Схема центробежного насоса

В любой технологической линии, содержащей жидкость, не обойтись без самовсасывающих насосов, способных перекачивать её через себя. При устройстве автономного водоснабжения частного дома такой агрегат входит в состав насосной станции, подающей воду из скважины или колодца до водоразборных точек внутри дома. Самым распространённым типом насосов для выполнения такой работы является центробежный. К ним относятся 75% всех гидравлических машин для перекачки воды, нефтепродуктов, химикатов, смесей воды с твёрдыми частицами и других жидких материалов.

Принцип работы

Действие центробежного насоса основано на законах гидродинамики, на придании жидкости, поступающей в замкнутый корпус спиралевидной формы, динамического воздействия через вращающиеся лопасти ротора. Эти лопасти имеют сложную форму с изгибом в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Они закреплены между двумя дисками, насаженными на ось, и сообщают динамику жидкости, заполняющей пространство между ними.

Возникающая при этом центробежная сила относит её из центральной части корпуса, расположенной в районе оси вращения рабочего колеса к его периферии, и дальше — в отводящую трубу. В результате действия центробежной силы в центре корпуса создаётся разреженная область пониженного гидравлического давления, которая заполняется новой партией жидкости из подающего патрубка. Необходимый напор в трубопроводе создаётся разницей давлений: атмосферного и внутреннего, в центральной части рабочего колеса. Работа насоса возможна только при полном заполнении корпуса водой, в «сухом» состоянии колесо будет вращаться, но необходимой разницы давления не возникнет и перемещения жидкости из подающего трубопровода не будет.

Устройство

Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть. В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:

• двигатель
• спиральный корпус — «улитка»
• рабочее колесо — крыльчатка
• рабочий вал
• уплотнение вала
• подшипник вала
• входной патрубок (фланец)
• выходной патрубок (фланец)

Корпус центробежного насоса может быть монолитным, или разъёмным — для удобства ремонта и ухода за агрегатом. Особые требования к внутренней поверхности корпуса — она должна быть максимально гладкой, все неровности и дефекты затрудняют прохождение жидкости и снижают эффективность работы центробежного насоса.

Отвод жидкости проходит через спиралевидную камеру с расширением к выходу, поэтому такие центробежные насосы часто называют «улиткой». Отводящая камера переходит в патрубок, к которому подсоединяется напорный трубопровод.

Главная деталь лопастного насоса — рабочее колесо-ротор. От него передаётся в перемещаемую жидкую среду механическая энергия вращения вала двигателя. Для повышения эффективности действия центробежного насоса в корпусе могут быть установлены несколько роторов на одном валу. Такой агрегат способен выдавать на выходе высокое давление, и называется многоступенчатым.

По конструкции рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Вариант, при котором лопасти закрыты с боков дисками, более эффективен, в нём отсутствуют ненужные перетекания жидкости из одной полости в другую.

Приборы и арматура

Для нормальной работы центробежного насоса нужны дополнительные узлы и приборы:

• Приёмный обратный клапан. Способствует сохранению воды в проточной части, если перекачивается вода — оснащается сеткой для грубой очистки.
• Задвижка на всасывающем патрубке.
• Кран для выпуска воздуха при наполнении водой рабочей камеры.
• Обратный клапан на напорной трубе, препятствующий ходу воды в корпус при работе другого агрегата.
• Задвижка на выходной трубе для запуска и контроля напора воды.
• Вакуумметр, измеряющий степень разрежения на входе в проточную камеру.
• Манометр для измерения напора.
• Предохранительный клапан для защиты от гидроудара.
• Приборы автоматического контроля (комплектуются при работе в составе производственного комплекса оборудования различного назначения)

Классификация

В промышленности и в быту применяются тысячи центробежных насосов. Чётко классифицировать их без привязки к узкой области применения сложно, можно разделить их по типам относительно только самых общих свойств:

• Число ступеней (рабочих роторов): одноступенчатые, двухступенчатые,многоступенчатые. Общая мощность напора складывается из давления создаваемого одной крыльчаткой.
• Ось вращения: горизонтальный рабочий вал, вертикальное расположение вала (скважинные).


