Когда ставится задача организации водоснабжения или перекачки разнообразных жидких сред и коллоидов, чаще всего инструментом для ее решения выступает центробежный насос. Это устройство достаточно простое, надежное, с понятной механикой работы. На современном рынке представлены самые разнообразные модели оборудования данного класса, среди которых можно выбрать вариант, идеально соответствующий потребностям будущего владельца.
Сфера применения
Благодаря своей некоторой универсальности в вопросе характеристик перекачиваемой жидкости, центробежные насосы нашли огромный список вариантов применения. Они используются в нефтегазовой промышленности, устанавливаются в бытовых сетях водоснабжения, работают на автозаправочных станциях.
Без центробежных насосов, компактных и надежных, не может обойтись ни один самолет для борьбы с огнем, набирающий воду в открытых водоемах. Установки такого класса используют пожарные городские службы. Перечислить все сферы применения устройств с центробежным нагнетателем попросту нереально.
Устройство центробежного насоса
Центробежный насос, оптимальное назначение которого заключается в создании постоянного потока жидкости без ее обратного движения — популярное у потребителей устройство. Его конструкция состоит из нескольких крупных функциональных блоков.
- Узел привода, роль которого состоит в создании крутящего момента. В качестве силового агрегата для решения такой задачи может выступать электродвигатель (с питанием от переменного однофазного, трехфазного напряжения, постоянного тока), двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизель).
- Силовой вал, передающий момент на рабочий орган.
- Колесо турбины, оснащенное расположенными под наклоном лопатками, являющееся основным рабочим органом.
- Защитный корпус, который может выполнять функции силового элемента для крепления всех частей конструкции.
В оснащение центробежного насоса также входят подшипники, обеспечивающие плавное вращение, снижение потерь на трение, повышение надежности, а также разнообразные уплотнительные устройства. Характер последних может меняться в зависимости от типа жидкости, для работы с которой создавалась установка.
Кроме этого, центробежные насосы могут оснащаться системами вторичного преобразования потока. Это делается для стабилизации выходного давления или в целях обеспечения подъема жидкости на нужную потребителю высоту.
Принцип работы
Принцип работы центробежного насоса — это забор воды в результате снижения давления во входном патрубке и выброс жидкости с напором из выходного патрубка. Это реализовано благодаря физическому явлению центробежной силы. Чтобы понять, как все работает, нужно пошагово проиллюстрировать принцип действия установки и происходящие процессы.
- При пуске привода начинается вращение рабочего органа — колеса турбины с наклонными лопатками.
- Входной патрубок подает воду в зону оси турбины.
- Захватываясь лопастями, жидкость начинает круговое движение вместе с ними.
- Благодаря наклону лопаток осуществляется быстрый отвод воды к краю круговой области рабочей зоны. Это происходит как под действием центробежной силы вращения, так и из-за силовой механики, обусловленной углом наклона лопасти.
- При движении жидкости от точки отбора происходит падение давления, что обуславливает естественный забор воды из входного патрубка.
- Заканчивая свое движение на краю круговой зоны турбинного колеса, вода перемещается с большой скоростью, создает значительное давление и выбрасывается естественным образом через выходной патрубок.
Такая физика процесса позволяет объяснить, почему центробежный насос способен не только перекачивать воду с поверхности, но и поднимать ее из скважин. При определенных соотношениях габаритов колеса, его оборотов, мощности привода достигаются настолько высокие показатели всасывающей силы, что жидкость легко поднимается из глубины в несколько метров.
Дополнительные элементы конструкции
Если приведенная выше функциональная схема содержит малое число значимых узлов, реальное устройство центробежного насоса включает дополнительные конструкционные элементы:
- передающий трубопровод, по которому жидкость поступает к точке отбора;
- фильтры грубой очистки, решающие задачу недопущения присутствия механических взвесей в турбинной камере;
- системы клапанов, блокирующих нештатное обратное движение жидкости;
- измеритель давления, контролирующий показатели внутри рабочей камеры;
- манометр для контроля выходного потока, поступающего в систему водоснабжения.
В оснащение любого бытового и особенно промышленного центробежного насоса входит запорная арматура.
