа механических деталей и качеству электротехнических соединений. Корпус должен содержаться в исправном виде, быть очищенным и правильно собранным. В процессе испытаний конструкцию нельзя подвергать наклонам, так как в этом случае производительность будет снижена на 25-30 %. Это же правило относится и к штатному эксплуатационному процессу.

Отзывы пользователей

Пользователи вихревого насосного оборудования относят к плюсам оборудования эффективное всасывание при высоком давлении. Опять же, при малых объемах перекачивания агрегат способен выдавать немалое усилие для поддержания напора, но производительность все же остается одним из главных предметов критики таких агрегатов.

Закономерно в отзывах о вихревом насосе многие указывают на достоинства простой конструкции с облегченными мероприятиями по техобслуживанию и ремонту. Это же обуславливает и допустимость перекачивания некоторых проблемных сред, в числе которых загазованная вода. Если же возвращаться к недостаткам, то еще один неприятный эксплуатационный фактор многие пользователи связывают с ограниченными возможностями управления – преимущественно используется механика с ручными органами контроля без электронной поддержки.

Заключение

С учетом всех достоинств, недостатков и в целом специфики конструкционного устройства, можно сказать, что вихревой насос себя оправдывает в составе домашней водоснабжающей инфраструктуры. Его можно использовать и для перекачивания питьевой воды, при наличии соответствующей фильтрации, и в системе дачного полива с другими хозяйственными нуждами, требующими регулярной поставки жидкости.

В каждом случае агрегат с большей вероятностью справится со своими задачами, но если речь идет о сложных многоуровневых схемах перекачивания с поддержкой автономного управления, то лучше отдать предпочтение полноценной насосной станции.

устройство и принцип работы, преимущества и недостатки использования

Важной частью подключения к водопроводу является выбор насоса

В частном доме редко есть возможность подключиться к центральному водопроводу. Поэтому очень часто людям приходится бурить свою скважину и с ее помощью осуществлять водоснабжение своего жилища. И чтобы это сделать, необходимо построить целую систему из труб и других деталей. Причем самой важной из них считается насос. Ведь именно он заставляет воду перемещаться из скважины в водопровод и распределяться по дому. Поэтому к выбору этого прибора нужно отнестись максимально тщательно. В противном случае вы будете страдать от перебоев в работе системы.

Содержание статьи

Схема устройства насоса

Вихревой насос – это устройство, которое работает за счет вращения лопаток. Такие изделия пользуются популярностью и обладают особыми техническими характеристиками. Их покупают реже, чем центробежные водооткачивающие изделия.

Ознакомиться со схемой насоса можно в интернете или в специализированной литературе

И чтобы понять, почему, необходимо ознакомиться с устройством агрегата:

1. Самым важным элементом является колесо, на котором ровно или под наклоном расположены лопатки. Именно этим элементом вихревой агрегат отличается от центробежного.
2. Колесо установлено в корпусе. Причем расстояние между ним и стенками прибора минимально. На корпусе имеется по отверстию с обеих сторон.
3. Верхнее и нижнее отверстие определяет всасывающую и выходную камеру. Они разделены специальной перемычкой, расположенной к колесу с минимальным зазором.

Устройство насосного оборудования вихревого типа невероятно просто. Поэтому принцип его работы тоже несложен. К слову, он не сильно отличается от центробежного варианта.

Принцип работы системы вихревого типа

Вихревые насосы имеют достаточно простую конструкцию. Поэтому многие умельцы умудряются их собрать своими руками. Причем буквально из подручных материалов.

Само колесо насоса представляет собой массивную круглую пластину. Лопатки являются с ним монолитной частью, так как они выпилены на нем с помощью фрезы.

На самом деле, и вихревые, и центробежные насосные системы работают, основываясь на законе центробежной силы. Поэтому их принцип действия очень похож. Однако у вихревого изделия есть одно важное отличие – оно может работать не только в водной, но и в водно-воздушной среде.

Перед тем как использовать вихревой насос, лучше сперва изучить принцип его действия

При изучении принципа действия такого насоса становится понятным, чем обусловлено его отличие от центробежного.

