Центробежный насос для воды, как один из видов динамических гидравлических устройств, применяется в водоснабжении, энергетической промышленности, водоотведении, автомобилестроении, теплоснабжении и других областях при перекачивании любых жидкостей, таких как вода, агрессивные химические реагенты, кислоты, топливо, сточные воды.

Устройство центробежного насоса представляет собой герметичный спиральный корпус, являющийся рабочей камерой, внутри которой жестко закреплен вал с рабочим колесом. Собранное устройство способно осуществлять работу, только если все его полости заполнены водой еще до запуска.

Центробежные насосы имеют такие основные узлы, как:

  • корпус;
  • всасывающий патрубок;
  • нагнетательный патрубок;
  • рабочее колесо;
  • рабочий вал;
  • подшипники;
  • сальники;
  • направляющее устройство;
  • кожух.

Корпус (статор), всасывающий и нагнетательный патрубки


Корпус центробежного насоса является несущим элементом всей конструкции, он представляет собой стальную или чугунную чашу, внутри которой будет помещаться крыльчатка. Корпус имеет два отверстия: всасывающее с нижней стороны и выбрасывающее сбоку на ребре корпуса. На него крепятся все остальные детали. Чаще всего он бывает литым, спиральной формы, обусловленной гидродинамическими особенностями, необходимыми для придания жидкости правильного направления в ходе работы насоса. Корпус бывает как отдельным элементом конструкции с присоединяемыми патрубками, так и литым (в этом случае патрубки и корпус могут представлять собой единый блок). Кронштейн, с помощью которого вся конструкция крепится к какой-либо плоскости, является частью корпуса.

В нижнюю часть корпуса насоса ввинчивается всасывающий (принимающий) патрубок, необходимый для подачи воды внутрь рабочей камеры. Через этот патрубок насос соединяется с трубопроводом, погруженным в водоем либо другой источник жидкости, из которого будет происходить забор. В зависимости от конструкции, всасывающий патрубок может быть как литой частью корпуса насоса, так и отделяющейся.

На боковой стороне корпуса находится нагнетательный (отдающий) патрубок, осуществляющий выброс воды из рабочей камеры насоса. К нагнетательному патрубку будет подсоединяться напорный трубопровод, идущий к потребителю. Патрубок является литой частью корпуса.

Рабочее колесо (ротор)

Основным элементом, совершающим полезную работу в насосе, является рабочее колесо (крыльчатка).


Крыльчатка изготавливается из чугуна, меди или стали. Ротор состоит из двух соединенных дисков, между которых от центра к краям располагаются лопатки, изогнутые против оси вращения колеса. Центральная часть конструкции, имея отверстие (горловину) на одной из его сторон, равное по диаметру всасывающему патрубку, плотно прилегает к его входу для осуществления непосредственного контакта лопаток со всасываемой водой. Колесо помещено внутрь чаши корпуса и полностью «заполняет» собой рабочую камеру, что исключает щелевой переток жидкости, оставляя свободное пространство только в желобах диска.

Большая часть воды во время работы скапливается между лопастей, что позволяет ей при вращении колеса разбегаться от центра к краям под действием возникающей центробежной силы, без снижения напора. Отброшенная от центра вода образует у периферии повышенное давление и вытесняется через нагнетательный патрубок наружу, в то время как возникающее у центра диска разрежение всасывает жидкость через входной трубопровод, и поэтому перекачивание воды происходит постоянно. В некоторых моделях высокопроизводительных центробежных насосов на валу крепится несколько колес. Насосы этого типа называются многоступенчатыми. Для перекачки агрессивных химических веществ рабочее колесо может изготавливаться из керамики, каучука или других устойчивых материалов.

Рабочие колеса бывают нескольких видов:

  • закрытого типа;
  • открытого типа (где лопасти открыты и располагаются на одном диске);
  • штампованные;
  • литые;
  • клепаные.

Открытые крыльчатки отличаются от закрытых расположением лопастей только на одном диске, без покрывающего. Эти крыльчатки применяются при низких давлениях и при перекачивании чрезмерно густых и загрязненных суспензий, что позволяет иметь свободный доступ к лопаткам для их очистки. В простых насосах колесо закрытое, при этом оба диска с лопатками изготавливаются в виде монолитной детали. Для больших, тяжелых насосов колесо изготавливается методом штамповки из стали. В зависимости от скоростей вращения, предусмотренная форма лопаток может быть как прямой, так и под углом. Для высокоскоростных насосов, для повышения производительности, лопатки начинаются от втулки. На вал такое колесо крепится шпонками. Клепаные же крыльчатки применяются в бытовых водяных насосах малой мощности.