• Способ установки: поверхностные, полупогружные (помпы центробежного типа для выкачивания жидкостей из углублений), погружные (для работы в глубоких колодцах и скважинах, с подвесом на тросе).
• Забор воды: нормальное всасывание (вода заполняет рабочую камеру самотёком), самовсасывающие (для подъёма жидкости с глубины через подающий шланг, требуется заливка всей системы)
• Расположение входного и выходного патрубка: классическое (входной — по центру, по оси рабочего вала, выходной — сверху), расположение In-Line (всасывающая и напорная труба расположены по одной оси).

kotel.guru

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

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, конструкция и особенности работы насосного комплекта

Различные производители выпускают индивидуальные модели откачивающих приспособлений, и все они отвечают конкретным техническим характеристикам, особенностями функционирования, и имеют отдельный принцип действия. Устройство центробежного насоса подразумевает под собой рабочий механизм с присутствующим накопительным либо мембранным резервуаром, в который поступает выкачанная из источника вода. Оборудование, оснащенное подобным образом, считается полноценной насосной станцией, однако это не мешает ему использоваться в домашних условиях.

Обратите внимание! Центробежный насос — это установка, которая может работать с воздухом и поставлять его по прикрепленным шлангам в нужное место.

Самовсасывающая конструкция обладает хорошим и прочным корпусом спирального типа. Этот механизм помещен во внутрь жестко зафиксированных рабочих колес, которые по обеим сторонам оборудованы дисками с отогнутыми лопастями. По обеим сторонам насоса имеются патрубки, к которым закрепляются шланги для забора и поставки воды. Таким образом выглядит принцип конструкции механизма.

Правила выбора и особенности функционирования насоса

Если у вас нет опыта в эксплуатации центробежных насосов, следует определиться с техническими особенностями механизма, а также критериями действия, на основе чего можно делать выбор приспособления для скважины или колодца. Перед покупкой, нужно помнить, что центробежный насос должен обладать следующими характеристиками:

• глубина погружения всасывающего шланга;
• предельно допустимый напор, который способен выдавать центробежный насос;
• рабочая производительность — это единица, указывающая на количество воды в литрах, которое способен выкачивать прибор в течение 1 часа;
• следите за рабочими данными: в идеале они должны совпадать с теми указаниями, что имеются в паспорте к устройству (продавец должен продемонстрировать возможности агрегата);
• начинайте поиск подходящей модели с замера глубины колодца и высоты водопровода, в который будет происходить транспортировка жидкости.

Ниже приведенная схема центробежного насоса подробно рассказывает о принципе действия установки, при подключении его в рабочее положение.

Рабочий режим и принцип самовсасывающего насоса берет свое начало из емкости (колодца, скважины или другого источника): закачивает воду через водозаборный шланг и пропускает ее во внутреннюю емкость насоса. Благодаря поступившей жидкости происходит вращение рабочего колеса с лопастями. При подобном воздействии образуется центробежная сила, вытесняющая жидкость из насоса в выходной патрубок, откуда она поступит по шлангу в подключенный трубопровод.

За счет правильного действия оборудования на момент подключения насоса в сеть повышается давление в механизме и происходит беспрерывная подачи воды в напорный водопровод. Такой принцип является правильным.

Важно! Если в процессе выполнения работы, вы заметили некоторые недостатки или перегрев конструкции, обязательно отключите ее от сети и проверьте функционирование позже. Если ничего не изменилось, нужно показать установку специалистам, возможно требуется ремонт.

Виды центробежных насосов

Встречается несколько распространенных типов центробежных насосов, и каждый из них отвечает собственным характеристикам. Обычно классификация центробежных насосов подразделяет приборы по назначению и целям применения.

1. Погружные насосы — приборы, опускающиеся в воду с учетом определенной глубины. В зависимости от модели погружной конструкции эта величина может варьироваться.
2. Поверхностные установки в свою очередь подразделяются на самовсасывающие и вихревые. Их особенность заключается в отличии допустимой глубины и мощности напора водяного столба.
3. Циркуляционные приборы подходят для любого источника, иногда встречаются в промышленных и заводских помещениях.
4. Дренажные насосы — устройства погружного типа. Обычно применяется для выкачивания технической жидкости, стоков, подвалов и воды с загрязнениями.
5. Фекальные насосы представляют собой само выкачивающий механизм, работающий с отходными жидкостями. Устанавливается к выгребным ямам, септикам и канализационным люкам.