а может быть ручной или автоматической. Задача узлов этого класса, без которых не обходится не один чертеж системы подачи жидкости — не только защищать насос от нештатных и аварийных ситуаций, но и при необходимости управлять входными и выходными потоками перекачиваемого тела. Проиллюстрировать важность работы запорной арматуры легко на примере дозаторов. Центробежные насосы такого типа действуют по следующей схеме:
- сигнал с управляющего устройства инициирует пуск;
- установленный на выходном патрубке датчик считает перекачанный объем;
- при достижении определенного порогового значения, сигнал счетчика поступает на электронно управляемый затвор выходного патрубка, который перекрывает поток;
- рост давления на выходе отслеживается датчиком, который и останавливает работу двигателя по достижении определенного значения параметра.
Классификация центробежных насосов
Прежде чем рассматривать принятые классификации, по которым устройства сегментируются на рынке для конечного потребителя, следует определиться с терминологией. Центробежные системы — это динамические машины, один из подклассов насосов. В них происходит воздействие на транспортируемое тело как первичной механической силы, так и возникших вторичных физических процессов. Этим центробежные системы отличаются от мембранных, вибрационных, иных типов установок.
Насосы, представленные на современном рынке, исполняются в нескольких категориях и подвидах. Это делается как в целях повышения и обозначения уровня функциональной пригодности устройства, так и его соответствия определенным условиям эксплуатации.
По конструкции узлов
По данному критерию насосы делятся на:
- одноступенчатые и многоступенчатые по числу рабочих колес;
- по числу выходных потоков;
- одностороннего расположения входного патрубка и двустороннего, при этом конструкция может реализовывать как принцип удобства подключения, так и обеспечивать забор увеличенных объемов воды без роста диаметра подводящих шлангов;
- со спиральным, направленным, кольцевым отводом потока, который формируют лопастные колеса;
- с открытым и закрытым колесом турбины.
По способу расположения
Виды центробежных насосов делятся по исполнению конструкции. Поверхностные способны поднимать воду из глубокой скважины или открытого источника, выполняются в корпусах без герметизации. В то же время погружные не могут похвастаться силой всасывания, однако создают значительное выходное давление для подачи жидкости на высоту, выполняются в герметичном корпусе.
По типу перекачиваемых сред
Есть классификация по роду перекачиваемой жидкости. Здесь представлены знакомые среднестатистическому пользователю водяные центробежные насосы с минимальными мерами защиты, а также установки для транспортировки горючих жидкостей, масел, коллоидов, среды с механическими примесями. Все типы устройств по данной классификации имеют отличия в конструкции турбины, систем герметизации, изоляции от внешней среды, искровой защиты и многого другого.
Прочие разновидности
Горизонтальный и вертикальный насос показывают различную степень пригодности для решений с критическими требованиями к эффективности. Это обусловлено характером забора жидкости и другими особенностями работы установок. В частности, вертикальные центробежные агрегаты менее эффективны как гидромашины, однако могут быть более удобны в разрезе монтажа внутри разнообразных конструкций.
Другие деления насосов, представленных на рынке, описывают некоторые особенности примененных инженерных решений.
- Консольный насос собирается на прочной металлической станине, что позволяет избежать взаимного смещения функциональных блоков, снизить или нейтрализовать осевые нагрузки двигателя и турбины.
- Моноблочный вариант установки реализует принцип уменьшения числа движущихся деталей и потерь на трение путем прямого соединения осей двигателя и лопастного колеса.
Существуют и иные классификационные деления, интересные прежде всего специалистам, перед которыми стоит цель выбрать оптимальный вариант устройства для решения задачи с жесткими, точными рамками условий, требований и ограничений.
Рекомендации по установке центробежных насосов
Правильная установка центробежного насоса — залог его стабильной работы, долговечности, соответствия периодов обслуживания заявленным производителем. Но внимательность и следование нормам обеспечивает не только это. Установленный в соответствии с рекомендациями производителя и требованиями отраслевых норм агрегат избавит от таких нежелательных явлений, как избыточный шум, вибрации и связанные с ними ухудшения параметров соединений, износ, а также устранит возникновение разнообразных нештатных и аварийных режимов работы.
Насосы центробежного типа устанавливаются в соответствии с их параметрами по следующим правилам.
- Ось двигателя и блока турбины должны размещаться горизонтально, если обратное не заявлено производителем и не обуславливается особенностями конструктивного исполнения насоса.