Вал рабочего колеса

Вращательный момент передается рабочему колесу через вал, на котором колесо жестко закреплено.

Вал изготавливается из кованой стали, а для повышенной нагрузки — из легированной, со сплавом ванадия, хрома или никеля. Для работы с кислотами вал делается из нержавеющей стали. Сам вал устанавливается на подшипниках, это необходимо во избежание перекосов и вибраций насоса во время работы.

Вал рабочего колеса является едва ли не самой восприимчивой к повреждениям деталью. Вибрации, появляющиеся в результате неправильной балансировки вала, могут привести к неустойчивой работе или даже к разрушению насоса. Из-за большой скорости вращения рабочие валы агрегата изготавливаются с учетом критических оборотов.

Рабочие валы бывают следующих видов:

  • жесткие;
  • гибкие;
  • слитные (рабочий вал насоса является одновременно валом двигателя).

Жесткий вал делается для спокойных режимов работы, когда не предъявляется высоких требований к эксплуатации и нет скоростей, превышающих допустимые. Гибкие валы применяются там, где необходима стабильность при возможном частом превышении критических оборотов. Небольшая разбалансировка масс при вращении способна привести к колебаниям и вызвать прогиб, разрушительный для вала. Вал должен быть хорошо сбалансирован статически, а в некоторых случаях динамически при помощи специальных станков. Слитный вал применяется в бытовых насосах, в этом случае крыльчатка крепится прямо на ротор электродвигателя.

Остальные составляющие центробежных насосов

Подшипники рабочего вала — необходимый элемент конструкции. Подшипники для насосов изготавливаются со вкладышами из чугуна, залитыми баббитом. Смазываются густой либо жидкой смазкой. В некоторых случаях в подшипниках предусмотрено водяное охлаждение масла. Охлаждение смазочного материала осуществляется как с помощью водяной рубашки, так и через змеевик.


В насосах могут применяться не только роликовые и шариковые, но и резиновые, текстолитовые и другие подшипники. Это тип подшипников на водяной смазке.

Задняя стенка (кожух) относится к корпусу. Она устанавливается непосредственно на корпус. Герметизация кожуха осуществляется путем прокладывания между стенкой и корпусом насоса резиновой прокладки, которая предотвратит проникновение внутрь воздуха, что может нарушить нормальную работу конструкции и снизить производительность насоса из-за падения разрежения. Чтобы в двигатель из рабочей камеры не проникла вода, на валу в месте его стыка с задней стенкой, в гнезде посажено уплотнение (сальник).

Направляющий аппарат представляет собой статичный диск с бороздками, направленными в противоположную сторону от вращения ротора. Направляющий аппарат необходим для уменьшения скорости воды на выходе из колеса и частичной трансформации энергии этой скорости в давление. В большинстве обычных насосов направляющий аппарат отлит из чугуна, а в специализированных — из бронзы или стали. Для бытовых насосов он может быть изготовлен из алюминия или пластмассы.

Сальники изготавливаются с мягкой набивкой из асбестового шнура, бумаги или хлопка. Набивка пропитывается салом на графите. Со стороны всасывания сальник делается с водяным затвором. Устройство такого сальника представляет собой муфту с уплотняющим кольцом, к которому подводится жидкость из нагнетательного трубопровода, предотвращая попадание воздуха внутрь рабочей камеры. В химических насосах затвор осуществляется жидкостью, подводящейся извне. Для перекачивания высокотемпературных жидкостей сальники должны иметь охлаждаемую конструкцию.


moyaskvazhina.ru

Виды насосов

Насос для подкачки каждый дачник может подобрать индивидуально, все зависит от того, какой напор ему требуется для полива огорода и сада. В данной статье мы рассмотрим самые популярные и практичные агрегаты для использования на приусадебном участке.

Мембранный насос , как и поршневой, не может работать без клапана. Жидкость перекачивается за счет периодического уменьшения и увеличения рабочего объема в результате смещения мембраны. Клапаны обеспечивают ее протекание в нужном направлении. Такие агрегаты обладают очень хорошей герметичностью, поэтому могут использоваться для перекачивания даже горючих жидкостей.

