Винтовой насос — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Внутреннее устройство трёхвинтового насоса

Винтовой насос — насос, в котором создание напора нагнетаемой жидкости осуществляется за счёт вытеснения жидкости одним или несколькими винтовыми металлическими роторами, вращающимися внутри статора соответствующей формы.

Винтовые насосы являются разновидностью роторно-зубчатых насосов и легко получаются из шестерённых путём уменьшения числа зубьев шестерён и увеличения угла наклона зубьев ^[1].

Конструкция винтов в двухвинтовом насосе. Жидкость перемещается вдоль оси насоса

Перекачивание жидкости происходит за счёт перемещения её вдоль оси винта в камере, образованной винтовыми канавками и поверхностью корпуса. Винты, входя винтовыми выступами в канавки смежного винта, создают замкнутое пространство, не позволяя жидкости перемещаться назад.

Предназначен для перекачивания жидкостей различной степени вязкости, газа или пара, в том числе и их смесей.

Эти насосы могут работать при давлениях до 30 МПа^[2].

Впервые введены в практику в 1936 году. Винтовые насосы имеют простую конструкцию, могут работать в присутствии механических примесей и с вязкими флюидами, что бывает необходимо при решении различных практических задач. Большое число установок винтовых насосов (УВН) используется для удаления воды из скважин, добывающих метан из угольных пластов, прежде всего, благодаря их способности перекачивать жидкости с механическими примесями. Однако винтовые насосы пригодны и для других газовых скважин, а также для добычи воды и нефти.

Для улучшения качества уплотнений и снижения утечек иногда применяется цилиндрический или конический эластичный корпус. В последнем случае конический винт прижимается пружиной, а иногда ещё и давлением перекачиваемой жидкости. Однако насосы с эластичным корпусом способны выдерживать меньшие давления, чем насосы с металлическим корпусом. В насосах с коническими винтами можно обойтись жёстким корпусом.

Наиболее распространёнными являются трёхвинтовые насосы.

• равномерная подача жидкости, в отличие от насосов поршневых и плунжерных;
• способность перекачивать смеси из жидкой и твёрдой фаз без повреждения твёрдых включений в жидкости;
• как и другие объёмные насосы, винтовые обладают способностью к самовсасыванию жидкости;
• возможность получить высокое давление на выходе без множества каскадов нагнетания;
• хорошая сбалансированность механизма и, как следствие, — низкий уровень шума при работе.

• сложность и высокая стоимость изготовления насоса;
• нерегулируемость рабочего объёма;
• так же, как и другие виды объёмных насосов, винтовые нельзя пускать вхолостую без перекачиваемой жидкости, так как в этом случае повышается коэффициент трения деталей насоса и ухудшаются условия охлаждения; в результате насос может перегреться и выйти из строя.

1.Схиртладзе А.Г., Иванов В.И., Кареев В. Н. Гидравлические и пневматические системы. — Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003 г. — 544 с.

2.Ли Джеймс, Никенс Генри, Уэллс Майкл. Эксплуатация обводняющихся газовых скважин. Технологические решения по удалению жидкости из скважин / Перевод с английского. — М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2008. — 384с., ил. (Промышленный инжиниринг).

1. ↑ Источник литературы 1, стр. 93
2. ↑ Источник литературы 1, стр. 94

Винтовые насосы. Принцип работы, устройство, схема, исполнения

Винтовой или эксцентриковый шнековый насос – объемный насос, получивший широкое распространение в самых различных отраслях промышленности, используемый например как для перекачки сахарного сиропа в пищевой промышленности, так и как погружной насос для скважины, применяемый при разработке нефтяных месторождений. Разнообразие применений стало возможно благодаря устройству шнекового насоса, который может обеспечивать широкий диапазон производительности при достаточно высоких давлениях.

Винтовой насос отлично подходит для перекачки высоковязких, чувствительных к сдвигу  продуктов, а также жидкостей с содержанием твердых  включений

Конструкция и устройство винтового насоса

Основными элементами винтового эксцентрикового шнекового насоса являются металлический спиральный ротор, вращающийся в эластомерном статоре.

Схема винтового насоса

• Ротор
• Статор
• Всасывающий патрубок
• Нагнетательный патрубок
• Уплотнение вала
• Карданные шарниры

Принцип работы винтового насоса

Ротор плотно прилегает к спиральному эластомерному статору, образуя двойную цепочку герметичных полостей. При вращении ротора жидкость переносится в этих полостях от всасывающего к нагнетательному патрубку, не меняя при этом своего объема и формы.

Материальное исполнение

Для основных элементов винтового насоса доступны разнообразные материалы, обеспечивающие необходимую стойкость при работе с агрессивными, абразивными, высоко температурными жидкостями

Можно выделить следующие основные материалы:

Корпус:	Ротор	Сталь
·         Серый чугун	·         Упрочненная сталь	·         NBR
·         Ковкий чугун	·         Нержавеющая сталь	·         EPDM
·         Углеродистая сталь	·         Дуплекс	·         Si
·         Нержавеющая сталь	·         Хастеллой	·         HNBR
	·         Титан	·         FPM/FKM
		·         TPE/P
		·         PTFE

 

Типы уплотнения вала насоса

• Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
• Манжетное уплотнение
• Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
• Магнитная муфта

Основные исполнения винтовых насосов

• Производительность: от 0,03 м3/ч до 500 м3/ч
• Максимальное давление (стандартное исполнение): от 6 до 48 бар
• Количество ступеней (стандартное исполнение): от 1 до 8

Примечание: максимальное давление практически не ограничено и зависит от количества последовательно установленных ступеней насосов. Практически все изготовители производят насосы до 8 ступеней, что соответствует давлению 48 бар. У некоторых производителей в линейке есть  винтовой насос высокого давления до 240 бар.

• Вязкость жидкости: от 1 до 3 000 000 сПз
• Максимальный размер твердых включение: 150 мм

Преимущества и недостатки винтового насоса

Преимущества

• Перекачка высоковязких жидкостей
• Высокое давление
• Постоянная подача
• Возможность к самовсасыванию
• Перекачка жидкостей чувствительных к сдвигу
• Широкий выбор материалов
• Возможность работы с жидкостями содержащие твердые включения
• Широкий диапазон подач

Недостатки:

• Занимают слишком много места. Чем больше ступеней у насос, тем длина проточной части становится больше.
• Тяжело обслуживать. Для замены основных рабочих элементов необходимо много свободного места и специальное оборудование.
• Высокая стоимость запасных частей
• Ротор и статор всегда находятся в контакте. Приводит к увеличенному износу при перекачке абразивных жидкостей
• Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Винтовые насосы применяются  чаще всего в следующих отраслях промышленности.

• Нефтяная и газовая промышленность
• Химическая промышленность
• Водоочистка и водоподготовка
• Целлюлозно-бумажная промышленность
• Лакокрасочная промышленность
• Пищевая
• Фармацевтическая
• Судостроение и судоходство

Для следующих задач:

• Перекачка мультифазных жидкостей
• Перекачка тяжелой нефти
• Винтовой скважинный насос для закачки воды для увеличения отдачи нефти
• Производство спиртов и растворителей
• Перекачка битума, гудрона, смолы
• Пищевые продукты
• Краски, клей
• Каучук

Основные производители

 

Устройство и принцип действия винтового насоса

Винтовые насосы являются насосами объемного типа. Встречаются и другие названия этих насосов: шнековые, героторные, червячные и эксцентриковые насосы.

Винтовые насосы относятся к разновидности роторно-зубчатых и условно делятся на одновинтовые и многовинтовые. Многовинтовой насос это такой насос, в котором основной ведущий винт (ротор) имеет спиральное зацепление с одним или несколькими ведомыми винтами. При вращении ведущего винта, ведомые винты также начинают вращаться. Многовинтовые насосы обладают большим коэффициентом полезного действия и возможностью создания более высокого давления на выходе. В данной статье мы рассмотрим принцип работы и конструкцию насосов, которые чаще других используются на промышленных производствах – одновинтовых насосов.