- Для установок с непосредственным подключением в разрыв трубопровода, с мощностью до 1 кВт, допускается монтаж с креплением на стену, поверхность пола или иной несущей конструкции.
- Насосы мощностью до 10кВт в обязательном порядке монтируются на металлическую опорную раму, фиксируемую на поверхности земли, пола, силовой структуры. Допускается установка демпфирующих резиновых прокладок между точками опоры и соответствующими площадками конструкции центробежного агрегата.
- Устройства с мощностью более 10кВт обязательно устанавливаются на раму, крепящуюся к бетонной подушке-фундаменту. Габариты последней должны превышать размеры корпуса или консоли насоса на 100 мм во все стороны.
- При установке насоса от крайней точки блока электродвигателя до ближайшей стены или элемента ограждения должно быть не менее полуметра.
- Не допускается теплоизоляция узла привода, двигателя, если это не декларируется инструкциями производителя для конкретных условий эксплуатации.
Важно! Перед тем, как подключать насос к системе трубопроводов, следует вручную проверить работоспособность устройства, отключив его от питания: провернуть вал и турбину без защитного кожуха. Также все подводные и отводящие шланги и трубы должны быть промыты.
Монтаж и подключение трубопроводной сети должны также подчиняться некоторым правилам.
- Подводящие и отводящие патрубки должны подходить к соответствующим точкам присоединения свободно, чтобы по окончании монтажа не создавать усилий на конструкцию насоса.
- При подводе концов трубопровода фланцы должны быть параллельны, для их размещения не допустимо прикладывать значительные усилия, при соединении между поверхностями контактных элементов устанавливаются прокладки (их характер зависит от рода рабочего тела).
- Установка центробежного нагнетателя должна производиться так, чтобы желаемое направление перекачки жидкости соответствовало стрелке на корпусе устройства.
- На выходе насоса обязательно монтируется манометр.
- Механический фильтр на входе установки, если его монтаж не противоречит характеру использования насоса, обязателен.
- Входной и выходной патрубки оснащаются запорной арматурой.
- Для обеспечения возможности слива системы, после выходного патрубка, в самой нижней точке трубопроводной сети монтируется запорная арматура с отводом для дренажа.
Отдельный свод правил касается комплексных структур, систем трубопроводов с несколькими установленными насосами. Самое простое из них относится к монтажу двух нагнетателей в одной точке, параллельно, для создания интенсивного потока жидкости. В этом случае каждый из насосов оснащается обратным клапаном на выходном патрубке.
Среднестатистическому потребителю, который покупает устройство центробежного типа для бытовых нужд, можно дать пару советов. При монтаже нужно точно следовать инструкции производителя оборудования. Если рекомендуется устанавливать насос на ровную горизонтальную поверхность, не стоит думать, что речь идет только о положении осей, и агрегат допустимо закрепить на стене. Это может нарушить работу предохранительных устройств, вызвать повышенный износ комплектующих, снизить рабочие показатели установки.
Основные характеристики центробежных насосов
Чтобы правильно выбрать насос для подачи воды в частный дом из скважины или решения другой задачи, нужно рассматривать не только цифры, приведенные в документации к устройству. Однако для общего ознакомления с параметрами, которые полезны для правильной постановки задачи, разумно привести характеристики устройств для перекачки жидкости.
- Производительность или подача. Данная цифра характеризует количество жидкости, которое насос выбрасывает из выходного патрубка в случае, когда двигатель развивает номинальную мощность.
- Напор — разница в давлениях между входным и выходным патрубком.
- Напорно-расходная характеристика центробежного насоса — данный график показывает зависимость между напором и производительностью установки, позволяет эмпирически проанализировать достаточность подачи на отдельных этажах.
- Высота всасывания показывает, с какой глубины насос способен забирать воду.
- Номинальное давление — показатель, при котором насос в сети водоснабжения может работать в постоянном режиме.
Существует целый ряд параметров, которые полезны для профессионального анализа и проектирования сети водоснабжения, к примеру, частного дома. На практике часто применяются упрощенные методики. Примерная схема выбора насоса выглядит так.
- Делается среднестатистический расчет потребления. Для этого анализируются существующие устройства отбора воды, производится суммирование их показателей. В двух и более этажных домах определяется общая цифра потребления, а также выделяются объемы воды, необходимые для обеспечения комфорта каждого этажа.