Подобный агрегат способен работать в условиях индивидуального типа: то есть для конкретных водопроводов и систем водоснабжения. В зависимости от фирмы-производителя будет изменяться глубина всасывания установки.

prokommunikacii.ru

Схематически центробежный насос (рис. 1) состоит из рабочего колеса, снабженного лопастями и установленного на валу в спиральном корпусе. Жидкость в рабочее колесо поступает в осевом направлении. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении рабочего колеса, жидкость прижимается к стенке корпуса и выталкивается в нагнетательное отверстие по касательной к рабочему колесу. При этом на входе в насос давление падает, и в рабочее колесо устремляется жидкость, находящаяся под более высоким давлением, например, под атмосферным давлением при выкачивании жидкости из открытого резервуара.

Центробежные насосы широко распространены благодаря ряду преимуществ, которыми они обладают по сравнению с другими типами насосов. Их основными достоинствами являются непрерывность подачи жидкости, простота устройства и, следовательно, относительно низкая стоимость и высокая надежность, достаточно высокий (порядка 0,6—0,8) к. п. д., большая высота всасывания. Они легко поддаются автоматизации управления.

Рис. 1. Схема центробежного насоса:
1 — рабочее колесо; 2 — вал; 3 — корпус; 4 — лопасть.

Рис. 2. Насос типа К:
1 — колпачная гайка; 2— уплотнительное кольцо; 3 — крышка корпуса; 4 — корпус;
5 — рабочее колесо; 6 — шпонка; 7 — канал гидравлического уплотнения;
8 — сальниковая набивка; 9 — нажимная букса; 10 — вал;
11— шпилька; 12 — подшипники; 13 — полумуфта;
14 — кольцо гидравлического уплотнения; 15 — грундбукса; 16 — разгрузочное отверстие.

Направление изгиба у лопастей противоположно направлению вращения колеса. Количество лопастей находится обычно в пределах 6—8, но для насосов, предназначенных для перекачки загрязненных жидкостей, число их уменьшают до 2—4. Этим увеличивают сечение каналов для прохода взвешенных частиц. Форму и размеры проточной части колеса определяют расчетом. При этом учитывают его механическую прочность и технологичность изготовления.

Колеса изготовляют путем литья, материалы для них выбирают с учетом агрессивности перекачиваемой среды. Большинство насосов имеют чугунные колеса. Для перекачивания агрессивных сред применяют колеса из бронзы, нержавеющей стали, керамики, пластмасс и др. Колеса крупных насосов, испытывающие большие напряжения, изготавливают из углеродистой или марганцовистой стали.

Передний диск колеса имеет обточенную цилиндрическую поверхность, которой он входит в крышку корпуса насоса. В крышке, в свою очередь, запрессовано уплотнительное кольцо.

Зазор между колесом и крышкой должен быть минимальным но обеспечивающим свободное (без трения) вращение колеса Обычно его выбирают в пределах 0,4—0,6 мм. С увеличением зазора возрастает количество жидкости, перетекающей из напорной полости во всасывающую под влиянием разности давлений (рис. 4). Такое перетекание нежелательно, так как оно снижает к. п. д. насоса.

Рис.3. Возможное расположение патрубка центробежных насосов

Рис. 4. Схема перетока жидкости в корпусе насоса:
1 — корпус; 2 — рабочее колесо.

Во время работы насоса с односторонним входам жидкости в колесо возникает осевое гидравлическое давление, причиной которого является то, что в силу несимметричности рабочего колеса передний и задний диски его имеют различные площади поверхности. Известно, что сила, действующая на торцовую поверхность каждого диска, равна произведению давления и площади диска. Так как площадь переднего диска значительно меньше площади заднего, то и сила, действующая на задний диск, больше силы, действующей на передний. Разность этих сил и вызывает осевое давление, которое направлено навстречу всасываемой жидкости и стремится сместить вал вперед. Для уравновешивания осевого давления в ступице колеса одноколесных насосов делают разгрузочные отверстия (см. рис. 3), а задний диск подобно переднему снабжают кольцевым уплотнением. Вследствие этого снижается давление в полости между валом насоса и кольцевым уплотнением заднего диска. Давление здесь примерно равно давлению на входе в колесо. Суммарная площадь разгрузочных отверстий обычно принимается в 4 раза большей площади кольцевого зазора в уплотнении. Так удается приблизительно выравнять усилия, действующие на торцовые поверхности переднего и заднего дисков.

Наличие разгрузочных отверстий на 4—6% снижает к. п. д. насоса, так как появляется дополнительный переток жидкости из нагнетательной во всасывающую полость через уплотнение заднего диска. Однако такой способ уравновешивания осевого усилия оправдан благодаря своей простоте. Остаточное осевое давление, возникающее в результате неточности изготовления или неравномерной выработки деталей уплотнения, воспринимается подшипниками.

Во время работы насоса давление в полости между уплотнением заднего диска колеса и валом равно давлению на входе в колесо, т. е. оно ниже атмосферного. В силу этого в зазор между валом насоса и сальником будет подсасываться атмосферный воздух. Это может привести к падению разрежения во всасывающей линии насоса и к срыву его работы.

Во избежание проникновения воздуха в корпус насоса в узле сальника устраивают гидравлический затвор. Для этого по середине длины сальника (см. рис. 3) устанавливают кольцо гидравлического уплотнения, которое через отверстие, просверленное в теле корпуса, сообщается с нагнетательной полостью насоса. Таким образом, в сальнике всегда поддерживается давление выше атмосферного. У некоторых типов насосов конструктивно невозможно просверлить косое отверстие, поэтому вместо него применяют наружные трубки.

Узел сальника состоит из грундбуксы, сальниковой набивки, кольца гидравлического уплотнения, нажимной буксы и двух шпилек с гайками.

Сальниковая набивка представляет собой хлопчатобумажный шнур квадратного сечения, пропитанный техническим жиром.

Вал насоса обычно выполняют из стали 35 или стали 45. У насосов для перекачки агрессивных жидкостей валы изготавливают из нержавеющей стали. Для увеличения срока службы валы крупных насосов в передней части имеют сменные защитные втулки, предохраняющие их от выработки в месте установки сальника.

Рис. 5. Насос типа КМ:
1 — корпус; 2 — рабочее колесо; 3 — вал электродвигателя; 4 — электродвигатель.

В моноблочном консольном насосе типа КМ (рис. 5) корпус крепится к фланцу электродвигателя, а рабочее колесо насаживается на его удлиненный вал. В остальном же конструкция этого типа насоса подобна конструкции консольного. Насосы типа КМ имеют те же параметры, что и насосы типа К. Достоинствами насосов КМ являются меньшие, по сравнению с насосами К, габариты и масса, а также низшая стоимость. Они более надежны в работе, так как исключается возможность поломки или расцентровки муфты, не требуется постоянный контроль за уровнем масла, уровень шума у них несколько ниже, отпадает необходимость в центровке полумуфт при монтаже.

Не рекомендуется применять моноблочные насосы для перекачки горячих жидкостей, так как тепло от корпуса передается электродвигателю, а это затрудняет его работу и уменьшает срок службы.

Горизонтальные насосы с двусторонним входом жидкости (рис. 6) выпускаются двух типов — Д и НД. Эти насосы имеют большую подачу и напор, чем консольные. Вал у них крепится на выносных опорах, а рабочее колесо располагается примерно посередине вала, который благодаря двустороннему входу жидкости в рабочее колесо не подвергается осевому давлению. В нижней части корпуса, имеющего осевой разъем, располагаются всасывающий и нагнетательный патрубки. Такая компоновка насоса обеспечивает его компактность и удобство в эксплуатации. Узел вала может быть вынут в сборе без отсоединения насоса от всасывающего и напорного трубопроводов.

Рис. 6. Насос типа Д:
1 — корпус; 2 — рабочее колесо; 3 — вал; 4 — корпус подшипников; 5 — подшипники.