Принцип работы насоса для воды:

1. При вращении колеса-моторчика некоторый объем воды попадает внутрь корпуса. Жидкость поступает через всасывающий вход изделия. И проникает прямо в пазы основного колеса с лопатками.
2. Из-за такого взаимодействия жидкость начинает двигаться от периферии к центру изделия. Это, кстати, отличает вихревые приборы от центробежных.
3. Далее вода вновь начинает двигаться от центра в стороны. Это происходит под воздействием центробежной силы.
4. Благодаря такому движению поток воды ускоряется. Он вылетает через выходное отверстие в трубопровод.
5. После этого энергия скорости воды превращается в энергию давления.

Цикл повторяется снова и снова. Из-за этого насосы такого типа могут перекачивать достаточно большие объемы воды в короткие сроки.

Преимущества и недостатки использования

Вихревой насос –это отличный способ водоснабжении дома. Такое изделие позволяет постоянно и без перебоев поставлять жидкость в водопровод. И, как и у всех приборов, у него есть свои достоинства и недостатки.

При выборе очень важно произвести расчет жидкости, которую он должен перекачивать за один час. Для этого просто нужно рассчитать, какое количество воды семья потребляет за этот срок.

Достоинства вихревых насосных систем:

1. Они способны создавать очень большие напоры. При одинаковых параметрах вращения центробежных и вихревых агрегатов последние создают напор в 7 раз больше.
2. Практически все вихревые устройства относятся к самовсасывающим.
3. Центробежные устройства не могут работать с воздухом внутри. Поэтому иногда у их владельцев случаются перебои в водоснабжении из-за образования воздушных пробок. С вихревыми приборами такие проблемы на возникают. Ведь они могут работать не только с жидкими, но и с газообразными веществами.
4. Такие устройства можно использовать для глубоких скважин. Они способны поднимать воду с расстояния свыше 15 метров. Поверхностные центробежные изделия могут работать на глубине до 7 метров. Усилить этот показатель можно с помощью эжектора.
5. Среди вихревых изделий есть такие, которые могут создавать очень сильный напор жидкости. Поэтому их нередко применяют в промышленных целях.

Достоинств у таких насосов достаточно много. Благодаря им можно организовать не только беспрерывное водоснабжение дома, но и полноценный полив растений в саду. Поэтому такие изделия используются очень часто.

Главное преимущество вихревого насоса в том, что он может создавать большой напор

При внушительном списке достоинств у вихревых агрегатов есть и некоторые недостатки, поэтому перед покупкой с ними нужно ознакомиться:

1. Не очень высокий КПД. Если нужно изделие высокой мощности, то этот вариант не подойдет, так как его использование будет невыгодным.
2. Насос не может транспортировать жидкости с большой вязкостью.
3. Высокая чувствительность к загрязненной воде. Приборы быстро сломаются при перекачивании жидкости с высоким содержанием примесей, поэтому их использование возможно лишь в чистых артезианских скважинах.

Таким образом, нельзя однозначно сказать, что лучше: вихревые или центробежные насосы. Актуальность использования того или иного прибора определяется конкретным случаем.

Разновидности изделий

Существует два вида агрегатов вихревого типа:

1. Открыто-вихревые имеют длинные лопатки и уменьшенное колесо. Кольцевая часть такого изделия напрямую связана с напорным отверстием.
2. В закрыто-вихревых дело обстоит по-другому. Здесь лопатки укороченные, а колесо, напротив, удлиненное. В таком изделие кольцевая часть соединена и с входным, и с выходным отверстием.

Оба варианта одинаково хороши для бытового водоснабжения. К ним может прилагаться зарядовый агрегат.

Вихревые насосы – это приборы, которые могут использоваться для домашнего водоснабжения там, где нужен хороший насос. Однако из-за низкого КПД им часто предпочитают центробежные изделия.

устройство и принцип действия, самовсасывающий вариант, характеристика и описание работы конструкций, типы моделей для воды

Сегодня благодаря большому количеству приборов и устройств существенно облегчается выполнение разного рода задач и процессов. Такие агрегаты, как насосы, уже давно широко используются в различных сферах деятельности человека. Это касается и вихревых агрегатов.