- Определяется характер зоны отбора воды. Для скважины учитывается глубина, анализируется место установки насоса (высота от поверхности земли).
- Фиксируются высотные параметры сети водоснабжения. Это делается для двух и более этажных домов.
По этим параметрам уже с достаточной точностью можно выбрать подходящий насос. Характер места забора скажет, какой показатель высоты всасывания должен быть у устройства. По этажности (высоте подъема жидкости) делается расчет и выбор модели по характеристике напора.
Самая важная часть анализа — напорно-расходная характеристика, она покажет, способен ли насос обеспечить поставку воды в объемах комфортного пользования на этажи выше первого. Порядок действий при этом следующий:
- для этажа высчитывается падение напора (метраж подъема);
- на графике находится точка, соответствующая сниженному показателю;
- определяется объем подачи по графику.
Если полученная цифра больше нужного объема для конкретного этажа — насос справится с поставленной задачей. Иначе нужно более производительное или мощное устройство.
Но и при тщательном учете всех особенностей точки отбора воды и сети распределения бывают ошибки. Их причина — отсутствие учета гидравлического сопротивления трубопроводной структуры, зависимостей показателей отбора и давления, анализа соответствующих характеристики насосов. Но это уровень проектирования, недоступный среднестатистическим пользователям.
Распространенные поломки центробежных насосов и методы их устранения.
Центробежный насос — достаточно простое оборудование. Часть неисправностей потребует вмешательства специалистов, которые проведут необходимый ремонт. Но определенный список нештатных режимов работы или неполадок можно устранить самостоятельно.
- При уменьшении напора следует проверить входной патрубок. Если на нем установлены фильтры грубой очистки — провести профилактику. Не лишним будет удаление налета на стенках трубопровода входящего контура.
- Снижение напора устраняется на насосах, оснащенных регулятором оборотов двигателя. По контрольному манометру определяется давление жидкости на выходе, если оно не соответствует номинальному — увеличивается частота вращения привода.
- Повышенный шум, биение вала, вибрация прямо показывает на необходимость замены сальников или обслуживание подшипников. Также это может свидетельствовать о разбалтывании соединений на корпусе. Перед затяжкой следует обязательно отключить устройство и дать двигателю остыть.
- Появление протечек, поток жидкости из кранов под большим давлением свидетельствует о превышении насосом потребностей системы. Снижение подачи производится установкой регулировочной арматуры на входе или гидроаккумулятора с датчиком на выходе.
- Прекращение подачи воды чаще всего связано с попаданием воздуха в систему. Это может свидетельствовать как об отсутствии жидкости на входе, так и превышении номинальной высоты кавитации. В этом случае требуется тщательно проверить состояние источника воды.
- Избыточное выделение тепла — сигнал о том, что пора провести профилактику. Осмотреть подшипники, проверить затяжку сальников, заменить смазку, очистить контактные и клеммные элементы.
Сразу стоит отметить: при аккуратной, внимательной, соответствующей общим правилам и рекомендациям производителя установке неисправности центробежных насосов крайне редко беспокоят владельцев таких агрегатов.
Однако никто не застрахован от неожиданностей. Поэтому разумно проводить периодические осмотры оборудования и профилактику.
Источник: Tehnika.expert
Строение и принцип работы
Строение центробежных насосов для воды имеет довольно простую схему.
Основные характеристики внешнего вида изделий:
- внешняя часть корпуса представляет собой продолговатый цилиндр;
- изделие, которое при применении погружается в воду, имеет диаметральное сечение 10 см;
- изделия для поверхностного функционирования немного больше по диаметру с обустроенными колесами для работы.
Внутреннее наполнение составляет такой перечень элементов:
- каналы для входа и выхода жидкости;
- устройство для нагнетания;
- колесо для обеспечения вращения;
- ротор;
- движок и прочие сопровождающие детали.
Во время работы центробежного насоса с помощью двигателя и ротора колесо начинает вращаться. Благодаря этому вода, которая поступает внутрь направляется от центральной части к боковым. При этом образуется давление, под действием которого жидкость попадает в трубопровод. При этом уменьшается степень давления в центральной части, что позволяет обеспечить поступление новой порции воды. Получаем процесс самовсасывания жидкости, что обеспечивает бесперебойное поступление воды внутрь устройства. В общем, во время работы внутри изделия создается центробежная сила, которая и обеспечивает все необходимые процессы.