Одновинтовые насосы условно можно разделить на насосы высокой производительности для перекачивания больших объёмов продукта и шнековых насосов для бочек, «еврокубов» и другой мобильной тары. Основное различие между этими двумя видами в их предназначении. Первые имеют массивную конструкцию и предназначены для перекачивания большого объема жидкости при этом, не погружаясь ни одной из своих частей в емкость. Вторые, как раз наоборот, имеют в своей конструкции погружную часть такого диаметра, которую можно установить в заливное отверстие бочки. Тем не менее, данные насосы имеют схожую конструкцию, являются самовсасывающими и способны перекачивать вязкие жидкости.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия винтового насоса. Любой винтовой насос условно можно разделить на две части. Первая часть приводит в движение рабочий орган насоса, и, заставляя тем самым насос перекачивать жидкость. В неё входит двигатель и редуктор. Вторая – механическая часть насоса, благодаря которой и происходит перекачивание жидкости с определенной производительностью и напором.

Двигатель насоса и редуктор

В качестве привода винтового насоса, чаще всего, используются асинхронные электрические двигатели закрытого типа. Мощность электродвигателя может достигать 15-20 кВт, а частота вращения вала варьируется от 300 до 1500 оборотов в минуту. Многие производители винтовых насосов могут предложить насос с электродвигателем, который оснащён частотным преобразователем. В случае если частотный преобразователь стандартного образца, то он, как правило, крепится на вертикальной части тележки, на которой находится сам винтовой насос. Это сделано для тех случаев, когда одним насосом необходимо перекачивать жидкость с разных емкостей. В случае когда нет необходимости в передвижении насоса его устанавливают стационарно и в таком случае используют частотные преобразователи с беспроводным блоком управления.

Как правило, все винтовые насосы в своей конструкции оснащены понижающими редукторами. Редуктор является связующим звеном между двигателем и механической частью. Он служит для изменения числа оборотов приходящих от электродвигателя к самому насосу. Понижающий редуктор уменьшает количество оборотов и увеличивает крутящий момент. Иногда встречаются редукторы, которые могут изменять направление вращения вала электродвигателя. Величина крутящего момента очень важна, когда перекачиваемая жидкость имеет большую вязкость и плотность. Конструктивно редуктор состоит из нескольких зубчатых колёс, которые находятся в последовательном зацеплении друг с другом, при том, что диаметр колеса со стороны электродвигателя всегда меньше, чем диаметр колеса со стороны насосной части. Именно поэтому редуктор на выходе всегда имеет крутящий момент больше, а угловую скорость ниже. Вместе электродвигатель и редуктор называют мотор-редуктором.

Наиболее важной характеристикой в данном случае является передаточное отношение. Она показывает, во сколько раз вырос крутящий момент и во сколько раз уменьшились обороты передаваемые электродвигателем. Производители винтовых насосов предлагают мотор-редукторы с различным передаточным отношением, которые подходят практически под любую задачу. При подборе мотор-редуктора следует придерживаться следующего правила: чем вязкость и плотность перекачиваемого продукта выше, тем выше должно быть передаточное отношение, ведь именно в этом случае будет высокий крутящий момент и ниже угловая скорость рабочего органа насоса. Насос сможет забрать вязкую жидкость из емкости в рабочую камеру, не перегружая электродвигатель. Тут также не менее важна мощность самого электродвигателя, ведь жидкость еще нужно подать на расстояние. Впрочем, необходимый напор насоса определяет не только мощность электродвигателя, а также конструктивные особенности механической части.

Кроме электрических двигателей на винтовых насосах устанавливают пневматические двигатели, работающие от сжатого воздуха. Они, как правило, встречаются у бочковых вертикальных насосов и по своей конструкции напоминают пневмодвигатели центробежных бочковых насосов.

Механическая часть

Основными составляющими механической части винтового насоса можно считать ротор (1), статор (2), корпус насоса (3), корпус подшипников (4), механическое уплотнение (5) и карданное соединение (6). Все эти детали последовательно соединены друг с другом и находятся внутри специальных опор (7).

Карданный вал, его ещё называют «тяга», с обоих концов имеет шарниры. Один шарнир, через переходной вал, соединяет «тягу» с мотор-редуктором, второй шарнир — с ротором насоса. Карданный вал является связующим звеном по передаче крутящего момента от двигателя к ротору. Кроме этого, так как карданный вал имеет шарнирное соединение, то крутящий момент может передаваться под углом относительно оси вала электродвигателя. Чтобы механизм шарниров не контактировал с перекачиваемой жидкостью во время работы насоса, они помещены в специальные герметичные кожухи выполненные из того же материала что и «тяга».

Карданный вал находится внутри цилиндра, который является корпусом насоса. Корпус фланцами соединен, с одной стороны, со статором насоса, а с другой стороны с подшипниковым корпусом.

Сверху корпуса насоса располагается напорный патрубок, который может иметь резьбовое или фланцевое соединение. Поскольку винтовые насосы могут перекачивать жидкость реверсивно, то этот патрубок вполне может быть не подающим, а всасывающим. Кроме этого патрубок насоса бывает в виде загрузочной воронки.

Загрузочные воронки (или бункер) применяют, когда перекачиваемый продукт имеет большую вязкость, пастообразен, не обладает свойствами текучести. В этих случаях карданный вал заменяют вспомогательным транспортировочным (питательным) шнеком, который также имеет шарнирное соединение. Вспомогательный шнек кроме передачи крутящего момента перемещает продукт, загружаемый в воронку к героторной паре.

Героторная пара это важнейший узел винтового насоса, который состоит из подвижной части — ротора и неподвижной части — статора. Статор – это стальная гильза во внутренней части, имеющая спиралевидный равномерный эластомерный слой, получаемый в результате процесса вулканизации. Металл корпуса статора и внутренний эластомерный слой нераздельно соединены друг с другом. В зависимости от назначения героторной пары, статор может быть изготовлен из различных материалов. В винтовом насосе статор иногда называют обоймой и гильзой, а ротор — винтом, шнеком, червяком. Ротор – это винт, который совершает вращательное движение внутри статора.

Ротор это цельная деталь, но её условно можно разделить на две части. Первая часть это головка крепления ротора к карданному валу. Вторая – это сам тело ротора имеющее форму спирали и во время работы насоса находящийся в постоянном контакте с обоймой. Статор и ротор – это пара трения имеющая внутреннее циклоидальное зацепление. Героторная пара винтового насоса, крепится фланцами к корпусу насоса. На конце, в зависимости от направления вращения ротора, имеет всасывающий или подающий патрубок.

Для герметизации привода насоса, конструкцией предусмотрено торцевое механическое уплотнение. Оно находится между шарниром «тяги» и корпусом подшипников.

Подшипниковый корпус – это узел, состоящий из двух радиально-упорных подшипников и переходного вала, который, с одной стороны, соединён с мотор-редуктором с помощью шпонки или шлицев, а с другой стороны шарнирно с карданным валом.

Горизотальный винтовой насос конструктивно может быть с байпасом. Данная модификация насоса используется, когда в напорной линии дополнительно установлено устройство регулирования потока (например электромагнитный клапан). Байпас позволяет не отключать каждый раз двигатель насоса, когда клапан в линии подачи перекрывается. При перекрытии клапана насос продолжает работать и перекачивает жидкость по кругу из напорного патрубка обратно во всасывающий, тем самым позволяя избежать превышения давления на участке от насоса до клапана.

Принцип работы насоса

Насос подключен к электрической цепи или пневматической линии. При включении насоса вал электродвигателя начинает вращение с определенным количеством оборотов в минуту. Вращение вала электродвигателя через муфтовое соединение передается на вал редуктора. Зубчатые колеса редуктора, находящиеся в последовательном зацеплении, снижают количество оборотов на выходе из редуктора и увеличивают крутящий момент. Через переходной вал, находящийся в подшипниковом узле, угловая скорость мотор-редуктора передается на карданный вал или транспортировочный шнек, который в свою очередь через шарнирное соединение приводит в движение ротор насоса.

Рассмотрим вариант работы винтового насоса, где патрубок со стороны героторной пары является всасывающий, а патрубок со стороны корпуса насоса – напорным. Направление вращения подвижных частей насоса происходит соответствующее данной схеме (справа — налево или против часовой стрелки, если смотреть на торец ротора со стороны всасывания жидкости). Винт вращается в статоре. Так как центр вращения ротора смещён относительно центральной оси статора на величину эксцентриситета, а эластомерный слой статора имеет спиралевидную форму, со стороны входа жидкости в насос образуется полость разряжения. Жидкость всасывается в это пространство. Ротор делает поворот на 90 градусов и данная полость с находящейся в ней жидкостью герметично замыкается в то время как сама жидкость получает перемещение внутри статора героторной пары. При повороте статора на 90 градусов, кроме замыкания полости с жидкостью, образуется новая разряженная полость, в которую поступает определенный объём жидкости.

При каждом следующем повороте винта в героторную пару поступает новая порция жидкости, а поступившая ранее жидкость получает всё большее и большее перемещение. Так как тело ротора также имеет спиралевидную форму по всей своей длине, то в сопряжении со статором оно образует несколько замкнутых объемов. Именно по этим объемам и перемещается жидкость при вращении ротора, удаляясь от точки всасывания, а так как эти полости герметичны перекачиваемая жидкость не может перетекать обратно — к всасывающей стороне. Далее перекачиваемая жидкость под давлением поступает из героторной пары в корпус насоса и выходит из насоса через напорный патрубок. В том случае, если подвижные части насоса вращаются по часовой стрелке, то патрубок корпуса насоса является всасывающим, а патрубок героторной пары – нагнетательным.

Геометрия героторных пар

Производительность винтового насоса зависит от объёма замкнутых полостей героторной пары и числа оборотов мотор-редуктора, а создаваемый насосом напор от числа замкнутых полостей на единицу длины героторной пары и мощности электродвигателя. Так как характеристики винтового насоса, во многом, зависят от геометрии героторных пар, рассмотрим этот вопрос подробнее.

Есть несколько конструктивных геометрических факторов, непосредственно влияющих на выходные характеристики винтового насоса, а также на ограничения возможности их использования. Такими факторами можно считать: количество замкнутых полостей героторной пары, диаметр поперечного сечения ротора (и статора соответственно), объём замкнутых полостей между ротором и статором.

При равной длине героторной пары возможны различные модификации по количеству замкнутых полостей. Для примера рассмотрим два варианта исполнения винтовой пары при одинаковом диаметре и равной длине. Вариант с большим количеством замкнутых объёмов обладает плавной подачей продукта из-за относительно низкой скорости потока при увеличенном значении напора, а также высокой всасывающей способностью. Кроме этого из-за увеличенной площади входного сечения возможно перекачивание частиц большего размера. Также стоит отметить, что такая конструкция героторной пары максимально исключает возможность утечку жидкости из неё после останова насоса. Преимуществом конструкции с меньшим количеством замкнутых объёмов является высокая производительность. Это связано с тем, что объём каждой конкретной полости, в данном случае, больше, чем в первом варианте. Данная конструкция имеет высокие объёмные характеристики при длительном межремонтном периоде благодаря длинной линии контакта между ротором и статором. Поэтому при конструировании и подборе винтового насоса под ту или иную задачу потребителя, в первую очередь необходимо руководствоваться геометрией героторной пары и характеристиками мотор-редуктора.

Материалы деталей винтовых насосов

Корпусные детали винтового насоса, к которым можно отнести корпус насоса с патрубками и корпус статора, изготавливают из нержавеющей стали или чугуна. Так как насосы зачастую используют в пищевой промышленности, а материал корпуса непосредственно контактирует с перекачиваемой средой, для изготовления берут пищевую нержавеющую сталь (как правило, это низкоуглеродистая аустенитная сталь марки AISI 304 (08Х18Н10 и её разновидности по количеству легирующих элементов). В остальных случаях используют ковкий чугун с хлопьевидной формой графита. Данный вид чугуна, среди прочих, обладает наибольшей пластичность, что максимально исключает образование и развитие трещин во время эксплуатации, обеспечивает высокую коррозионную стойкость. Внутреннюю часть статора изготавливают из эластомерных материалов NBR – синтетический полимер (бутадиен-нитрильный каучук), EPDM – синтетический эластомер (этилен-пропиленовый каучук). У бочковых шнековых насосов очень часто встречается исполнение спиралевидной внутренней части из универсального фторопластового материала PTFE (политетрафторэтилен). Данный материал химически устойчив практически к любой агрессивной жидкости, а также к низким и высоким температурам. Это мягкий пластичный материал обладает также низкими адгезивными свойствами. Детали вращения (карданный вал и ротор), а также защитный корпус шарнирного соединения выполнены из нержавеющей стали.

Виды установки винтовых насосов

Как уже говорилось в данной статье, вертикальные шнековые бочковые насосы являются одним из видов винтовых насосов и по конструкции и принципу действия схожи с горизонтальными, но имеют узконаправленное применение.

Стандартный шнековый насос устанавливается на горизонтальную поверхность и крепится на ней за счет специальных опор. Бочковой же устанавливается вертикально в емкость. Тем не менее, встречаются нестандартные варианты установки: вертикальная у обычного винтового насоса и горизонтальная у бочкового шнекового. В этом случае меняется направление прохождения продукта через насос, то есть патрубок нагнетания становится местом куда поступает жидкость, а патрубок всасывания – патрубком нагнетания. Замена горизонтальной установки винтового насоса на вертикальное расположение, как правило, бывает обусловлена желанием потребителя сэкономить производственное пространство или когда оно попросту ограничено. Это еще раз подтверждает вариативность данного вида насосов.

Аксессуары

Как уже упоминалось ранее, для удобства эксплуатации горизонтальных винтовых насосов они могут поставляться на транспортировочных мобильных тележках. Вариант насоса на тележке используется, когда есть постоянная или периодическая потребность в перекачивании жидкостей в различных частях одного цеха или предприятия в целом. Тележка может, как место установки дополнительного оборудования, к прим. частотного преобразователя.

Для бочковых шнековых насосов по аналогии с горизонтальными винтовыми устанавливают байпасный клапан. Подсоединение байпасного клапана производится непосредственно к напорному патрубку насоса. Во время работы насоса, перекачиваемая жидкость приобретает силу инерции. Когда перекрывается клапан в линии подачи, а двигатель насоса остановлен, жидкость продолжает выходить из насоса, создавая давление. Чтобы избежать разрыва напорного шланга устанавливается байпасный клапан. Он механически отрегулирован для открытия при определённом давлении и позволяет жидкости, которая двигается по инерции стекать обратно в ёмкость.

Так как бочковые шнековые насосы предназначены для работы в мобильной таре, их необходимо постоянно устанавливать из одной емкости в другую. Поскольку масса данных насосов значительно больше, чем у бочковых центробежных, их переустановка из емкости в емкость отнимает много сил у обслуживающего персонала. Поэтому двигатели бочковых шнековых насосов выпускаются с дополнительной крепёжной скобой. Она обеспечивает легкий монтаж и демонтаж насоса с помощью тельфера или кран-балки. В случае если на производстве, где используется бочковой насос, отсутствуют подъемные механизмы можно приобрести специальную тележку для бочек с подъёмным устройством.