Корпус шестереночного насоса выполнен так, что шестеренки прилегают к корпусу плотно со всех сторон. Жидкость не может пройти в том месте, где шестеренки зацепляются за зубья. Но этими же зубьями она проталкивается вдоль их внешних поверхностей. Шестереночные агрегаты обычно используются в механизмах для подачи машинного масла.


Центробежный насос получил свое название из-за того, что в основе его работы заложен принцип центробежной силы. Ее создает вращающееся колесо с лопатками. Жидкость или газ подводятся в направлении центра оси вращения колеса, и выталкиваются через выход трубы. Такие агрегаты используются в вентиляции для откачивания загрязненного воздуха.

Струйный насос отличается от других тем, что в нем нет движущихся частей. В него под давлением подается вода. Вылетая с большой скоростью, она за счет создаваемого разрежения увлекает за собой перекачиваемую жидкость. Такие агрегаты используются в распылителях.

Есть еще перистальтические конструкции, в которых перекачиваемая вода не соприкасается с его механизмом. Вращающиеся ролики просто продавливают жидкость через гибкий шланг. Такие агрегаты используются там, где важную роль играет чистота перекачиваемых веществ, например, в медицине.

Центробежные насосы

Как показала практика, наибольшей популярностью и практичностью пользуются агрегаты с центробежным устройством конструкции. Принцип действия у насосов достаточно прост.

Устройство и механизм насоса внешне похожи на улитку, состоит он из металлического корпуса, внутри которого находится рабочий вал в окружении рабочего колеса. Вращается он при помощи шпонки. Само колесо состоит из дисков в количестве двух штук и прикрепленных к центру изогнутых лопаток. Корпус делают металлическим (чаще всего его изготавливают из чугуна или стали), колеса выполняют из полимерных материалов. Вал колеса бывает двух видов: двухопорный или консольный.


Прежде чем запуститься, полость насоса и втягивающий влагу трубопровод заполняется водой, которую необходимо прокачать. Когда рабочее колесо начинает вращаться с большой скоростью, то на него оказывается давление направленной центробежной силы, и жидкость начинает движение между лопастями лопаток, от центра к спиральной камере и мощным потоком выбрасывается в нее. Лопатки перекачивают жидкость, передавая энергию от электрического двигателя.

Вращающиеся поверхности лопаток передают жидкости энергию, получаемую насосом от электродвигателя. Скорость вращения жидкости увеличивается, соответственно, напор выталкиваемой воды также увеличивается. Вода на рабочее колесо поступает в направлении оси с двух сторон, в каналах между лопастями потоки жидкости соединяются.

В спиральном отделе с увеличенным сечением, кинетическая энергия сильной струи воды превращается в потенциальную, давление становится еще более сильным. Жидкость втягивается в трубопровод, в патрубке происходит разрежение, в результате вода постоянно прибывает по направлению оси рабочего колеса и непрерывно выводится под давлением в напорный трубопровод.

Раньше популярностью пользовались модели с сальниковой набивкой, сейчас предпочтение отдают конструкциям с торцевым уплотнителем вала, которое обеспечивает полную герметичность корпуса насоса, даже в том случае, когда при вибрациях вал рабочего колеса смещается.


Классификация центробежных насосов

Центробежные агрегаты могут быть одноступенчатыми с двухсторонним подводом воды и многоступенчатыми. На многоступенчатых насосах установлено несколько вращающихся колёс. Принцип действия во всех конструкциях идентичен: поступающая жидкость под воздействием центробежной силы движется к выходу вращающимися рабочими колёсами. Рабочее колесо – это втулка, к которой прикрепляется определенное количество лопастей в форме крыльев. Такая форма лопастей позволяет рабочему колесу закручивать потоки, подаваемой в насос воды.

В последнее время популярными становятся агрегаты с диагональным направлением потока жидкости. Принцип сохраняется тот же, как и в центробежных конструкциях, только угол напора потока составляет 45о. Вал в таких насосах расположен вертикально.

Маркировка насосов

Центробежные насосы маркируются согласно классификации. Количество ступеней, с помощью которых жидкость подводится к рабочему колесу, ставится первой. Например, односторонний подвод обозначается буквой «О», а двухсторонний – буквой «Д». Первые цифры обозначают производительность в м3/ч, например, 32 куба. Следующие цифры обозначают напор, который исчисляется в метрах водяного столба.