Виды насосов
Существует множество современных разновидностей насосов для подачи воды. Рассмотрим более распространённые модели в бытовом применении: погружного и поверхностного типа.
- погружной центробежный насос используется при работе в глубоких источниках. Их на постоянной основе оставляют на глубине, и извлекают только при каких-либо неполадках или полной замене, закрепляя на тросе;
- поверхностный насос устанавливают на поверхности вблизи водоёма. К нему подсоединяют шланг, через который и осуществляется подкачка воды.
Если сравнивать два типа насосов, то следует отметить, что:
- в ремонте и обслуживании поверхностный насос проще, чем глубинный;
- поверхностные насосы слабее и не подкачивают воду, если она находиться на глубине 10 – 12 м ниже уровня земли;
- глубинный центробежный насос более мощный, так как имея одинаковые характеристики с поверхностным он способен выдать напор до 40 м водяного столба, а поверхностный – максимум 30 м;
- в строении погружного изделия присутствует два рабочих колеса, которые размещены последовательно друг за другом, а в поверхностных одно, но диаметр го значительно больше.
Оба вида насосов подразделяют на одноступенчатые и многоступенчатые типы.
- Одноступенчатый тип обустройства имеет большая часть поверхностных приборов и некоторые глубинные, которые относят к слабой категории.
- Многоступенчатый тип преобладает в основном в мощных глубинных изделиях. Отличие в том, что в строении используется несколько рабочих колёс. Причём, увеличивая их количество – усиливаем мощность. Обусловлено это увеличением корпуса, диаметра выходов и рабочих колёс.
Обратим внимание, что такие изменения конечно повышают мощность, но более требовательны в обслуживании. Они чаще выходят из строя, особенно если вода имеет такие составляющие как известь и прочее.
Следующие типы насосов подразделяются по принципу работы ротора: мокрого и сухого типа. В глубинных изделиях, которые имеют мокрый ротор, производят автоматическую смазку в процессе прохождения через них воды. Но мощность у них ниже. У изделий с сухим типом ротора имеют большую мощность, так как двигатель и ротор заключены в отдельную камеру, в которую вода не попадает. Минус заключается в том, что данные модели слишком много потребляют энергии и создают шум.
Нюансы обслуживания
Отличительной чертой центробежных насосов – это частая необходимость их ремонта. Следует отметить, что эта процедура несложная и при минимальных навыках выполнить его своими руками абсолютно несложно. Исключением является проведение капитальных ремонтов.
Обратим внимание на несколько правил, соблюдение которых позволит существенно сократить количество ремонтов. Именно их нарушение приводит к 85% образования поломок.
Итак, они заключаются в таких требованиях:
- функционировать насос должен только при наличии в его рабочей камере;
- чем меньше вода будет иметь примесей, тем реже будем ремонтировать изделие.
Перечислим основные неполадки в работе, которые чаще всего случаются с приборами подачи воды центробежного типа и требуют капитального ремонта:
- перегрев двигателя, впоследствии чего он перегорает. Причина – длительное время работы без жидкости в рабочей камере насоса. В этом случае центробежный двигатель проще заменить, в крайне случае отдать на ремонт в специализированную мастерскую;
- ещё одной причиной запуска двигателя может быть нарушение контактов. К примеру, они отсырели или перегорели. Их необходимо зачистить и снова подсоединить;
- излом кабеля в поверхностных моделях, который легко заменяется новым. Изредка такая поломка случается и с глубинными изделиями. Проверить это можно посредством тестером для электричества;
- рабочие колёса в принципе редко выходят из строя, а вот его детали, такие как подшипники или крепёжные элементы ротора довольно часто. Причиной этому является наличие микрочастиц песка или других примесей в воде. Определить эту поломку можно определить по появлению характерных звуков при работе насоса, сбои во вращении и перебои в подаче воды. При наличии хотя бы одной причины, прибор следует сразу же отключить, разобрать механизм, выполнить его чистку и при необходимости заменить детали.