Особенности

Подобное оборудование выступает в роли помощника в решении многих бытовых вопросов, поскольку в силу своей конфигурации ему присущи технические характеристики, выгодно отличающие аппараты этой линейки от остальных аналогов. К вихревым насосам относят динамические агрегаты, в которых благодаря специальным лопаткам, расположенным на рабочем колесе, происходит циркуляция жидкости.

За счет своей конструкции устройство эксплуатируется для перекачки различных жидких веществ, в силу чего такие типы насосов широко применяются не только в бытовых целях, но и в производственной области.

Сегодня на рынке производители предлагают потребителю разнообразные виды вихревых насосов, которые имеют отличия в конфигурации, а также в принципе действия. Однако объединяет все имеющиеся в продаже разновидности аппаратов одна особенность – присутствие в конструкции рабочего колеса специальных элементов в виде лопастей, которые могут быть расположены как в наклонном, так и в радиальном положении. Главной деталью агрегата является крыльчатка, ее вращение происходит внутри камеры цилиндрического типа, где расстояние между стенками и частями лопастей имеет минимальное значение.

Вода либо другая жидкая среда проникает в аппарат через специальное входное отверстие, а после этого благодаря работе лопастей двигается по внутренней емкости насоса. Выход жидкости наружу происходит через выходной патрубок.

По своей конфигурации рабочее колесо устройства является диском, выполненным из нержавеющей стали. По всей окружности детали, используя фрезерование, проделаны специальные выемки, образующие лопасти. Принимающее и выходное отверстия располагаются сверху агрегата.

Внутренняя часть вихревых насосов имеет отливной канал. Для разделения полостей устройства крыльчатки используется специальная перемычка.

В сравнении с приборами центробежного типа вихревые насосы способны перекачивать в семь раз больше жидкой среды, создавая при этом гораздо большее давление, поскольку главной особенностью их конструкции является возможность функционировать как самовсасывающий механизм, который сможет работать с жидкой и газообразной средой.

Аппарат имеет ряд положительных характеристик, касающихся функционирования:

• за счет возможности работать с большими объемами жидкостей производительность насоса может составлять около 12 литров перекачиваемого вещества в минуту;
• прибор имеет небольшие габариты, за счет чего облегчается его монтаж, а также появляется возможность расположения оборудования в небольших по площади помещениях;
• за счет самовсасывающей возможности устройство можно запустить даже в случаях, когда во входном трубопроводе не будет жидкости;
• особенности конструкции вихревых насосов позволяют применять агрегаты для работы с жидкими веществами, а также со смесями разного типа, в составе которых может присутствовать газ;

• в случае эксплуатации устройства в скважинах, приборы вихревого типа могут работать с жидкостью, которая находится в скважине даже на глубине порядка 20 метров;
• поверхностные устройства не уступают по своей мощности приборам, эксплуатация которых рекомендуется в промышленной сфере;
• вихревые насосы допускаются к применению в качестве прибора, способного перекачивать и транспортировать летучие жидкие смеси, к которым относится сжиженный газ либо же бензин.

Как и любое другое оборудование, вихревой насос имеет некоторые минусы, среди них необходимо выделить следующие нюансы:

• за счет невысокого КПД, составляющего около 45%, использование высокомощных агрегатов вихревого типа является нецелесообразным, с экономической точки зрения;
• оборудование может работать только с чистой жидкой средой, перекачивание грязной жидкости категорически запрещено;
• кроме того, с жидкостями, имеющими вязкую консистенцию, вихревой насос работать не сможет.

Стоит выделить основные сферы, где эксплуатируются вихревые насосы:

• на промышленных предприятиях производится перекачивание щелочи, различных кислот и других неагрессивных веществ;
• при помощи вихревых агрегатов происходит транспортировка летучих жидкостей, поэтому устройство необходимо для функционирования АЗС разного типа;

• прибор применяется для работы с растворенными газами;
• устройство присутствует на многих насосных станциях, работающих в автоматическом режиме;
• оборудование вихревого типа широко применяется в коммунальном хозяйстве;
• подобные аппараты выступают в качестве вакуум-насосов вместо водокольцевых компрессоров;
• довольно часто вихревые насосы приобретаются для обустройства мини-котельных.