Преимущества и недостатки

Преимуществ винтовых (шнековых) насосов значительно больше, чем недостатков. Рассмотрим, какие преимущества имеет данный вид насос в сравнении с другими:

1. Насос объемного типа и каждый оборот ротора равен определенному количеству перекачиваемой среды, поэтому есть возможность точного регулирования производительности.
2. Насос является самовсасывающим.
3. Так как вращающиеся детали напрямую соединены друг с другом, а объемные полости между статором и ротором герметичны, насос обладает высоким коэффициентом полезного действия.
4. Насос может использоваться как в горизонтальном так и в вертикальном положении.
5. Насос может перекачивать жидкости в разных направлениях, так как обладает функцией реверса.
6. Способны перекачивать невязкие, вязкие, высоковязкие и даже неньютоновские жидкости.
7. Перекачиваемый продукт не подвергается ни ударному, ни сдавливающему воздействию, вследствие чего не разрушается его структура (режим течения близок к ламинарному).
8. Возможны различные конструктивные исполнения насоса исходя из задачи потребителя (с байпасом, с загрузочной воронкой, на тележке, с частотным преобразователем).
9. Возможность получения высокой производительности и устойчивого давления нагнетания при различном количестве оборотов ротора.
10. Возможность перекачивания жидкостей насыщенных газами, так как насос не чувствителен к кавитации и гидравлическим ударам.
11. Бесшумная работа механической части. Во время работы насоса слышен шум только от привода насоса.
12. Низкое энергопотребление при использовании электродвигателя в качестве привода.

К недостаткам винтовых насосов можно отнести их высокую стоимость, связанную с трудоемкостью их изготовления, а также их массовые и габаритные показатели. Кроме этого данный вид насосов не предназначен для работы без жидкости, так это приведёт к выходу из строя статора насоса.

Применение винтовых насосов

Винтовые насосы активно применяют в различных сферах промышленности. В виду специфики выпускаемого продукта, а именно высокой вязкости и плотности, большое распространения эти насосы получили в пищевой промышленности. Их используют в виноделии (вино, ягоды винограда), в молочной промышленности (сливочное масло, йогурт, сметана, мороженное, сливки, молоко, кефир, творог, сыры, маргарин, сгущенное молоко), в кондитерских изделиях (мед, патока, шоколад, варенье, джем, желе, мусс, крем), для различных соусов и приправ (горчица, кетчуп, томатная паста, майонез) и т.д. Их используют в косметической промышленности (шампунь, жидкое мыло, краски для волос, помада, кремы), нефтяной промышленности (нефть, битумно-полимерные материалы, дизельное топливо, мазут, бензин), в химической промышленности (моющие средства, чернила, краски, клей, кислоты, щелочи), целлюлозно-бумажной промышленности (флокулянты, ил, краски, бумажные массы, таловое масло, целлюлозно-водяная каша, красители), а также в очистке бытовых и промышленных стоков (флокулянты, коагулянты, ил, шламы, известковое молоко, сапропель).

Винтовые насосы — устройство, принцип работы, отличия, видео

Винтовой насос – это агрегат, предназначенный для перекачивания растворов и жидкостей повышенной вязкости. Такого рода оборудование используется во многих сферах промышлености – текстильном химическом и металлообрабатывающем производстве. Винтовые насосы обладают простой конструкцией, отличаются надежностью и длительным рабочим ресурсом.

Устройство винтового насоса – из чего состоит прибор?

Основным элементом винтового насоса является ротор. Он имеет цилиндрическую форму и спиральный желоб, напоминающий винт или шнек. Ротор расположен внутри статора, снабженного эластомерной гильзой и спиралевидным каналом. Сам статор имеет форму стальной трубы. Роторная спираль может оборудоваться несколькими заходами. При этом статорная спираль всегда оборудована одним заходом больше.

Вдоль контактной линии между статором и ротором расположены защищенные от проникновения воды участки, разделяющие рабочую полость насоса на несколько частей. Благодаря особенному расположению ротора в статоре, эти участки поочередно открываются и закрываются.

Регулировка объемов откачиваемой жидкости осуществляется посредством изменения количества оборотов ротора. Для этого следует использовать частотный привод.

Все элементы насоса помещены в прочный корпус из пластика или чугуна. При этом, если используется винтовой насос для скважины, то его корпус изготавливается из нержавеющей стали.

Принцип действия и назначение прибора

Принцип действия каждого винтового агрегата основан на перемещении жидкости вдоль винтовой оси внутри камеры. Ось образуется между поверхностью корпуса и винтовыми канавками путем вхождения винтовых выступов в смежные канавки. Благодаря такому принципу работы, внутри прибора создается замкнутое пространство, которое не позволяет жидкости перемещаться назад из прибора.

В наши дни винтовые насосы используются во многих сферах жизнедеятельности человека. Чаще всего это оборудованием применяется:

• На пищевых фабриках – при производстве продуктов питания агрегаты применяются в качестве дозаторов;
• В строительстве – насосы используются для подачи смесей, используемых с целью производства наливных полов и кровли;
• На скважинах – приборы выкачивают загрязненную воду с большим количеством примесей. Винтовой скважинный насос может использоваться, как для источника с чистой водой, так и для скважины с песком;
• В химической промышленности – винтовые насосы перекачивают большие объемы густых веществ для их дальнейшей обработки.

Высокая надежность и способность работать под высокими нагрузками делает винтовые насосы одним из наиболее прогрессивных видов насосного оборудования.

Преимущества и недостатки винтовых насосов

Высокий спрос на винтовые насосы обусловлен множеством их достоинств. Среди них нужно выделить:

• Высокий КПД приборов – от 50 до 70 %;
• Агрегаты способны работать с очень вязкой жидкостью, создавая напор гораздо выше, чем импеллерные помпы;
• Винтовые насосы способны перекачивать жидкости с большим количеством твердых примесей;
• Принцип работы винтового прибора исключает образование пульсаций, которые характерны для оборудования других видов;
• Винтовые насосы являются самовсасывающими приборами, а максимальная глубина забора жидкости может составлять 8,5 м;
• Приборы отличаются компактностью и низким уровнем шума;
• Благодаря высокой надежности, винтовые насосы крайне редко требуют ремонта и не нуждаются в частом обслуживании.

Как и другие виды насосов, винтовое оборудование имеет свои слабые стороны. Первый минус заключается в высокой стоимости агрегатов, из-за чего использовать их на своем производстве могут позволить себе далеко не все предприятия. Второй недостаток заключается в отсутствии возможности регулировки объемов откачиваемой жидкости.

Виды винтового насосного оборудования

Так как винтовые приборы задействованы во многих сферах применения, они отличаются между собой особенностями конструкции. По своему устройству агрегаты делятся на такие типы:

• Шнековые насосы – эти агрегаты предназначены для перекачивания больших объемов агрессивных химических и абразивных веществ. Шнековый прибор эффективно работает, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Нередко такое оборудование используется для воды из скважин и глубоких колодцев. Шнековые агрегаты обладают простой конструкцией и сравнительно невысокой стоимостью;

• Штанговые насосы – такого рода устройства используются для высоковязких сред в предприятиях по добыче и переработки нефти. В конструкцию штангового насоса входит устьевой сальник, вращательная колонна и поверхностный привод. Агрегаты этого типа отличаются высокой производительностью и достаточно высокой стоимостью;

• Вакуумные насосы – эти агрегаты оборудуются двумя винтовыми роторами, вращающимися в противоположные стороны. Благодаря такой конструкции вакуумного насоса, жидкость сначала попадает в область между винтовыми камерами и цилиндром, а затем попадает в отверстие для выхлопных газов.

Насос винтовой для вязких жидкостей показывает высокую производительность, однако эффективность работы устройства во многом зависит от правильности его использования. В связи с этим прежде, чем покупать прибор для бытовых или промышленных целей, нужно убедиться в его соответствии с выбранной областью применения.

Какой насос лучше – центробежный или винтовой насос?

Многие люди, которые хотят купить насос для бытовых целей, задумываются о том, что же лучше – центробежный или винтовой насос. Оба эти вида отличаются между собой областями использования и особенностями конструкции.