Само название насоса обычно содержит информацию о силе, под давлением которой работает устройство. К примеру, насос с названием «Гидросила» трудится под давлением воды. После наименования указан восьмизначный номер, первые цифры которого обозначают порядковый номер изготовленного насоса. Последние четыре цифры указывают на дату его производства: две последние цифры года и порядковый номер месяца изготовления. Буквы обозначают принцип действия насоса, цифры объём перекачиваемой жидкости за определенный промежуток времени.

Консольные насосы


Консольное расположение вала позволяет собирать наиболее простые, удобные конструкции, при которых вода поступает через входящее отверстие с корпуса на колесо, и откуда потоком она выгоняется в спиралеобразный кожух и далее в напорный трубопровод. Опоры в таких конструкциях ставятся двух видов: Шариковая; Скользящего трения.

Модели консольного типа используются для перекачки чистой прохладной воды и всегда имеют горизонтальный вид, вход для жидкости расположен только с одной стороны, напор возможен до 90 м, принцип работы конструкции такой же, как и у остальных центробежных насосов.

Устройство консольного насоса составлено таким образом, что все действующие механизмы находятся в положении горизонтально. Вода из рабочего колеса выталкивается через спиральный канал корпуса в напорный трубопровод, расположенный под углом 90о, и может быть развернут на 90, 180 или даже 270о. Это зависит от того, под каким углом было установлено крепление корпуса по отношению к опорной стойке.

Для уменьшения осевого давления конструкцию оснащают уплотнителем и дополнительными разгрузочными отверстиями, которые расположены на втулке колеса. Если разгрузочные отверстия не нужны, дополнительное уплотнение заменяется подшипниками или сальниками.

Консольные центробежные агрегаты могут иметь вертикальную конструкцию. В этом случае принцип действия сохраняется, за исключением того, что устройство имеет вертикальное расположение. Такие агрегаты используются для орошения земли или в промышленной энергетике.

Консольные насосы бывают моноблочными и устанавливаемыми на стойку. Моноблочные конструкции более удобны в использовании, поскольку их можно установить прямо на трубопровод, в то время как насосы на стойке укрепляются прямо на фундамент и заливаются цементом. Демонтаж консольных насосов на стойке представляет определенные сложности, поэтому отдавайте предпочтение конструкциям, которые будут более эффективными для вашего дачного участка. Съёмные конструкции могут быть демонтированы без вашего участия сторонними лицами, поэтому если вы хотите обезопасить свой насос от воров, лучше установить на участке устройство консольного типа на стойке.

Многоступенчатые насосы

Многоступенчатые насосы устанавливают в тех случаях, когда необходимо развить сильный водяной напор. В них расположены рабочие колёса в определенном количестве, которые прикреплены к единому валу. Принцип действия отличается тем, что каждое из них имеет собственную рабочую камеру, образующую отдельную ступень. Корпус изготовлен таким образом, что вода перемещается из одной ступени в другую поочередно, вплоть до момента выхода из патрубка. Напор подачи воды увеличивается кратно.

vodakanazer.ru

Современная классификация

Условно все виды центробежных насосов принято разделять на несколько основных типов, которые различаются между собой по принципу устройства рабочих органов. Среди них можно выделить:

  1. Одноступенчатые агрегаты, которые являются самыми простыми в плане конструкции. Они могут производиться в горизонтальном или вертикальном исполнении.
  2. Многоступенчатые агрегаты. Позволяют перекачивать куда больше жидкости, чем одноступенчатые собратья. Это достигается за счет использования не одного, а нескольких рабочих органов. Здесь таковыми являются колеса.
  3. Полупогружные насосы также используются достаточно часто. Их конструкция может быть представлена только в вертикальном исполнении. Нижняя часть таких агрегатов может устанавливаться даже в воду.
  4. Погружные агрегаты нашли свое применение в скважинах. Они представляют собой герметичный корпус, в который и помещается рабочий агрегат. Им не страшны никакие жидкие среды.
  5. Двустороннего типа насосы используются тоже достаточно часто. В них нагнетательный и всасывающий элементы находятся на одной оси.
  6. Герметичные агрегаты. Их прямое назначение заключается в работе с опасными химическими жидкостями. Такой насос состоит из герметичного корпуса и рабочего органа. Крепление колеса может быть выполнено в двух основных видах. В первом случае оно непосредственно крепится на вал двигателя, а во втором сцепление производится за счет использования магнитной муфты.