- Следующая причина нарушения работы прибора для подачи воды – это засорение спиральных каналов. Их функция заключается в нагнетании воды в камеры. Самостоятельный ремонт данных деталей произвести невозможно. Это возможно только в том случае, если имеются специальные навыки в этой отрасли.
Как правильно выбрать насос
Основная характеристика, по которой следует осуществлять выбор насоса центробежного типа – это его мощность.
А на его производительность могут повлиять такие факторы:
- потребляемая мощность;
- размеры рабочих колёс;
- возможный напор жидкости;
- уровень воды, который допустимый для забора воды.
Подробно рассмотрим каждый из приведённых факторов и примеры их расчёта.
- Производительность агрегата центробежного типа можно рассчитать по такой формуле:
- Вычисление необходимой мощности для потребления вычисляют с применением следующей формулы:
Технология установки центробежных насосов
Остановимся на принципе монтажа центробежных насосов для подачи воды.
Принцип их установки аналогичен другим видам.
- Глубинные агрегаты полностью подсоединятся ко всем коммуникациям, прикрепляется к тросу и помещается непосредственно в водоём. Незабываем накануне смонтировать выключатель поплавкового типа. Сложности в установке глубинных насосов нет, но это трудоёмкая работа, которая занимает немало времени.
- Агрегаты поверхностного типа размещают недалеко от водоёма. Предварительно необходимо побеспокоиться об обустройстве его защиты от неблагоприятных климатических условий. Данный прибор не сможет выдержать резких перепадов температуры, особенно в зимнее время. Аналогично глубинному агрегату, поверхностный насос предварительно монтируют со всеми коммуникациями, а затем к нему подключают шланг с обратным клапаном, второй конец которого погружают в водоём. Затем вручную заполняют камеру, это делается единожды при начале работы, и запускают работу насоса.
Как видим все работы по установке и обслуживанию агрегатов по водоснабжению не сложны. Что касается выбора изделия по принципу его действия и других характеристик, то выбор остаётся за потребителями.
Источник: nasoskm.ru
Жидкость в насосе поступает к рабочему колесу вдоль его оси вращения, а затем направляется непосредственно в межлопаточный канал. Жидкая среда, которая находится в межлопаточном канале, при вращении рабочего колеса отбрасывается лопастями к периферии, далее выходит в отвод и затем – в напорный трубопровод, а в многоступенчатых насосах – подается к входу следующего рабочего колеса. Отвод предназначается для сбора жидкости, исходящей из рабочего колеса.
В отводе кинетическая энергия потока жидкости преобразуется в потенциальную энергию (в энергию давления). Это происходит таким образом: движение жидкости в отводе замедляется, поэтому (согласно закону Бернулли) давление ее возрастает. Такое преобразование энергии должно осуществляться с минимальными гидравлическими потерями. На практике это достигается благодаря специальной форме отвода (чаще всего имеющей спиральную форму). Иногда отвод оборудуется специальным направляющим аппаратом, обеспечивающим наиболее оптимальные условия для всасывания насосом жидкости. Такой направляющий аппарат состоит из двух кольцевых дисков, между этими дисками размещаются направляющие лопасти (они изгибаются в сторону, которая противоположна направлению изгибов лопастей рабочего колеса).
Направляющие аппараты конструктивно являются более сложными устройствами, по сравнению со спиральными отводами. Гидравлические потери в направляющих аппаратах довольно существенны, и поэтому их применение ограничивается только некоторыми моделями многоступенчатых насосов. Жидкость в них отбрасывается рабочим колесом к периферии, благодаря чему в центральной части (перед входом в рабочее колесо) создается область пониженного давления, и под воздействием атмосферного давления каждая новая порция жидкости из источника водоснабжения попадает в насос через всасывающий трубопровод. Таким вот образом создается беспрерывный поток жидкости.
Перед запуском в насос необходимо залить воду. Если предварительно не залить в насос жидкость, то на входе не создастся низкое давление, необходимое для всасывания жидкости, и в таком случае насос будет просто работать вхолостую. С целью удержания воды в центробежном насосе, производители обычно рекомендуют перед входным патрубком устанавливать специальный обратный клапан. Выпускаются модели центробежных насосов, в которых обратный клапан уже встроен в насос.
Источник: moskvacenter.com
Особенности конструкции и принцип действия
Устройство и принцип действия центробежного насоса принципиально не изменились с 17 века. Насос состоит из следующих деталей и узлов:
- Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
- Вал, опирающийся на подшипники.
- Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
- Корпус с направляющими поток профилями.
- Уплотнения на валу.
- Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
- Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.
Кроме перечисленных основных узлов, насос центробежный комплектуется вспомогательными:
- Входные и выходные шланги или трубопроводы.
- Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
- Фильтр.
- Манометр для измерения давления жидкой среды.
- Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
- Краны и вентили для управления напором.
Принцип действия центробежного насоса несложен:
- При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
- Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
- Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
- Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.
В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.
Преимущества и недостатки
Большая популярность устройства центробежного типа обуславливается его несомненными достоинствами:
- Высокая эффективность.
- Простота конструкции.
- Постоянство характеристик создаваемого потока: скорости и напора.
- Компактность и относительно малый вес.
- Простое техобслуживание. Достаточно общих навыков слесарных работ.
- Высокая надежность, большой срок наработки на отказ.
Кроме достоинств, данному типу гидромашин свойственен ряд недостатков:
- Для запуска необходимо заполнить рабочую камеру жидкой средой. Нарушение этого правила приводит к быстрому износу и выходу из строя.
- Малый напор, создаваемый рабочим колесом.
Чтобы обеспечить эффективное функционирование центробежного устройства, при монтаже приходится предусматривать схему заполнения рабочей камеры водой, через перепускные патрубки или заливные горловины.
Для повышения напора приходится ставить центробежные электронасосы в каскад.
Классификация
Рынок полон предложений самых разнообразных моделей центробежных систем. Основные типы центробежных насосов представлены в следующей классификации:
- По параметрам потока:
- большого напора;
- большой подачи;
- загрязненных сред;
- По типу агрегата:
- консольные;
- двухстороннего входа;
- многоступенчатые;
- По типу привода:
- электродвигатель;
- двигатель внутреннего сгорания;
- ручной;
- По типу всасывания:
- самовсасывающие;
- эжекторные;
- инжекторные;
- По степени автоматизации управления:
- ручное;
- полуавтоматическое;
- автоматическое;
- По мобильности:
- стационарные;
- передвижные.
Кроме того, по месту установки относительно уровня жидкости в емкости различают
- поверхностные;
- погружные.
В быту применяются в основном одноступенчатые центробежные насосы.
Сферы применения
Трудно сегодня найти отрасль быта или промышленности, в которой использовались бы жидкие среды и не применялись центробежные насосы. Самыми популярными областями применения стали:
- Водоснабжение всех уровней и масштабов — от водозаборных станций до промышленных предприятий и от жилых домов до станций очистки стоков.
- Перекачка технологических жидкостей на промышленных установках и между объектами производства.
- Циркуляция теплоносителя в системах отопления, централизованных или локальных.
- Циркуляция воды в стиральных и посудомоечных машинах.
- Орошение сельскохозяйственных посадок.
- Подача воды в поилки и перекачивание молока на продуктивных фермах.
- Циркуляция антифриза в системе охлаждения автомобильного двигателя и климатических установках.
- Заполнение и осушение балластных цистерн на надводных судах и подводных лодках.
- Транспортировка сырья на предприятиях пищевой промышленности и при массовом производстве напитков.
Циркуляционные насосы применяются везде, где используются жидкости и не требуется сверхвысокий напор или усилие всасывания. Для специальных приложений служат устройства других типов — вибрационные, роторные, поршневые или индукционные.
Как правильно выбрать центробежный насос
Чтобы правильно выбрать устройство, начинать лучше не с обзоров и рейтингов и уж тем более не с пафосных рассказов продавцов консультантов. Они знают все о своих агрегатах, но ничего — о ваших потребностях. Эти потребности следует определить, измерить или оценить и зафиксировать, лучше всего — записать. Итак:
- Назначение приобретаемого агрегата
- Полив садового участка.
- Откачка воды из подвала.
- Подача воды из скважины.
- Что-либо еще.
- Место установки — поверхностное или погружное. Этот параметр часто определяется уже в процессе консультации и покупки.
- Высота от места установки до зеркала воды для определения всасывающего усилия.
- Высота от места установки до самой высокой точки водоразбора и расстояние по горизонтали от скважины (колодца, емкости) до места установки для определения напора.
- Потребность (в кубометрах в час и в кубометрах в день) для подбора системы достаточной производительности и ресурса.
- Стабильность электропитания в месте установки для определения необходимости в приобретении стабилизатора напряжения. Многие системы автоматики стабильно работают только в определенном диапазоне напряжения.
- Допустимое энергопотребление для определения мощности двигателя.
- Бюджет, минимальный и максимальный.
И вот с этой бумажкой можно смело атаковать продавца-консультанта. Теперь, вместо того, чтобы продать вам самую дорогую систему, он будет вовлечен в процесс осмысленного выбора оптимального варианта.
Подготовка к работе
В отличие от вибрационных насосов, не требующих для начала работы заполнения всей рабочей камеры жидкой средой, центробежный не сможет начать перекачку «на сухую». Параметры упругости воздуха сильно отличаются орт параметров воды, и ротор будет просто крутиться вхолостую, не создавая требуемого разряжения. Это приведет к перегреву и преждевременному износу устройства вплоть до выхода его из строя.
Эту техническую проблему решают различными способами
Заливка воды из трубопровода
Способ применяется для стационарных систем водоснабжения с фиксированным расположением трубопроводов. Схему постоянно работающего водоснабжения строят таким образом, чтобы центробежный насос находился в нижней точке, и выше его по уровню всегда были заполненные водой трубы. На всасывающем трубопроводе ставят обратный клапан, препятствующий вытеканию воды обратно в колодец, скважину или емкость. Такую систему надо заполнить водой только при первом старте, все последующие будут происходить в «мокром» режиме.
Если система используется эпизодически или обратный клапан, по каким – либо причинам установить не удается, применяют другие способы. Обвязку насоса монтируют таким образом, чтобы иметь возможность подать воду из трубопровода в обратную сторону, до заполнения рабочей камеры и всасывающего трубопровода. Воздух при этом выпускают через односторонний воздушный клапан. Как только свист воздуха из него прекратится и появится вода — значит, система заполнена и можно включать насос.
Для заливки из трубопровода высокого давления используют понижающий давление эжектор. Заливка также производится до момента появления жидкости.
Еще один способ применяют на крупных насосных станциях высокой степени автоматизации. Там для откачки воздуха используют вакуумный насос, и после заполнения рабочей камеры и срабатывания датчика наличия воды автоматика запускает установку.
Заливка воды из резервуара
Если в трубопроводе нет воды, то ее заливают из временно или постоянно присоединенного к выходному патрубку резервуара, снабженного вентилем. В стационарных системах резервуар монтируют постоянно, перед пуском вентиль открывают, и вода заполняет рабочую камеру и подающий трубопровод. Осуществляют запуск насоса. Убедившись в успешном запуске по ровному низкому звуку его работы, вентиль закрывают.
Мобильные системы, например, садовые насосы или насосы для систем фильтрации надувных бассейнов, заполняют из ведра или лейки, отвинтив крышку фильтра грубой очистки до тех пор, пока не перестанут выходить пузырьки воздуха и не покажется зеркало воды. Далее крышку закрывают и запускают прибор.
Эксплуатация и ремонт
Весной техники в окружающем нас мире пока не создано, и центробежные насосы также подвержены неисправностям. Благодаря простоте устройства перечень их короток.
Главная причина неисправности устройства — это работа без воды.
К выходу из строя электродвигателя также могут привести броски напряжения в питающей электросети.
Если внимательно следить за этими факторами риска — прибор успешно отработает не только гарантийный срок, но будет работать на вас еще долгое время.
Еще один фактор риска — это загрязнение рабочей камеры при перекачке грязной воды, например, из канавы. Трава и другой мусор могут намотаться на лопатки, препятствуя их вращению. Если камера выполнена разборной, то можно аккуратно снять часть корпуса и вытащить мешающий мусор. После этого насос, как правило, продолжает работать, только следует подумать об установке фильтра на входе.
С более серьезным техническим обслуживанием и ремонтом неполадками, особенно связанными с разборкой герметичного корпуса электродвигателя у погружных насосов, лучше обращаться в ремонтную мастерскую. Вряд ли вам удастся самостоятельно восстановить герметичность и избежать пробоя напряжения на корпус или в воду, а это чревато серьезным риском для жизни.
Источник: stankiexpert.ru