Центробежный насос — достаточно дорогостоящий прибор, который хорошо справиться с обеспечением водой загородного коттеджа. Эти насосы можно использоваться, как для скважин, так и для колодцев. В устройство агрегата входит зафиксированное на валу рабочее колесо, которое выталкивает воду наверх. Это оборудование подходит только для перекачивания чистой воды, имеет высокий КПД и потребляет небольшое количество электроэнергии. Центробежные насосы отличаются высокой надежностью и длительными сроками эксплуатации.

Винтовые насосы используются преимущественно в промышленности. Гораздо реже погружной агрегат такого рода применяется в быту и хозяйстве. Если же для обслуживания частного дома был выбран именно такой прибор, то его следует использовать для перекачивания не слишком загрязненной воды, количество твердых примесей в которой не должно превышать 150 г/м³ жидкости.

Выбор насосного оборудования в основном зависит от воды, которую он будет перекачивать. Если агрегат требуется для подачи чистой питьевой воды, то лучше выбрать центробежный насос. Если жидкость нужна для полива, то лучше отдать предпочтение винтовому оборудованию.

Винтовые и лопастные насосы – в чем отличия?

Большинство неопытных покупателей часто ошибаются, принимая лопастной насос за винтовой. Отличия между агрегатами этих видов заключается в областях применения и характеристиках агрегатов.

Винтовые устройства в большинстве своем используются в промышленных целях, гораздо реже – в быту. Среди их преимуществ следует выделить:

• Равномерный объем подачи перекачиваемой жидкости;
• Способность к самовсасыванию;
• Отлично сбалансированная конструкция;
• Агрегат эффективно работает даже при наличии в жидкости твердых примесей;
• Высокая прочность деталей.

К недостаткам винтовых насосов относится высокая стоимость оборудования, большие габариты, повышенное трение его запчастей, высокий уровень шума и не эффективное охлаждение.

Лопастные насосы применяются в быту. Насос лопастной центробежный обладает такими достоинствами:

• Простота в эксплуатации и обслуживании;
• Возможность подключения к одному трубопроводу сразу нескольких лопастных насосов;
• Скромные габариты и вес;
• Низкий уровень шума при работе;
• Невысокая стоимость большинства моделей;
• Наличие эффективной системы охлаждения.

Среди минусов ролико-лопастного насоса следует выделить отсутствие возможности работать с загрязненной водой. Насос лопастной центробежный обладает низким КПД, а, при сужении проточных каналов, большинство агрегатов перегреваются, что приводит к их поломке. Для производства большинства моделей используются тяжелые стальные запчасти, которые, в паре с легким пластиковым корпусом, ухудшают баланс и устойчивость приборов.

Важная характеристика лопастного насоса – это его производительность. Она сильно зависит от качества воды и мощности агрегата. Если насос не обладает высокой мощностью, то он не будет перекачивать необходимое для обслуживания частного дома количество жидкости. Поэтому для загородного жилья следует выбирать более мощное оборудование, покупка которого обойдется гораздо дороже.

принцип работы и отличие от других насосов

Владельцы коттеджей, дач, простых частных домов постоянно сталкиваются с проблемой выбора подходящего оборудования для добычи воды из скважин. Винтовые насосы в подобных ситуациях являются замечательным вариантом. В данной статье предоставляется информация о преимуществах и основных принципах функционирования, технических характеристиках, особенностях выбора подобных агрегатов. Рассматриваемая разновидность насосного оборудования может использоваться как в бытовых условиях, так и в современной промышленности, поскольку их конструкция является сравнительно безопасной и достаточно простой.

Содержание

Принцип работы винтового скважинного насоса
Особенности конструкции
Отличие от других насосных устройств
Преимущества и недостатки
Сфера применения
Как лучше эксплуатировать

Принцип работы

Основным преимуществом, которым наделены винтовые насосы для водозабора из скважин, считается поддержание равномерного постоянного потока. Достаточно высокий показатель давления обеспечивается такими насосами при весьма скромных на первый взгляд визуальных характеристиках. Это отличается особой важностью для устройств подземных водозаборов в ситуациях, когда источник залегает слишком глубоко

По обобщенной классификации скважинные винтовые насосы можно относить к самовсасывающим устройствам, структура которых является многоступенчатой. Конструктивные особенности скважинных насосов отличаются тем, что в них устанавливается вертикальный вал. Это дает возможность создавать технику с минимальными поперечными габаритами. Подобная конфигурация позволяет использовать винтовые насосы в скважинах, либо абиссинских колодцах.

Ротор насоса являет собой специально сконструированный однозаходный стальной винт с округлым сечением или шнек с достаточно широким шагом резьбы. Сечение установленного статорного винта точно такое же, однако имеет больший шаг резьбы, а поверхность его покрыта эластичным материалом. Из всасывающего патрубка рабочая жидкость передаются на ротор, расположенный в полости статора. Перемещаемая по спирали вода направляется прямо к отводящему патрубку.

Особенности конструкции

Скважинные насосы изготавливаются в нескольких вариантах. Это могут быть как погружные устройства, так и приспособления со специальным трансмиссионным валом. У многоблочных погружных насосов мотор устанавливается во внутренней части корпуса. Трансмиссионные насосы отличаются высокой мощностью. Они могут поднимать воду даже со 125 метров объемом 1200 кубометров в час. Мотор в таких агрегатах установлен на поверхности в области устья водозабора. Он соединен с насосным узлом при помощи трансмиссионного вала. Насосная составляющая укомплектована чугунными секциями, скрепленными друг с другом при помощи специальных шпилек. В каждой секции устанавливается вал и центробежное колесо, нагнетающее давление. Все секции объединяются при помощи специальной защитной сетки, через которую в мотор направляется вода.

Подобная конструкция дает возможность регулировать количество рабочих ступеней насосной станции, определяя при этом минимальный достаточный напор. Насосный узел может соединяться при помощи фланца с самим трубопроводом. Такой фланец устанавливается на верхней чугунной секции. Трансмиссионный вал устанавливается во внутренней части защитных трубных конструкций, которые заполняются смазочными материалами. Такие трубы собираются последовательно, отдельными секциями, по мере опускания в скважину. Погружные насосы могут иметь определенные отличия в том, что их валы плотно скреплены с осями в моторах. Поэтому нет никакой необходимости монтировать трансмиссионный вал большой длины.

Такое устройство может монтироваться и успешно эксплуатироваться даже в искривленном стволе скважины. Также не требует большой площади помещение, оборудованное под скважину. Винтовые насосы реально отличаются наибольшей продолжительностью эксплуатационного периода. Основной отличительной особенностью этих устройств является отсутствие вибрации.

Отличие от других насосных устройств

Рассмотрим основные технические преимущества винтовых насосов:

• Применяется специальная технология взаимодействия с рабочей средой, подразумевающая использование резьбы со специальными переменными витками. В соответствии с особенностями забираемой жидкости может определяться шаг резьбы. Также может регулироваться межвинтовой промежуток;
• Гидравлическое давление во внутренней части насоса не способствует деформации мощного вала потому, что он укороченный. Это дает возможность сократить расстояние между винтами и корпусом. Эти конструктивные особенности способствуют существенному снижению механического воздействия изгибающего момента на наружную поверхность вала;
• На винтовом насосе может быть установлено специальная самосмазывающаяся техника, способствующая повышению безопасности механического уплотнения. Также нормальное функционирование и высокая герметичность устройства в сложных условиях эксплуатации может быть обеспечена полностью;
• Некоторые модели могут взаимодействовать со смешанными жидкостями.

На основе двухвинтовых устройств некоторые производители занимаются изготовлением мультифазных насосов. Основной отличительной особенностью таких устройств являются двухзаходные винты со сравнительно небольшим ходом. В рабочей области винта в таких устройствах количество шагов значительно больше. Маленький ход способствует уменьшению показателей радиальной силы, которая может оказывать определенное воздействие на винты.

Преимущества и недостатки

Устройства со шнековыми роторами имеют множество отличительных особенностей. Основными их преимуществами являются:

• Пониженный уровень шумности в процессе работы;
• Исключение разрушительного воздействия на устройство колодца, либо скважины;
• Стабильный показатель высокого давления на выходе без необходимости установки специальной нагнетательной техники;
• Насосы могут взаимодействовать с водой, содержащей песок, ил или глину.

Недостатки устройств:

• Сравнительно высокая стоимость изделий;
• Сложность в регулировке напора и объемов забираемой жидкости;
• Запуск мотора всухую практически невозможен.

Это основные преимущества и недостатки винтовых насосов.

Сфера применения

Погружной насос для скважин может эксплуатироваться в различных сферах деятельности для таких целей:

• Функция водозабора и перемещения добываемой жидкости по трубопроводу;
• Наполнение жидкостью разнообразных емкостей, оборудованных на участке;
• Полив всевозможных растительных культур;
• Водозабор из обычного колодца.

Глубина источника, из которого планируется осуществление водозабора должна обязательно учитываться в процессе выбора винтового насоса. Существует вероятность подъема жидкости с высокой концентрацией песка в ситуации, когда его глубина равна примерно 1-2 метров. Особенности конструкции шнековых насосов дают возможность взаимодействовать с водой с примесями.

Как лучше эксплуатировать

При покупке шнекового насоса для оборудованного источника придется принимать во внимание определенные правила эксплуатации. Благодаря следованию простым рекомендациям, домовладельцу удастся значительно продлить продолжительность эксплуатационного периода устройства. Для эксплуатации шнекового насоса в колодце желательно подбирать насос, который можно хорошо закрепить на стене шахты. Устанавливать прибор желательно на оптимальной глубине, чтобы вероятность снижения уровня воды до критического показателя была минимальной. Таким образом удастся предотвратить работу устройства всухую.

Желательно соблюдать расстояние от дна хотя бы в 1 метр, чтобы по водопроводу не перекачивалась жидкость с примесью песка. При покупке шнекового агрегата можно не переживать о надежности функционирования такой техники. Конструкция изделия и основной принцип функционирования разрабатывался специально таким образом, чтобы водозаборное отверстие размещалось над самим двигателем. Рабочий узел, благодаря подобной конструкции, может охлаждаться естественным образом. Вероятность возгорания при этом практически равна нулю.

Особенности водозабора являются определяющими в вопросе подбора функциональных характеристик оборудования. Перед выбором подходящего насоса нужно обязательно учитывать все требуемые контрольные параметры.

Вам также может понравиться

принцип работы, устройство и фото

Принцип работы винтового насоса позволяет осуществлять перекачивание жидкостей и составов, отличающихся повышенным показателем вязкости. Подобные приспособления эксплуатируются в промышленности, включая металлообрабатывающую и химическую отрасли. Указанные агрегаты имеют длительный рабочий ресурс, отличаются надежностью и простотой конструкции. Рассмотрим особенности, характеристики и применение данного оборудования.

Устройство и конструкционные особенности

Независимо от нюансов принципа работы винтового насоса, основным его элементом является ротор. Эта деталь имеет цилиндрическую конфигурацию, а также спиралеобразный желоб, изготовленный в виде винта. Статорная часть выполнена в форме трубы, оснащается эластомерной гильзой и каналом в виде спирали. По сравнению с роторным основным элементом, статорная спираль всегда имеет на один виток (заход) больше.

Рабочая камера насоса разделена на несколько отсеков. Их разграничение осуществляется при помощи участков, которые защищены от проникновения воды, располагаются между статором и ротором вдоль линии их соприкосновения. Из-за особенностей конструкции, указанные участки открываются и закрываются поочередно.

Корректировка количества откачиваемого раствора производится путем изменения числа вращений роторной части. В этом процессе непосредственно участвует частотный привод. Рабочие элементы насоса размещаются в усиленном остове из пластика, нержавеющей стали (для моделей, агрегирующих с глубинными скважинами) или чугуна.

1. Ротор.
2. Статорная часть.
3. Патрубок всасывания.
4. Выходной патрубок.
5. Уплотнители.
6. Шарниры.

Принцип действия винтового насоса

Работа рассматриваемого оборудования основана на транспортировке жидкостного состава внутри специальной камеры вдоль винтовой оси. Последний элемент размещается между поверхностью остова и винтовыми каналами, посредством фиксации смежных выступов винтов в канавках. Такая конструкционная особенность дает возможность создать внутри агрегата замкнутое пространство, не позволяющее жидкости перемещаться в обратном направлении.

Назначение

Благодаря своему принципу работы, винтовые насосы применяются в различных хозяйственных и промышленных отраслях. Самые популярные сферы использования указанного оборудования:

1. Пищевая промышленность. Указанные агрегаты в процессе производства продуктов питания играют роль дозаторов.
2. Строительная отрасль. Приборы подают рабочие растворы, предназначенные для заливки полов и кровли.
3. Обустройство скважин. Насосы удаляют загрязненную воду с посторонними примесями. Агрегат винтового типа может эксплуатироваться с чистой водой или жидкостью с песком.
4. Химическая сфера. Указанные приспособления способны перекачивать значительные объемы густых смесей для их последующей переработки.

Популярность оборудования обуславливается его высокой надежностью и возможностью эффективно функционировать под высокими нагрузками.

Сильные и слабые стороны

Продуктивный принцип работы винтового скважинного насоса — это не единственное его преимущество. Среди прочих достоинств отмечают следующие моменты:

• возможность работы с жидкостями, имеющими повышенную вязкость, при этом создается больший напор, чем у импеллерных аналогов;
• высокий КПД агрегатов, показатель которого приближается к 70 %;
• способность обработки смесей, включающих в себя большой объем твердых примесей;
• исключается образование пульсационных моментов, наблюдающихся в работе большинства другого оборудования;
• функционирование самовсасывающим способом с максимальной глубиной забора жидкости до 8,5 метров;
• пониженная шумность, компактные размеры;
• высокий показатель надежности, простота в обслуживании, хорошая ремонтопригодность.

Как и все типы насосного оборудования, винтовые агрегаты не лишены недостатков. Во-первых, это высокая цена приспособления, в связи с чем не все мелкие хозяйства и частные предприниматели могут позволить их эксплуатацию. Во-вторых, в конструкции не предусмотрена возможность регулировки количества откачиваемой жидкости.

Разновидности

Несмотря на схожий принцип работы, винтовые насосы делятся на несколько видов по конструктивным особенностям. По устройству рассматриваемое оборудование подразделяется на три основных категории. Первая разновидность — шнековые модификации. Они ориентированы на перекачивание значительного количества смесей, в состав которых входят агрессивные химические и абразивные вещества.

Шнековое оборудование функционирует одинаково эффективно в вертикальной и горизонтальной позиции. Это оборудование часто используется для обслуживания скважин и глубоких колодцев. Среди преимуществ данной категории — простота конструкции и относительно невысокая цена.

Штанговые и вакуумные версии

Устройство и принцип работы винтового насоса штангового типа позволяет его использовать на предприятиях, занимающихся добычей и переработкой нефти и похожих веществ, обладающих большой вязкостью. В конструкции оборудования предусмотрен сальник устьевой конфигурации, поворотная колонна и поверхностный приводной блок. Среди плюсов агрегатов данной конфигурации — высокая производительность. Минус — дороговизна.

Вакуумный винтовой насос, принцип работы которого основан на работе пары роторов, также предназначен для перекачки жидкостей разной степени вязкости. Подвижные элементы вращаются в разные стороны, благодаря чему обрабатываемый состав сначала попадает в район между рабочими камерами и цилиндром, а затем подается в выходное отверстие для отработанных газов.

Стоит отметить, что на эффективность работы и производительность рассматриваемого оборудования, независимо от типа, преимущественно влияет правильность эксплуатации. Поэтому, перед приобретением агрегата, необходимо удостовериться в его соответствии выбранному действию.

Виды уплотнений и основные эксплуатационные параметры

Насосы глубинные винтовые могут оснащаться несколькими видами уплотнений: сальниками, манжетами, двойными или одинарными торцевыми элементами либо магнитной муфтой.

Ниже приведены основные параметры эксплуатационного плана, характерные для рассматриваемого оборудования:

• показатель производительности — 0,03-500 куб.м/ч;
• предельное давление для стандартного исполнения — 6-48 бар;
• число ступеней — от одной до восьми;
• параметр вязкости обрабатываемой жидкости — 1-3000000 сПз;
• размер твердых примесей по максимуму — 150 мм.

Стоит отметить, что максимальное давление практически не ограничивается, зависит от числа ступеней, которые монтируются последовательно. У некоторых изготовителей имеются образцы, способные работать с давлением до 240 бар.

Сравнение центробежных и винтовых моделей

Не всегда пользователи могут четко разобраться в том, какой насос в бытовом использовании лучше — центробежный или винтовой? Обе модификации между собой разняться конструкционными особенностями и сферами эксплуатации.

Центробежная помпа представляет собой довольно дорогостоящее оборудование, которое неплохо справляется с водоснабжением загородного коттеджа или дачи. Подобные агрегаты ориентированы на обслуживание колодезных скважин. В конструкцию приспособления входит колесо, фиксирующееся на валу, служащее для поставки воды наверх. Подобная система подходит исключительно для обработки чистой воды, обладает высоким КПД, использует электроэнергию в разумных пределах. Преимущество центробежных насосов — длительный период эксплуатации и надежность.

Работа винтовых насосов ориентирована на промышленные цели. Но иногда его используют и для бытовых нужд. В последнем случае при перекачивании воды содержание в ней твердых частиц не должно превышать 150 г/куб. м жидкости.

При выборе насосного оборудования среди указанных вариаций следует ориентироваться на конечное его предназначение. То есть для подачи чистой воды оптимальным вариантом станет центробежная система, а для полива — винтовой аналог.

Чем отличаются лопастные агрегаты?

Часто лопастный насос считают одной из модификаций винтового варианта. Это не совсем так. Винтовые устройства применяются обычно в промышленности. К плюсам оборудования этого типа относят такие моменты:

• равномерная подача жидкостной смеси на всей рабочей дистанции;
• присутствие опции самовсасывания;
• хорошо сбалансированный механизм основного действия;
• эффективность работы с составами, перенасыщенными твердыми включениями;
• прочность и надежность всех элементов.

Среди минусов — повышенное трение сопряженных деталей и не всегда эффективное охлаждение.

Лопастные приспособления причисляются к бытовой категории. К плюсам данных агрегатов относят:

• простоту эксплуатации и обслуживания;
• возможность подсоединения нескольких приборов к одному трубопроводу;
• компактные габариты и небольшую массу;
• доступную цену основных комплектующих и запасных элементов;
• высокую эффективность охлаждающей системы.

Недостатки лопастных модификаций

Если сравнить принцип работы винтового насоса для скважины с аналогичным параметром лопастного исполнения, последний вариант имеет ряд существенных недостатков. К ним причисляют:

• невозможность работы с загрязненной водой;
• низкий КПД;
• частый перегрев агрегатов при сужении поточных каналов;
• плохая сбалансированность и устойчивость конструкции.

Важной особенностью лопастного насоса является его производительность. Этот показатель очень зависит от качества обрабатываемой жидкости и мощности самой помпы. Нехватка последнего параметра обнуляет все возможные плюсы. Поэтому при выборе оборудования, следует особое внимание обращать на его мощностные показатели, с учетом длины магистрали и площади строения, предназначенного к обслуживанию.

шнековый вариант для скважины, скважинный продукт российского производства, принцип работы погружных моделей

Винтовой насос является популярным видом насосного оборудования и широко применяется в промышленности и быту. Простая и безотказная конструкция прибора позволяет использовать его для перекачки жидкости различной вязкости между резервуарами и подачи ее из скважины в систему трубопровода.

Устройство

Винтовой насос представляет собой конструкцию в закрытом корпусе, состоящую из рабочей камеры, ротора и статора. Также устройство снабжено выходными патрубками, редуктором и уплотнительными деталями. Движущей частью конструкции является ротор, имеющий форму винта и расположенный в полости статора.

Принцип действия винтовых насосов довольно прост. На нижней части корпуса расположено подающее отверстие, через которое жидкость поступает во внутренние рабочие камеры устройства. Далее происходит ее захват лопастями ротора и продавливание в верхнюю часть камеры к напорному отверстию.

Насос относится к типу погружных устройств и может осуществлять свою работу, находясь на дне водоема или резервуара. Одним из главных технических показателей прибора является его производительность, обозначающая объем воды, который насос способен перекачать за определенное время. Этот показатель напрямую зависит от длины винтов (шнеков), и их количества. Большинство моделей оборудовано одним винтовым устройством и предназначено для использования в быту. Более серьезные промышленные насосы могут иметь конструкцию, состоящую из двух и более винтов.

Важной конструктивной особенностью шнековых насосов является их форма, представляющая собой удлиненный узкий цилиндр. Это позволяет создавать на базе винтовых насосов сложные гидромашины, обладающие высокой мощностью и небольшими габаритами.

Благодаря прочному корпусу и надежности, насосы успешно применяются на больших глубинах, значения которых часто достигают 100 метров.

Технические характеристики винтовых насосов таковы:

• производительность моделей варьируется от 1500 до 2000 литров в час$
• напор жидкости составляет 60 м в. ст.$
• мощность двигателя может достигать 5 кВт.

Приборы способны перекачивать загрязненную жидкость с твердофракционными включениями размером до 2,5 мм.

Корпусные детали винтовых насосов изготавливаются из нержавеющей стали, а внутренние элементы – из высокопрочного пластика. В качестве материала для элементов уплотнения используется резина и силикон. Прибор работает от электрической сети напряжением 220 В.

Особенности

Винтовые насосы относятся к объемным роторно-зубчатым аппаратам. Приборы отличаются высокой устойчивостью к механическим нагрузкам и агрессивному воздействию химических веществ, что позволяет использовать их при работе со всеми видами жидкостей, включая загрязненные и промышленные стоки. Насосы способны перекачивать воду с песком без риска засорения или выхода из строя. В отличие от поверхностных моделей, винтовые аппараты нуждаются в полном погружении под воду.

В случае снижения уровня жидкости, устройство автоматически отключается, что предохраняет его от перегрева при работе на холостом ходу.

Сфера использования шнековых насосов весьма широка. Устройства нашли свое применение на предприятиях пищевой промышленности. С их помощью осуществляется перекачивание вязких субстанций, таких как сгущенное молоко и жидкое тесто. Аппараты активно эксплуатируются в газовых, нефтяных и артезианских скважинах, при обустройстве фонтанов и домашнего водопровода, для заполнения накопительных емкостей и бассейнов.

Работа агрегатов осуществляется на глубине от 8 метров, ротор вращается со скоростью 6 тысяч оборотов в минуту, а давление жидкости на выходе составляет от 4 до 25 атмосфер, в зависимости от предназначения насоса и количества винтов.

Еще одной особенностью шнековых устройств является их способность работать практически бесшумно, что добавляет удобства в их использование, например, при подаче воды из скважины, расположенной в доме.

Шнековые насосы обладают очень большим ресурсом выработки, высокой прочностью и долговечностью. Это позволяет использовать их не только для домашних нужд, но и в качестве откачивающего оборудования на крупных объектах добывающей и перерабатывающей промышленности. Производительность моделей варьируется от 1500 до 6000 литров в час.

Плюсы

Высокий потребительский спрос и популярность винтовых насосов обусловлены рядом неоспоримых достоинств шнековой конструкции.