Это и есть основные виды центробежных насосов, которые нашли широкое применение практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства.

Основные элементы

Сегодня современные центробежные насосы разных типов имеют приблизительно одинаковую структуру. Здесь имеется корпус и рабочий орган, представляющий собой колесо. Разумеется, это не то колесо, которое мы привыкли видеть в стандартном исполнении. На нем расположены специальные лопасти, которые перемещают жидкость внутри агрегата. В результате действия центробежной силы жидкость перемещается от приемного устройства к выходному клапану. Здесь создается определенное давление. Под его действием она и начинает подниматься наружу или перемещаться.

На центробежных насосах достаточно часто устанавливается и другое оборудование, которое делает их конструкцию универсальной для использования по тому или иному назначению. К примеру, здесь могут быть расположены следующие элементы:

  1. Приемный обратный клапан, который служит для предотвращения залива корпуса перед активацией системы. Здесь расположена сетка, играющая роль фильтрующего элемента.
  2. Задвижка, позволяющая перекрывать воду и открывать ее поток.
  3. Вакуумметр, предназначенный для измерения разряжения воздуха. Этот элемент конструкции очень важен. Он устанавливается в трубопроводе между насосом и задвижкой. Если в системе присутствует лишний воздух, то его обязательно необходимо удалять. Делается это с помощью специального крана, установленного в трубопроводе.
  4. На напорном патрубке агрегата устанавливается манометр. Этот прибор служит для измерения давления, создаваемого насосом.
  5. Предохранительный клапан, защищающий систему от гидравлического удара.

Принцип работы

Как было выяснено ранее, основное назначение агрегатов данного типа является в создании напора жидкости для ее перемещения. Принцип работы центробежного насоса достаточно прост. В корпусе под действием вращения колеса создаются центробежные силы, которые заставляют жидкость перемещаться.

Причем назначение у насосов такого типа может быть разнообразным. Он необязательно используется только для перемещения воды. Его можно использовать для транспортировки и других жидкостей. Само рабочее колесо насаживается на рабочий вал. Тот, в свою очередь, соединяется с двигателем системы при помощи магнитной муфты. В результате вращения двигателя происходит вращение рабочего органа. Для перекачивания жидких веществ нет более удобного метода. Сегодня именно центробежные насосы заняли свою нишу в транспортировке жидких материалов.

Конструкция агрегата такова, что они работают исключительно в тех случаях, когда корпус насоса наполнен водой. Если он пуст, то происходит холостая работа оборудования. То есть вращение колеса есть, но при этом никакого перемещения нет.

Всасывающий патрубок предназначен для подачи жидкости внутрь агрегата. Здесь может находиться не только одно колесо, их может быть несколько. При этом все они надежно и жестко закреплены на валу двигателя. Когда насос включается, жидкость поступает в его корпус. Далее под действием центробежной силы, которая создается колесами, она начинает отбрасываться к его краям. Под действием этой силы происходит закачка воды в трубопровод. Именно такова конструкция центробежного насоса, который в последние годы становится незаменимым агрегатом во многих отраслях техники и науки.

Преимущества использования

Здесь можно выделить два основных типа преимуществ: конструктивные и функциональные. О них и стоит поговорить более подробно. Эти устройства весьма компактны. Здесь идет речь о представлении в относительно небольшом корпусе всех рабочих элементов. Для их установки не требуется большое пространство. Ввиду своей простоты, центробежные насосы имеют относительно небольшую массу и габариты. Разумеется, все зависит от мощности агрегата, но в большинстве случаев такой насос можно перемещать и одному человеку. Простота конструкции сказывается и на долговечности оборудования. К тому же такие агрегаты легко монтировать практически в любом месте.

Что касается функциональных преимуществ, то их здесь предостаточно. Подобные агрегаты плавно подают воду в систему, что достигается за счет использования системы гашения гидроудара. Такая система достаточно легко запускается и регулируется.

Стоимость центробежных насосов невелика. Именно поэтому они и пользуются весьма внушительным спросом на рынке. Стоит отметить, что их можно применять не только для перемещения чистых жидкостей, но и тех, которые содержат в своем составе различные примеси.