Подача одноступенчатых вертикальных насосов (рис. 7) находится в пределах 3600—43000 м³/ч. Вертикальное расположение вала насоса позволяет сократить площадь насосной станции.

Насос соединен с электродвигателем промежуточным валом. При длине его более 1,5 м на нем устанавливают направляющие подшипники.

Рис. 7. Схема установки вертикального насоса:
1 — насос; 2 — электродвигатель.

Многоступенчатые горизонтальные насосы (рис. 8)  применяются для создания больших напоров при сравнительно небольших подачах. Такой насос имеет несколько рабочих колес, установленных на общем валу. Его работа подобна работе нескольких однотипных насосов, соединенных последовательно. Напор, развиваемый таким насосом, близок к сумме напоров, создаваемых каждым колесом в отдельности.

Рис. 8. Схема многоступенчатого насоса:
1 — корпус; 2 — вал; 3 — рабочее колесо; I — IV — ступени.

Также предусматривается изготовление многоступенчатых насосов с напором до 1600 м вод. ст.

Распространены три конструктивные схемы многоступенчатых насосов: многоступенчатые секционные (МС), многоступенчатые спиральные с рабочими колесами одностороннего входа (М) и многоступенчатые спиральные, у которых первое колесо имеет двусторонний вход, а остальные — односторонний (МД).

Многоступенчатые секционные насосы имеют однотипные секции с торцовым разъемом, что позволяет их унифицировать и выпускать серийно с различными параметрами. Напор их зависит от числа секций. Вместе с тем эксплуатация таких насосов затрудняется, так как их ремонт и осмотр связан с полной разборкой и отсоединением насоса от трубопроводов.

К. п. д. многоступенчатых насосов несколько ниже к. п. д. одноступенчатых, так как у них перетекает больше жидкости через уплотнения в каждой ступени. Насосы серии МД сходны по конструкции с насосами серии М. Наличие первого колеса двустороннего входа у насосов МД улучшает разгрузку вала от осевого усилия и повышает способность насоса всасывать горячую воду.

Насосы для химически активных жидкостей: химический консольный на отдельной стойке (X); химический погружной (ХП); химический герметичный в моноблочном исполнении (ХГ); химический консольный для перекачки жидкости с твердыми включениями (АХ); химический погружной для перекачки жидкости с твердыми включениями (ХПА); химический погружной с выносными опорами (ПХП). Промышленность выпускает также насосы с двусторонним входом типа НДв (НДв-х), и многоступенчатые секционные насосы типа МС в химически стойком исполнении. Центробежные химические насосы конструктивно подобны насосам в обычном исполнении. Материалами для изготовления деталей этих насосов служат нержавеющие стали марок Х18Н9Т, ЭИ654, Х28, пластмассы, титан и другие материалы.

Для предотвращения протекания перекачиваемой жидкости через сальник некоторые химические насосы оборудуют специальным устройством — импеллером, представляющим собой рабочее колесо с малой площадью сечения проточной части. Торец импеллера имеет кольцевое уплотнение. Во время работы импеллер откачивает жидкость, прорывающуюся к сальнику через зазоры в кольцевом уплотнении, и возвращает ее в напорную полость. В полости между кольцевым уплотнением заднего диска и валом создается разрежение, которое предотвращает утечку жидкости.

Фекальные центробежные насосы предназначены для перекачивания жидкостей, загрязненных механическими примесями, находящимися во взвешенном состоянии. Они бывают горизонтальные и вертикальные с осевым подводом жидкости.

Характерной особенностью фекальных насосов является небольшое количество (2—3) лопастей в рабочем колесе и наличие в корпусе специальных лючков, предназначенных для осмотра и чистки.

К сальнику фекального насоса подводят чистую воду под давлением, равным давлению в напорном трубопроводе или выше его. Это предотвращает просачивание через сальник грязной воды и продлевает срок службы набивки и защитной втулки вала

Количество показов: 42362
Рейтинг:  3.51

www.promtk.net

Другие статьи по теме:

Насос в системе отопления Вакуумный насос своими руками Регулировка гидроаккумулятора и реле давления Насос для воды в квартиру Как работает тепловой насос для отопления дома Насос для скважины с автоматикой