Исходя из особенностей устройства, можно сделать вывод о том, что эксплуатация аппаратов оправдана в том случае, когда нужно перекачать жидкую среду с подачей среднего уровня, но большим напором.

Виды

Принимая во внимание устройство вихревых насосов, их можно разделить на две группы:

• приборы открыто-вихревого типа;
• закрыто-вихревые машины.

Первый вид насосов выделяется следующими характеристиками:

• лопатки рабочего колеса устройства отличаются удлиненной формой;
• крыльчатка имеет небольшой диаметр;
• кольцевой клапан соединяется с напорным патрубком.

Вторая разновидность насосов имеет следующие особенности конструкции:

• лопасти устройства отличаются меньшим размером в сравнении с аналогичными деталями приборов открыто-вихревого типа;
• диаметр рабочего колеса по параметрам равен поперечному сечению внутренней области;
• кольцевой канал объединен с принимающим патрубком и выходным патрубком.

Различия между агрегатами заключаются не только в индивидуальных особенностях сборки устройств, но и в схеме их работы.

Открыто-вихревые приборы функционируют следующим образом:

• жидкость поступает во внутреннюю камеру;
• среда захватывается рабочим колесом и поступает в кольцевой канал;
• формируется поток жидкой среды, который под напором проходит по конструкции к выходному отверстию насоса.

Исходя из особенностей строения закрыто-вихревых аппаратов, в ходе работы с жидкой средой она из входного отверстия сразу попадает в кольцевой канал, в котором формируется напорный поток.

Классифицировать продукцию также можно, учитывая ее расположение:

• выделяются устройства, которые опускают в рабочую среду;
• приборы поверхностного типа, которые находятся возле емкости с жидкой средой.

Помимо устройств стандартной конфигурации, на рынке имеются устройства совмещенного типа.

• Приборы свободно-вихревого назначения. Такие насосы отличаются положительной характеристикой, позволяющей аппарату работать с загрязненными жидкостями. Именно поэтому такие устройства эксплуатируются в качестве дренажных и фекальных насосов, а также для обустройства горнодобывающих предприятий.
• Центробежно-вихревые агрегаты – примечательны возможностью работы с жидкостями, температура которых может достигать 105С. Приборы имеют две крыльчатки, что способствует высокому уровню КПД.
• Вакуумные аппараты отличаются способностью откачивать воздух. Устройства имеют простую конфигурацию, поэтому с ними очень легко работать. Чаще всего такие совмещенные приборы применяются в виде теплового аппарата, который обеспечивает передачу воздуха в подогретом либо охлажденном состоянии. Вакуумные насосы приобретают для просушивания стеклотары либо для аэрации водоемов различного типа.

Как работает?

Принцип функционирования ВКС устройств довольно простой. В ходе вращения жидкости и крыльчатки образуются центробежные силы, за счет которых содержимое под напором выходит в патрубок. В сравнении с центробежным насосом вихревые агрегаты имеют некоторые отличия в функционировании.

Стоит отметить основные особенности работы агрегата:

• в ходе вращения крыльчатки в патрубок заходит определенное количество жидкой среды, где она движется по пазам вращательного механизма;
• жидкая среда, попадающая в пазы, осуществляет свое движение от начала агрегата к центру;

• рабочая жидкость при воздействии центробежной силы перемещается по канавкам в противоположную сторону;
• благодаря разрежению воздуха, которое создают лопатки движущейся детали в насосе, становится возможным всасывать жидкую среду внутрь.

Стоит отметить, что вихревые агрегаты за один полный оборот крыльчатки проводят всасывание и выталкивание жидкой или газообразной среды несколько раз, за счет чего увеличивается энергия потока, а как следствие – возрастает напор.

Установка

Благодаря грамотному и профессиональному монтажу вихревых устройств ВКС или ВК, устройство сможет максимально эффективно выполнять свои функциональные задачи.

Поэтому в первую очередь необходимо правильно подобрать место для установки. В данном случае выбор будет исходить оттого, где находится источник, резервуар или скважина с жидкой средой, которую следует откачать. Насос нужно установить максимально близко к этому месту.

Монтаж можно выполнить своими руками, для этого достаточно придерживаться схемы установки.

• Вначале необходимо обустроить жесткий фундамент под устройство. Лучше всего залить основание из бетона либо же расположить в качестве фундамента железобетонные плиты. Прочная и ровная платформа позволит правильно поставить оборудование. В данном случае очень важным является уровень установки насоса, поскольку даже незначительный перекос может негативно отразиться на работе машины.

• Аппарат нужно защитить от воздействия атмосферных факторов. Для этого стоит сделать навес в случае временного монтажа наноса на этом месте или заняться сооружением специальной постройки, внутри которой насос будет находиться постоянно. Если планируется возведение стационарной станции, не стоит забывать об отоплении строения, поскольку отрицательные температуры могут вывести оборудование из строя, в результате чего встанет вопрос о необходимости проведения ремонта аппарата.
• Очень важным моментом является стабилизация напряжения электрической сети, за счет которой будет функционировать вихревой насос.
• На заключительном этапе установки устройства нужно проверить герметичность всех имеющихся стыков и соединений в аппарате, а также удостовериться в наличии соответствия напора объема воды тем параметрам, которые прописаны в технической документации к продукции.

Советы

Чтобы сделать правильный выбор вихревого насоса, при покупке стоит помнить, что аппарат должен выполнять две основные задачи – подавать жидкую среду из обозначенного места и иметь надежную конструкцию.

Заявленным требования отвечают почти все представленные на рынке модели агрегатов. Но, придерживаясь рекомендаций специалистов, можно подобрать оптимально подходящее устройство.

• Важным нюансом является уровень мощности продукции. Исходя из потребностей и технических характеристик устройств в том или ином случае, принимается решение о покупке насоса.
• Объем жидкости в скважине не должен быть меньше, чем минимальный показатель потребления аппарата.
• Следует обратить внимание на расчет напора. На этот показатель оказывают влияние глубина резервуара и расположение трубопроводов. Вышеперечисленные значения указываются в технической документации к прибору.
• Немаловажным также является гарантийный срок устройства.

Сделав акцент на таких важных особенностях приборов, можно безошибочно подобрать модель оборудования, которая сможет в максимальной степени удовлетворить потребности, а также соответствовать всем требованиям системы водоснабжения.

В следующем видео вас ждут разборка и ремонт поверхностного вихревого насоса.

Вихревые насосы – устройство, назначение

Категория: Судовые насосы.

Вихревые насосы применяются на судах в системах санитарной воды, в качестве питательных насосов некоторых вспомогательных и утилизационных котлов, в системах водоохлаждения маломощных ДВС и т. п. Наиболее рациональная область применения вихревых насосов определяется производительностью от 0,4 до 35 м3/ч при напоре до 200 м вод. ст.

Все вихревые насосы самовсасывающие и изготавливаются в одно- и многоступенчатом исполнении.

Для пояснения работы вихревого насоса приведен рис. 28.

Корпус насоса имеет кольцевой канал постоянного сечения, прерывающийся перемычкой. Перемычка плотно примыкает к торцам лопастей и наружной поверхности боковых торцов колеса с выфрезерованными рабочими лопастями на его периферии.

При вращении колеса насоса жидкость поступает на лопасти через всасывающее отверстие и сбрасывается в кольцевой канал. Этот этап работы насоса сходен с действием центробежного насоса.

Лопасти придают жидкости вихревое движение в кольцевом канале, заставляя ее перемещаться по каналу к нагнетательному отверстию. Одна и та же частичка жидкости несколько раз попадает на лопасти и сбрасывается с них на своем пути, получая постоянное приращение энергии.

В этом работа насоса сходна с действием многоступенчатого центробежного насоса. Благодаря многократному приращению энергии жидкости, вихревой насос создает в два-четыре раза больший напор, чем центробежный насос при одинаковых диаметре и числе оборотов колеса. Это — преимущество вихревых насосов.

Вихревые насосы почти не применяются для перекачки вязких жидкостей, так как при этом у них резко уменьшается напор и возрастает потребляемая мощность.

У вихревых насосов наблюдаются большие гидравлические потери на всасывании в момент входа жидкости на лопасти. Для уменьшения этих потерь, для увеличения высоты всасывания и уменьшения мощности и напора холостого хода изготавливаются комбинированные центробежно-вихревые насосы типов ЭСН1 и ЭСН2.

Похожие статьи

Метки: Судовые насосы, Вихревые насосы

Для того, чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.

MirMarine — Осевые и вихревые насосы

Конструктивная схема и принцип действия осевого насоса

Осевые насосы относятся к группе лопастных насосов. Корпусом осевого насоса, как правило, служит изогнутая цилиндрическая труба-колено, являющаяся элементом общего трубопровода. Внутри колена между входными и выходными направляющими аппаратами располагается рабочее колесо. В отличие от центробежного насоса в осевом насосе происходят аксиальное перемещение жидкости. Принцип действия осевого насоса основан на силовом воздействии лопастного колеса на поток жидкости, в результате которого последний получает приращение кинетической энергии, преобразуемой затем в статический напор. В осевом насосе частицы жидкости не имеют радиальных перемещений.

Осевые насосы, могут иметь любую производительность, но при низких напорах (не более 20 м вод. ст.), поэтому на судах их применяют главным образом в качестве отливных средств.

На рис. 2.23 изображен продольный разрез вертикального осевого циркуляционного насоса. Насос состоит из трех основных частей: ротора, корпуса, фонаря. Ротор насоса представляет собой вал 5, на нижнем конце которого крепятся рабочее колесо 10 и сферический обтекатель 9. Вал вращается на двух подшипниках: нижнем резиновом опорном подшипнике скольжения 6, установленном в ступице направляющего аппарата 7, смазываемом забортной водой, и в верхнем радиально-упорном шарикопод-шипнике 14, расположенном в фонаре и воспринимающем осевое усилие забортного давления на ротор насоса. В месте выхода из корпуса насоса вал уплотнен набивным сальником 4.

Корпус 12 насоса бронзовый, выполнен в виде колена, рассчитан по прочности на полное забортное давление. В корпусе насоса с помощью разъемных соединений крепится литой бронзовый направляющий аппарат 7, состоящий из направляющих лопаток 11, обода и ступицы, предназначенный для устранения вращения движения воды за рабочим колесом и частичного преобразования кинетической энергии жидкости. В средней части корпуса предусмотрен люк 2 для осмотра гидравлической части и выема подшипника скольжения 6. Люк закрыт крышкой с протектором. Корпус имеет фланцы 3 и 8 для соединения с системой. Фонарь 13 насоса сварной, состоит из корпуса фонаря с ребрами жесткости, фланцев 1 для установки электродвигателя и крепления к корпусу насоса и корпуса шарикоподшипника 14. Для наблюдения за работой подшипников, муфты, сальников и ухода за ними передняя сторона корпуса фонаря открытая.

Характеристики осевых насосов

Осевые насосы — низконапорные. Применяют их там, где требуются большая подача и низкий напор. При этих условиях они конструктивно, проще центробежных и имеют лучшие массовые и габаритные показатели. Осевые насосы не обладают свойством сухого всасывания. Их недостатком также является ограниченная высота всасывания. Некоторые марки осевых насосов работают только с подпором. На кораблях осевые насосы применяют как циркуляционные для перекачивания забортной воды через различного рода теплообменные аппараты (главный и вспомогательный конденсаторы и др.). Между основными параметрами осевых насосов — напором Н, к.п.д. ɳ, мощностью N и подачей Q — существуют внутренние зависимости.

Типовые характеристики H = f₁(Q), η = f₂(Q), W = f ₃(Q)осевого насоса представлены на рис. 2.25. Как следует из графиков, напорно-расходная характеристика осевого насоса в отличие от центробежных насосов падает круче. К.п.д. насоса растет практически линейно с увеличением подачи до номинальной и имеет наибольшую величину при номинальной подаче. С увеличением подачи больше номинальной к.п.д. уменьшается. Осевой насос в отличие от центробежного потребляет большую мощность при малых подачах. С увеличением подачи потребляемая мощность уменьшается. Вследствие этого регулируют подачу осевого насоса, изменяя частоту вращения или поворачивая лопасти насоса. Регулировать подачу осевого насоса дросселированием с экономической точки зрения нецелесообразно.

Особенностью характеристик осевого насоса является наличие перегиба графиков H = f(Q) и N = f(Q) при подаче 30-50% номинальной. В области перегиба насос работает неустойчиво, вибрирует, напор насоса колеблется, поэтому подачу осевых насосов регулируют в диапазоне подач, больших, чем подачи, соответствующие перегибу.

Особенности обслуживания осевых насосов

Осевые насосы относятся к группе лопастных насосов. Они обладают преимуществами и недостатками, присущими всем лопастным насосам, и требуют принципиально сходного обслуживания с центробежными насосами. Конкретное обслуживание каждого насоса зависит от условий его работы и проводится в строгом соответствии с инструкциями по обслуживанию. Основными, общими с центробежными насосами особенностями работы осевых насосов являются отсутствие способности к сухому всасыванию и повышенные требования к условиям надежного всасывания. В отличие от центробежных насосов осевые насосы потребляют наибольшую мощность при холостом ходе. Поэтому осевые насосы пускают при открытых приемном и отливном клапанах.

Перед пуском осевого насоса проводят его внешний осмотр. При осмотре проверяют крепление фланцев, состояние прокладок, наличие смазки в местах, где она должна быть, состояние сальниковых уплотнений, исправность и подключение приборов, состояние привода, его систем и устройств. После осмотра насос проворачивают вручную, проверяют, свободно ли вращается ротор насоса и привода (проворачивают вручную только те насосы, инструкции к которым предусматривают такой способ про верки исправности насоса). Убедившись в исправности насоса и его привода, проверяют состояние и работу арматуры системы: управление золотниками (клапанами), состояние уплотнения сальников штоков клапанов, захлопок. Система перед пуском должна быть заполнена водой, приемный и отливной клапаны (захлопки) должны, быть открыты.

Произведя пуск, наблюдают за показаниями контрольно-измерительных приборов, внимательно следят за работой насоса: температурой подшипника, корпуса привода и насоса, отсутствием посторонних шумов. Остановку насоса осуществляют при открытых клапанах (захлопках). После остановки насоса клапаны (захлопки) закрывают, систему, насос и привод приводят в исходное положение.

Вихревые насосы

Вихревые насосы относятся к группе лопастных насосов, они применяются при малой производительности и большом напоре. Действие их, как и центробежных, основано на передаче энергии от лопастей к потоку жидкости.

Принципиальная схема конструкции вихревого насоса показана на рис. 2.26. Он состоит из корпуса 2, в котором размещается рабочее колесо 8, жестко закрепленное на валу 7. Колесо представляет собой диск с выфрезерованными с обоих торцов радиальными лопатками 6, разделенными с обоих сторон перегородкой 5. Корпус насоса снабжен всасывающими 3 и нагнетательными 1 патрубками. Стенки его прилегают к торцевым поверхностям рабочего колеса с малыми осевыми зазорами (не более 0,2-0,3 мм). Периферийная часть колеса, на которой находятся лопатки, располагается в кольцевом канале 4, образованном корпусом насоса. Канал заканчивается нагнетательным патрубком. Для входа жидкости в межлопаточные каналы в стенке корпуса сделано окно 10, расположенное в самом начале кольцевого канала. Начало этого канала и напорный патрубок отделены перемычкой 9, причем радиальный зазор в области ее допускается не более 0,2 мм.

Жидкость поступает в насос через всасывающий патрубок 3 и далее через окно 10 направляется к основаниям радиальных лопаток.

При вращении рабочего колеса в межлопаточныч каналах ей сообщается механическая энергия. Выходит жидкость из насоса через нагнетательный патрубок.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние опять попадает в межлопаточное пространство, где снова получает приращение механической энергии. Таким образом, в корпусе работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого он и получил название вихревого. Многократность приращения энергии частиц жидкости приводит к тому, что вихревой насос при прочих равных условиях создает напор значительно больший, чем центробежный.

Вихревые насосы (единственные из лопастных) обладают высокой всасывающей способностью и даже свойством сухого всасывания. Ступень вихревого насоса при сравнимых условиях имеет напор, в 2-4 раза превышающий напор ступени центробежного.

Литература

Вспомогательные механизмы и судовые системы. Э. В. КОРНИЛОВ, П. В. БОЙКО, Э. И. ГОЛОФАСТОВ (2009)

Похожие статьи