Применение в промышленности

Сегодня центробежные насосы используются повсеместно. Их конструкция такова, что позволяет их монтировать в тех местах, где другое оборудование просто не может быть установлено ввиду больших габаритов. В химической и нефтяной отрасли эти агрегаты просто незаменимы. Они способны перемещать под высоким давлением тяжелые компоненты, различные смеси, кислоты, нефтепродукты и так далее. Все это сказывается на огромном спросе на такие агрегаты в современной газовой, нефтяной и химической промышленности.

При этом они способны поддерживать постоянное давление при изменении температуры рабочей жидкости. Это заставляет людей использовать подобные агрегаты для организации принудительной циркуляции в отопительных системах. При работе с котлом насосы просто необходимы. В большинстве случаев речь идет о циркуляции воды внутри замкнутого контура. Именно здесь и находят свое использование центробежные насосы. Благо их конструкция позволяет это делать.

Погружные агрегаты нашли свое применение при очистке воды из скважин.

Они могут применяться для работы с чистыми и загрязненными жидкостями. Именно поэтому погружные центробежные насосы часто используются для прокачки скважин после их бурения. Также подобные агрегаты находят себя при выкачивании воды из затопленных помещений. Вся жидкость в данном случае уходит в считанные минуты.

Самовсасывающий насос способен стать частью практически любого агрегата, который перегоняет жидкость практически любого уровня загрязненности.

Правильная эксплуатация

Конструкция центробежного насоса такова, что позволяет его использовать практически повсеместно. Он достаточно надежен, но это вовсе не означает, что он не может выйти из строя. Для того чтобы агрегат прослужил дольше, его необходимо комплектовать самой разнообразной контрольной и измерительной аппаратурой, которая позволит производить контроль всех его параметров и параметров жидкости, с которой он работает. От этого напрямую зависит срок службы агрегата.

Чтобы защитить агрегат от различных крупных инородных тел, на входе рекомендуется монтировать фильтр. Он позволит защитить все рабочие органы насоса от поломок.

Как уже отмечалось ранее, на большинстве моделей имеются средства для защиты от гидроудара. Здесь они представлены обратным клапаном и манометром. В случае возникновения непредвиденной ситуации манометр подает сигнал на обратный клапан, который открывается и нормализует работу агрегата.

Когда речь идет о выборе габаритных размеров насоса, стоит ориентироваться на максимальную производительность, которая должна достигаться за его счет. При этом важно учитывать, сколько жидкости через него будет проходить в самые тяжелые рабочие дни. При выборе стоит ориентироваться на кривую работы агрегата. Рабочая характеристика должна занимать ее центральное положение. Это обеспечит оптимальный режим функционирования всей системы в целом.

При выборе агрегата нужно обязательно обращать внимание на те материалы, из которых сделан его корпус и рабочие части. Для сред, которые обладают высокой коррозионной активностью, стоит выбирать соответствующие материалы. Они должны отлично препятствовать появлению ржавчины на корпусе и рабочих элементах.

Узлы уплотнения определяются физическими и химическими свойствами жидкости, которую ему предстоит перемещать. Он должен справляться со всей нагрузкой, которая на него будет действовать. Поэтому к выбору уплотнения стоит подходить предельно аккуратно. Чаще всего в качестве таких элементов используются сальники. Однако они не всегда способны справляться со всей нагрузкой, которая на них будет действовать. Иногда лучше будет применять другие механические уплотнители различного типа и вида.

Рабочая мощность агрегата должна определяться по графикам кривых зависимостей его характеристик. Стоит смотреть на пиковое значение этого параметра, и относительно него и делать выводы о целесообразности покупки данного насоса. Если максимальная мощность не удовлетворяет всем параметрам системы, то нужно поискать агрегат другого типа.

Дополнительные моменты

Особое внимание стоит уделить защите самого двигателя агрегата. Здесь обязательно должен быть установлен отдельный автомат. Конструкция двигателя такова, что он со временем может выходить из строя. Именно поэтому защита от перегрузок и коротких замыканий просто необходима. Это позволит в значительной степени продлить срок эксплуатации агрегата.