• Долгий срок службы насосов достигается благодаря отсутствию трения между ротором и внутренней стороной корпуса.
• Перекачиваемая жидкость движется равномерным потоком без замедления и пульсации.
• Отсутствие шума и низкие показатели вибрации.
• Наличие защитной системы, обеспечивающей отключение устройства в случае падения уровня жидкости ниже допустимого предела.
• Отличная всасывающая способность и высокая производительность насоса позволяют производить быструю перекачку больших объемов жидкости различной степени загрязнения.

• Компактные размеры и универсальная форма делают насосы идеальными для погружения в скважины и узкие колодцы. Диаметр устройств составляет 12–15 см, что выгодно отличает винтовые агрегаты от других видов глубинной техники.
• Возможность создания состояния глубокого вакуума в резервуаре и возможность работы на любой глубине.
• Полное сохранение структуры перекачиваемой жидкости. Благодаря этому свойству винтовые модели нашли широкое применение в пищевых отраслях.
• Простота в обслуживании, небольшие размеры и вес делают насосы популярными для обустройства водопровода в загородных домах и на приусадебных участках. Агрегаты не требуют регулярного обслуживания и не нуждаются в дорогих запчастях и ремонте.
• Расположение заборных отверстий над электродвигателем обеспечивает его постоянное нахождение в воде, благодаря чему исключается перегрев устройства.

Минусы

К минусам винтовых насосов относят высокую стоимость особо мощных моделей. Это относится в основном к промышленным экземплярам, которые оборудованы двумя или несколькими винтовыми механизмами и предназначены для серьезных нагрузок. Бытовые изделия стоят гораздо меньше и с удовольствием приобретаются владельцами загородных домов и дач. К недостаткам также относят и отсутствие возможности регулирования откачиваемого объема.

Чем отличается?

Насосное оборудование подразделяется на поверхностное и погружное. Винтовые насосы относятся к погружным моделям и могут работать на больших глубинах. В отличие от другого вида откачивающих систем, шнековые модели способны эффективно работать с довольно густыми средами, не перегреваясь и не засоряясь при этом.

Еще одним отличием является плавная подача воды, без перепадов и пульсации. При увеличении мощности устройства увеличивается только скорость движения перекачиваемой жидкости, ее давление на выходе остается неизменным.

Это качество очень важно при необходимости сохранения заданных параметров, что обычно требуется при работе с маслами и нефтепродуктами.

Виды

Винтовые насосы классифицируются по двум признакам: глубина погружения и количество рабочих винтов. По оптимальной для эксплуатации глубине различают стандартные модели и глубинные аппараты.

• Первые применяются больше для бытовых нужд, таких как откачивание воды из домашних колодцев глубиной до 25 метров. Также мелководные насосы незаменимы при работе в скважинах, пробуренных в песчаных грунтах. Это возможно благодаря конструкции винтового оборудования, обеспечивающей его невосприимчивость к содержанию песка в грязной воде. Такие модели обычно являются малогабаритными и отлично подходят для индивидуального использования.
• Глубинные аппараты имеют более длинный корпус и предназначены для работы в артезианских скважинах глубиной до нескольких сот метров. Такие насосы отличаются высокой стоимостью и повышенной производительностью. Мощность глубинных промышленных изделий также в несколько раз выше, чем у домашних аналогов. Среднее потребление электроэнергии насосов обоих типов составляет от 1,5 до 5 кВт, что позволяет выполнять их подключение к стандартным источникам питания с напряжением 220 В.

По количеству винтов насосы подразделяются на одно-, двух- и трехвинтовые модели. Первые чаще всего имеют стандартное исполнение и предназначены для использования на малых глубинах. Двухвинтовые экземпляры используются уже для откачивания особо вязкой и сильнозагрязненной жидкости, или эксплуатируются в качестве скважинных аппаратов и могут быть использованы для перекачивания минеральных, пресных и морских вод. Устойчивость корпуса к воздействию солей и химических веществ обусловлена наличием пластикового кожуха, надежно закрывающего металлические элементы корпуса.

Стоимость таких насосов достаточна высока, особенно дорогими считаются штанговые модели промышленного назначения, цена которых может сравниться со стоимостью инъекционных гидравлических моделей. Они предназначены для работы в особо неблагоприятных условиях с большим количеством загрязняющих отходов, например, при откачке нефти из нефтяных скважин и перекачивания готовых нефтеналивных продуктов, таких как мазут.

Среди двухвинтовых изделий выделяются вакуумные модели. В них два ротора вращаются в разные стороны, за счет чего происходит более мощный эффект откачивания. Трехвинтовые модели используются для перекачивания неагрессивных смазывающих средств, которые не содержат абразивных и крупнофракционных взвесей, или содержат их в ничтожно малых количествах. Выбор нужного варианта осуществляется с учетом технических потребностей и исходя из расчета необходимой мощности агрегата, его предназначения.

Производители

Современный рынок насосного оборудования предлагает большое количество винтовых моделей разных производителей.

• Наиболее покупаемым аппаратом российского производства является глубинный насос «Водолей». Изделие характеризуется идеальным соотношением цены и качества, и служит прекрасной альтернативой дорогим зарубежным аналогам. Единственным недостатком устройства является большой вес и не слишком надежные тросы крепления.
• Еще одним не менее достойным представителем откачивающего оборудования является модель «Спрут», также выпускаемая в России. Насос характеризуется устойчивостью к коррозии и износу, ударопрочностью деталей агрегата. Кроме того, завод оказывает услуги проведения обслуживания и гарантирует долгий срок эксплуатации своих насосов.
• Среди зарубежных производителей наиболее известны компании Gadrena, Aquatica и Werk, продукция которых отличается высочайшим качеством, удобством использования и продолжительным сроком службы.

Советы

Чтобы винтовой насос долго и эффективно выполнял свою работу, необходима правильная установка устройства. И хотя схема монтажа шнековых аппаратов мало чем отличается от установки центробежных устройств, некоторые нюансы и особенности их установки необходимо учитывать.

Процесс погружения и подключения весьма прост, он состоит из нескольких этапов.

• Предварительно новый скважинный насос следует подключить к сети питания и запустить на непродолжительное время. Эта процедура является необходимой для проверки устройства на работоспособность и обнаружения неисправностей до того, как насос будет погружен вниз.
• При нормальном функционировании агрегата следует присоединить кабель и шланг. Затем нужно стянуть их между собой по всей длине при помощи хомутов.
• Привязать страховочный трос.

• Соединить поплавковый датчик уровня жидкости с оборудованием.
• Аккуратно опустить насос в трубу, стараясь избегать ударов корпуса об ее внутреннюю поверхность.
• После достижения агрегатом нужной глубины, следует зафиксировать устройство путем привязывания верхнего конца страховочного троса к предварительно смонтированному креплению.
• На водопроводе произвести установку задвижки, манометра и отводного колена.
• Верхнюю часть шланга следует соединить с трубопроводом. Необходимо помнить, что при отсутствии в конструкции насоса обратного клапана, его следует установить самостоятельно.

• После того как устройство опущено, надежно закреплено и подсоединено к трубопроводу, следует произвести пробный запуск, в процессе которого необходимо обратить внимание на стуки и вибрацию в работе оборудования. При обнаружении посторонних звуков следует поднять насос на поверхность и переустановить его. Нужно помнить, что шнековые аппараты не создают вибрацию в процессе работы, поэтому ее наличие говорит либо о неправильной установке, либо о неисправности агрегата.

Винтовые насосы являются прочными и безотказными устройствами для откачивания воды. Благодаря простой конструкции, аппараты являются надежным механизмом и не требуют к себе повышенного внимания и регулярного обслуживания.

Приобретение шнекового насоса надолго решит проблему откачивания загрязненных вод, наполнения и слива бассейна, а также функционирования автономной системы водопровода.

Принцип работы винтового насоса показан в следующем видео.