Автоматический выключатель позволит предотвратить сгорание двигателя при возникновении перегрузок в системе. Они чаще всего бывают связаны с заклиниванием рабочего органа ввиду попадания в лопасти различных инородных тел. Чаще всего речь идет о твердых частицах, расположенных в жидкости.

Если не будет подключен автомат, то система может попросту сгореть. Однофазные двигатели менее надежны в этом отношении, чем трехфазные.


www.vseoburenii.ru

Устройство и принцип действия

Из самого названия устройства понятно, что поток воды в нем возникает в результате воздействия на жидкое вещество центробежных сил. Лучше понять суть процесса поможет схема насоса центробежного.

Конструкция агрегатов центробежного типа

Агрегат состоит из следующих узлов и деталей:

  • Корпус спиральной формы (1) со всасывающим и нагнетательным патрубками, через которые к устройству подключаются трубопроводы. Он соединяет все элементы насоса в единую гидравлическую машину.
  • Рабочее колесо (2), состоящее из двух дисков со вставленными между ними лопастями. Они имеют сложную форму, изогнутую в сторону, противоположную направлению вращения колеса.
  • Узел уплотнения вала (3).
  • Сам вал (4), на котором жестко закреплено рабочее колесо.
  • Подшипниковая (6) и несущая (7) опоры.
  • Уплотнение масляной камеры подшипников (5).
  • Глазок для контроля уровня масла в камере.

Помимо этих основных компонентов насос часто снабжается и дополнительной арматурой и приборами.

Это:

  • Устройство для залива воды, т.к. для запуска агрегата и его нормальной работы инструкция требует, чтобы его камера должна быть заполнена.
  • Манометр на напорном патрубке для измерения создаваемого насосом давления.
  • Обратный клапан с сеткой на всасывающем патрубке, предназначенный для удерживания воды в камере и фильтрации поступающей в неё жидкости от твердых примесей.

Принцип действия

Чтобы понять, как работает такое устройство, посмотрите на чертеж:

  • Рабочее колесо насоса начинает вращаться после наполнения камеры водой. Жидкость поступает к нему через всасывающий патрубок вдоль оси вращения и направляется в канал между лопастями.
  • Возникающая при вращении центробежная сила выталкивает жидкость от центра на периферию, так как в центральной части возникает разряжение.
  • Создаваемое за счет разряжения давление вытесняет воду с периферийных участков в напорный патрубок и далее в трубопровод.
  • Тем временем в область пониженного давления в центре рабочего колеса через всасывающий патрубок устремляется новая порция жидкости, которая точно также выбрасывается на периферию и далее в отвод.

Таким образом, всасывание и подача жидкости происходит непрерывно вследствие преобразования кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления.

Обратите внимание. Создаваемое давление зависит от количества рабочих колес (ступеней) в конструкции насоса, который может быть одно-, двух- или многоступенчатым. Но на принцип его работы это количество не влияет: перемещение жидкости в любом случае происходит под действием центробежной силы. Просто напор повышается с каждой ступенью.

Виды центробежных насосов

Выше вы видели схему самого простого одноступенчатого насоса. Но такие устройства могут иметь различия в конструкции, и отличаться не только количеством рабочих колес, но и другими признаками.

В зависимости от назначения, вида перекачиваемой жидкости и прочих факторов, они классифицируются по следующим параметрам:

  • По числу потоков – одно-, двух и многопоточные;
  • По количеству подводов к рабочему колесу – с односторонним и двусторонним входом;
  • По способу отвода перекачиваемой жидкости от рабочего колеса – с кольцевым отводом, со спиральным отводом, с направляющим аппаратом;
  • По расположению вала – вертикальные и горизонтальные;
  • По конструкции рабочих колес – с открытыми и закрытыми колесами;
  • По устройству привода – через редуктор, через соединительную муфту;
  • По месту установки – поверхностные (см. Центробежный поверхностный насос: характерные особенности) и погружные;
  • По расположению вала – вертикальные (см. Центробежный вертикальный насос: как выбрать правильно) и горизонтальные.

Ещё одной важной конструктивной особенностью является способ охлаждения двигателя. В зависимости от него различают насосы с мокрым или сухим ротором.

  • В устройствах с мокрым ротором (водяным охлаждением) сам ротор двигателя погружен в перекачиваемую среду, которая выполняет функцию его охлаждения и является смазкой для подшипников. Вал при этом должен располагаться горизонтально, а находящийся под напряжением статор отделяться от ротора специальной гильзой.
  • В насосах с сухим ротором (воздушным охлаждением) он не соприкасается с жидкостью, а за его охлаждение отвечает установленный на валу вентилятор. Они отличаются высоким КПД и большой подачей жидкости.

Обратите внимание. Агрегаты с сухим ротором при работе издают шум, тогда как насосы с водяным охлаждением практически бесшумны.

Преимущества насосов центробежного типа

Центробежные агрегаты используются не только для перекачивания воды, но и других жидких веществ – масла, топлива и т.д. К их конструктивным преимуществам в первую очередь можно отнести компактность, небольшой вес и простоту монтажа и демонтажа своими руками.

Для поверхностной установки не требуются большие площадки с надежным фундаментом, достаточно просто ровного и твердого основания. Они долговечны, надежны, экономичны и просты в эксплуатации и регулировке, способны к быстрой активации. Подача воды происходит непрерывно и плавно, без гидравлических ударов.

Ещё одно их достоинство – доступная цена, складывающаяся из невысокой стоимости используемых для изготовления материалов. Это преимущественно сталь, чугун и современные полимеры.

Заключение

Вряд ли обычному потребителю потребуется развернутое представление о том, как устроен и как работает тот или иной насос, достаточно общих сведений, которые и были изложены выше. Если же вам нужна более подробная информация, вы найдете её, посмотрев видео в этой статье.

moikolodets.ru

Принцип действия центробежного насоса

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

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

Конструкция центробежных насосов

Центробежный насос состоит из следующих основных частей:

Конструкция насоса

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

Классификация центробежных насосов

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

По расположению патрубков насосов

  • Насос «ин-лайн» типа. У данного типа насоса всасывающий и нагнетательный патрубок находятся на одной линии друг напротив друга. Перекачиваемая жидкость проходит сквозь насос. Насос устанавливается на прямых участках трубопровода.
Насос ин-лайн
Насос ин-лайн
    • Консольные насосы. Жидкость поступает в центр рабочего колеса (импеллера). Патрубки расположены под 90˚С относительно друг друга.
    Консольные насосы
    Консольные насосы

    По количеству ступеней насоса

    • Одноступенчатый насос. Насос с одним рабочим колесом на валу. Данные насосы используются при задачах, где не требуется обеспечивать высокий напор. Максимальный напор у одноступенчатых насосах обычно не превышает.

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

    По типу уплотнения вала

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

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

     

    По типу соединения с электродвигателем

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

    • Насос с соединительной муфтой. Упругая муфта — это элемент, позволяющий соединить вал электродвигателя и вал, на котором крепится рабочее колесо. Для этого используется, как обычная муфта, так и муфта с промежуточным элементом. Использование промежуточного элемента позволяет не отсоединять электродвигатель при  техническом обслуживании насоса, например при замене торцевого уплотнения.

      Обычная муфта
      Обычная муфта

      Муфта с промежуточным элементом
      Муфта с промежуточным элементом
    • Моноблочный насос. У данного типа насосов рабочее колесо крепится либо сразу на удлиненном валу электродвигателя, либо для соединения вала двигателя и насоса используется неподвижная постоянная глухая муфта.
      Центробежный насос с глухой муфтой
      Центробежный насос с глухой муфтой

      По назначению

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

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

      Материальное исполнение центробежных насосов

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

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

      Можно выделить следующие основные материалы:

      Металлическое исполнение

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

      Футерованные и пластиковые исполнения

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

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

      Можно выделить два основных типа:

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

      Конструкция насоса

       

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

      Материалы для футерованных и пластиковых насосов:

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

       

      Материалы уплотнительных колец

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

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

      Преимущества и недостатки центробежных насосов

      Преимущества:

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

      Недостатки

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

      Области применения

      Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности.

      Основные из них:

      Водоснабжение и водоотведение

      Водоочистные сооружения

      Энергетика

      Нефтяная и газовая промышленность

      Химическая промышленность

      Целлюлозно-бумажная промышленность

      Горнодобывающая промышленность

      Пищевая

      Фармацевтическая

Основные производители

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

Водоснабжение, водоотведение, водоочистка

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

Нефтехимическая отрасль

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

Химическая промышленность

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

Горнодобывающая отрасль

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

 

 

 

rupumps.com


Categories: Насос

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector