Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Центробежные насосы: устройство и классификация

Центробежные насосы: устройство и классификация.

Центробежные насосы — наиболее распространённые насосы предназначенные для подачи холодной или горячей воды, вязких или агрессивных жидкостей, сточных вод, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом, раздробленным каменным углём. Действие центробежных насосов основано на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влиянием возникающей центробежной силы частицы подаваемой среды из рабочего колеса перемещаются в корпус насоса и далее, а на их место под действием давления воздуха поступают новые частицы, обеспечивая непрерывную работу центробежного насоса.

По вопросам приобретения центробежных насосов обращайтесь по телефону (495) 772-78-29. Свои заявки отправляйте на электронный ящикzakaz@energomet.ru.

Центробежные насосы: устройство и классификация.

Центробежные насосы состоят из следующих основных элементов: спирального корпуса, рабочего колеса, расположенного внутри корпуса и сидящего на валу. Рабочее колесо на вал насаживается с помощью шпонки.
Вал вращается в подшипниках, в месте прохода вала через корпус для уплотнения устроены сальники. Вода в корпус центробежного насоса поступает через всасывающий патрубок и попадает в центральную часть вращающегося рабочего колеса.

Под действием лопаток рабочего колеса центробежного насоса жидкость начинает вращаться и центробежной силой отбрасывается от центра к периферии колеса в спиральную часть корпуса (в турбинных насосах в направляющий аппарат) и далее через нагнетательный патрубоков напорный трубопровод. В результате действия лопаток рабочего колеса на частицы воды кинетическая энергия двигателя преобразуется в давление и скоростной напор струи.

Напор центробежного насоса измеряется в метрах столба перекачиваемой жидкости. Всасывание жидкости происходит вследствие разрежения перед лопатками рабочего колеса.

Для создания большего напора и лучшего отекания жидкости лопатками придают выпуклую специальную форму, причем рабочее колесо должно вращаться выпуклой стороной лопаток в направлении нагнетания.

Центробежные насосы должны быть оборудованы следующей арматурой и приборами:

1. приемным обратным клапаном с сеткой, предназначенным для удержания в корпусе и всасывающем патрубке насоса воды при его заливе перед пуском; сетка служит для задержания крупных взвесей, плавающих в воде;

3. вакуумметром для измерения разрежения на всасывающей стороне. Вакуумметр устанавливается на трубопроводе между задвижкой и корпусом насоса; краном для выпуска воздуха при заливе (устанавливается в верхней части корпуса); обратным клапаном на напорном трубопроводе, предотвращающем движение воды через центробежный насос в обратном направлении при параллельной работе другого насоса;

4. задвижкой на напорном трубопроводе, предназначенной для пуска в работу, остановки и регулирования производительности и напора центробежного насоса;

5. манометром на напорном патрубке для измерения напора, развиваемого центробежным насосом;

6. предохранительным клапаном на напорном патрубке за задвижкой для защиты центробежного насоса, напорного патрубка и трубопровода от гидравлических ударов; устройством для залива насоса.
В связи с тем, что центробежные насосы часто включаются в основной комплекс оборудования для регулирования режимов работы различного назначения, они могут быть оборудованы разнообразными приборами автоматики.

Центробежные насосы классифицируют по:

1. числу колес (одноступенчатые (одноколесные), многоступенчатые (многоколесные); кроме того, одноколесные насосы выполняют с консольным расположением вала – консольные;
2. напору (низкого напора до 2 кгс/см2 (0,2 МН/м2), среднего напора от 2 до 6 кгс/см2 (от 0,2 до 0,6 МН/м2), высокого напора больше 6 кгс/см2 (0,6 МН/м2));
3. способу подвода воды к рабочему колесу (с односторонним входом воды на рабочее колесо, с двусторонним входом воды (двойного всасывания));
4. расположению вала (горизонтальные центробежные насосы, вертикальные центробежные насосы);
5. способу разъема корпуса (с горизонтальным разъемом корпуса, с вертикальным разъемом корпуса);
6. способу отвода жидкости из рабочего колеса в спиральный канал корпуса (спиральные и турбинные центробежные насосы). В спиральных насосах жидкость отводится непосредственно в спиральный канал; в турбинных жидкость, прежде чем попасть в спиральный канал, проходит через специальное устройство – направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);
7. степени быстроходности рабочего колеса (тихоходные, нормальные, быстроходные центробежные насосы);
8. роду перекачиваемой жидкости (водопроводные, канализационные, кислотные и щелочные, нефтяные, землесосные и др. центробежные насосы);
9. способу соединения с двигателем (приводные (с редуктором или со шкивом), непосредственного соединения с электродвигателем с помощью муфт). Насосы со шкивным приводом встречаются в настоящее время редко.

Центробежные насосы являются одной из самых распространенных разновидностей динамических гидравлических машин. Они широко применяются: в системах водоснабжения, водоотведения, в теплоэнергетике, в химической промышленности, в атомной промышленности, в авиационной и ракетной технике и др.

Рис. 1 Принципиальная схема центробежного насоса:
1 — рабочая камера; 2 — рабочее колесо; 3 — направляющий аппарат; 4 — вал;
5 — лопатка рабочего колеса;
6 — лопатка направляющего аппарата; 7 — нагнетательный патрубок;
8 — подшипник; 9 — корпус насоса (опорная стойка);
10 — гидравлическое торцовое уплотнение вала (сальник);
11 — всасывающий патрубок.

На рабочем колесе имеются лопатки (лопасти), которые имеют сложную форму. Жидкость подходит к рабочему колесу вдоль оси его вращения, затем направляется в межлопаточный канал и попадает в отвод. Отвод предназначен для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса, и преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию, в частности в энергию давления. Указанное выше преобразование энергии должно происходить с минимальными гидравлическими потерями, что достигается специальной формой отвода.

Корпус насоса предназначен для соединения всех элементов насоса в энергетическую гидравлическую машину. Лопастный насос осуществляет преобразование энергий за счет динамического взаимодействия между потоком жидкой среды и лопастями вращающегося рабочего колеса, которое является их рабочим органом. При вращении рабочего колеса жидкая среда, находящаяся в межлопаточном канале, лопатками отбрасывается к периферии, выходит в отвод и далее в напорный трубопровод.

Рис. 2 Схема многоступенчатого центробежного насоса

В центральной части насоса, т. е. на входе жидкости в рабочее колесо насоса, возникает разрежение, и жидкая среда под действием давления в расходной емкости направляется от источников водоснабжения по всасывающему трубопроводу в насос.
Частоту вращения рабочего колеса насоса обозначают через n (об/мин), а угловую скорость — через ω .
Связь между ω и n определяется выражением
ω = π n / 30

В настоящее время промышленностью выпускается большое количество различных типов центробежных насосов, которые можно классифицировать по следующим признакам:

Рис. 3 Схема двухпоточного центробежного насоса

по числу ступеней (колес): одноступенчатые (рис. 1), двухступенчатые, многоступенчатые (рис. 2);
по числу потоков: однопоточные, двухпоточные (рис. 3), многопоточные;
по условиям подвода жидкости к рабочему колесу: одностороннего входа (рис. 1), двустороннего входа (рис. 4);
по условиям отвода жидкости из рабочего колеса: со спиральным отводом (рис. 1), с кольцевым отводом, с направляющим аппаратом; по конструкции рабочего колеса: с закрытым рабочим колесом, с открытым рабочим колесом (рис. 5);
по способу привода: с приводом через соединительную муфту, с приводом через редуктор и др.;
по расположению вала: горизонтальные, вертикальные;
с мокрым ротором, с сухим ротором.

Читайте так же:
Баллон с пеной не подходит к пистолету

Рис. 4. Схема центробежного насоса с двусторонним входом

Насос с сухим ротором — это насос, в котором ротор электродвигателя не соприкасается с перекачиваемой жидкой средой. Насосы с большой подачей жидкости Q, как правило, изготовляются с сухим ротором.

Насос с мокрым ротором — это насос, в котором ротор двигателя непосредственно работает в жидкой среде. Статор двигателя (находящийся под напряжением) отделен от ротора гильзой (толщиной 0,1 — 0,3 мм), изготовленной, например, из ненамагничивающейся нержавеющей стали. Смазка подшипников ротора осуществляется жидкой средой, которая и выполняет функцию охлаждения ротора. Вал насоса обычно располагается горизонтально.

Укажем преимущества центробежных насосов по сравнению с насосами других типов:
пологие характеристики Н = f(Q) и η = η (Q), в результате чего высокие значения напоров Н и высокие значения КПД сохраняются в широком диапазоне подач Q;
большая частота вращения, что позволяет в качестве привода для насосов использовать электродвигатели и турбины;
плавная форма изменения мощности N, что позволяет выполнить пуск насоса при закрытой выходной задвижке (или при закрытом обратном клапане);
устойчивость в работе насосов и расширение технических показателей Н и Q при последовательном и параллельном соединении насосов при работе на один трубопровод;
плавное протекание переходных процессов при изменении режима работы гидросистемы;
расположение насоса выше уровня жидкости в расходной емкости;
изменение показателей насосов H, Q, η за счет различных факторов: обточки диаметра рабочего колеса, изменения частоты вращения, изменения частоты электроснабжения и др.;
невысокая стоимость насоса из-за использования в конструкции насоса сравнительно дешевых конструкционных материалов: сталь, чугун, полимерные материалы;
простота технического обслуживания и эксплуатации;
высокая надежность в работе;
большие подачи жидкости Q ;
равномерный с малыми пульсациями давления поток жидкости;
возможность успешной работы на "загрязненных" жидкостях.

Рис. 5 Схемы различных рабочих колес:
а — открытого типа; б — полузакрытого типа; в — закрытого типа;
г — рабочее колесо закрытого типа с двусторонним входом;
1 — втулка; 2 — лопатка; 3 — несущий диск; 4 — покрывающий диск

Но центробежные насосы обладают и рядомнедостатков:
требуют заливки перед пуском;
имеют склонность к кавитации;
имеют пониженное значение КПД при перекачивании вязких жидкостей;
имеют небольшое значение КПД при малой подаче жидкости Q и большое значение напора Н и др.
Центробежные насосы целесообразно использовать в области больших подач жидкости Q и низких и средних напоров жидкости Н.

Принцип действия.

Схематически устройство центробежного насоса показано на рис.1 . Рабочее колесо А, снабженное лопатками и насаженное на вал, вращается с большой угловой скоростью в спиральном кожухе С. К двум патрубкам кожуха присоединяется всасывающий Тв и напорный Тн трубопроводы. Механическая энергия подводится в виде вращающегося момента и передается жидкости через лопатки вращающегося рабочего колеса. Действие лопаток на жидкость, заполняющую рабочее колесо, вызывает повышение гидродинамического давления и заставляет жидкость перемещаться в направлении от центра рабочего колесак периферии, выбрасывая её в спиральный кожух. В дальнейшем движении жидкость поступает в напорный трубопровод. Благодаря описанному движению перед входом в рабочее колесо создается пониженное давление (Вакуум если Ра=Ратм), и уходящая отсюда жидкость будет непрерывно заменяться вновь поступающей из приемного резервуара через всасывающий трубопровод под действием атмосферного давления. Таким образом, создается непрерывный ток жидкости.

Рис 1 — Схема центробежного насоса

Центробежные насосы по принципу своего действия не требуют установки клапанов в рабочих органах самого насоса. До пуска в ход насос и всасывающий трубопровод должны быть залиты жидкостью, так как колесо насоса, вращаясь в воздушной среде (при не залитом состоянии), создает столь незначительное разрежение, что оно оказывается недостаточным для подъема жидкости с нижнего уровня к насосу.

Для возможности заливки насоса, если жидкость не притекает к нему под напором,и предотвращения опоражнивания всасывающего трубопровода при остановке насоса служит приемный клапан Кп, устанавливаемый на конце всасывающей трубы.

Для предотвращения обратного слива жидкости из напорного трубопровода нередко устанавливается обратный клапан Ко, который служит также и для защиты насоса от гидравлического удара при внезапной его остановке.

Дата добавления: 2017-02-13 ; просмотров: 5224 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Центробежный насос

Центробежный насос — насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость.

Содержание

Принцип действия центробежных насосов

Внутри корпуса насоса, который имеет, как правило, спиральную форму, на валу жестко закреплено рабочее колесо. Оно, как правило, состоит из заднего и переднего дисков, между которыми установлены лопасти. Они отогнуты от радиального направления в противоположную сторону, направления вращения рабочего колеса. С помощью патрубков корпус насоса соединяется с всасывающим и напорным трубопроводами.

Если корпус насоса полностью наполнен жидкостью из всасывающего трубопровода, то при придании вращения рабочему колесу (например, при помощи электродвигателя) жидкость, которая находится в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. Это приведёт к тому, что в центральной части колеса создастся разрежение, а на периферии повысится давление. А если повышатся давление, то жидкость из насоса начнёт поступать в напорный трубопровод. Вследствие этого внутри корпуса насоса образуется разряжение, под действием которого жидкость одновременно начнёт поступать в насос из всасывающего трубопровода. Таким образом, происходит непрерывная подача жидкости центробежным насосом из всасывающего в напорный трубопровод.

Центробежные насосы бывают не только одноступенчатыми (с одним рабочим колесом), но и многоступенчатыми (с несколькими рабочими колесами). При этом принцип их действия во всех случаях остается таким же, как и всегда. Жидкость будет перемещаться под действием центробежной силы, которая развивается за счёт вращающегося рабочего колеса.

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы классифицируют по [1] :

  • Количеству ступеней (колёс); одноступенчатые насосы могут быть с консольным расположением вала — консольные;
  • По расположению оси колёс в пространстве (горизонтальный, вертикальный)
  • Давлению (низкого давления — до 0,2 МПа, среднего — от 0,2 до 0,6 МПа, высокого давления — более 0,6 МПа);
  • Способу подвода жидкости к рабочему колесу (с односторонним или двухсторонним входом — двойного всасывания);
  • Способу разъёма корпуса (с горизонтальным или вертикальным разъёмом);
  • Способу отвода жидкости из рабочего колеса в канал корпуса (спиральный и лопаточный). В спиральных насосах жидкость отводится сразу в спиральный канал; в лопаточных жидкость сначала проходит через специальное устройство — направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);
  • Коэффициенту быстроходности ns (тихоходные, нормальные, быстроходные);
  • Функциональному назначению (водопроводные, канализационные,пожарные, химические, щелочные, нефтяные, землесосные и т. д.);
  • Способу соединения с двигателем: приводные (с редуктором или со шкивом) или соединения с электродвигателем с помощью муфт.
Читайте так же:
Как пилить дисковой пилой видео

КПД насоса зависит от коэффициента быстроходности ns, режима работы, конструктивного исполнения. При оптимальном режиме работы КПД крупных насосов может достигать 0,92, а малых около 0,6-0,75.

Насосная установка из центробежных насосов

  1. Шкаф управления (1 шт)
  2. Фирменная табличка (1 шт)
  3. Всасывающий патрубок из нержавеющей стали (1 ШТ) (2 шт для каждого насоса)
  4. Рама-основание из нержавеющей cтали (1 шт) (1 шт для каждого насоса)
  5. Напорный патрубок из нержавеющей стали (1 шт) /манометр (1 шт) (от 2 до 6 шт)

ВНИМАНИЕ: описанная комплектность насосной установки не полная, описание только для общего ознакомления

Устройство и принцип действия центробежных насосов

Лопастные насосы относятся к классу динамических машин. В зависимости от направления потока жидкости они подразде­ляются на центробежные и осевые.

Центробежные насосы в зависимости от конструктивных особен­ностей, напора, подачи, рода перекачиваемой жидкости классифи­цируются по следующим признакам:

1. По числу ступеней или последовательности расположения колес: одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые (вы­соконапорные).

2. По числу потоков (параллельно расположенных колес): однопоточные, двухпоточные и многопоточные.

3. По условиям подвода жидкости к рабочему колесу: с одно­сторонним и двусторонним входом.

4. По условиям отвода жидкости от рабочего колеса: со спираль­ным отводом, с кольцевым отводом, с направляющим аппаратом.

5. По конструкции рабочего колеса: с закрытым рабочим колесом (с двумя дисками), с полуоткрытым рабочим колесом (с одним диском), с открытым колесом (без дисков).

6. По расположению вала: горизонтальные и вертикальные.

7. По способу соединения с двигателем: приводные со шкивом или редуктором, соединенные с двигателем муфтой, имеющие общий вал с электродвигателем (насосы-моноблоки).

8. По создаваемому напору: низконапорные (до 0,2 МПа), сред-ненапорные (от 0,2 до 0,6 МПа), высоконапорные (свыше 6 МПа).

9. По степени быстроходности рабочего колеса: тихоходные, нор­мальные и быстроходные.

10. По роду перекачиваемой жидкости: водопроводные, канализационные, кислотные и щелочные, нефтяные, землесосные и др.

Центробежные насосы для перекачки чистой воды (водопро­водные) имеют закрытые рабочие колеса, а для перекачки воды, со­держащей взвешенные в ней вещества, — рабочие колеса открытого типа. Для подъема воды из шахтных или трубчатых колодцев служат погружные центробежные насосы специальных марок или насосы-моноблоки.

В осевом насосе жидкость перемещается через рабочее колесо в направлении оси. Осевые насосы могут быть жестколопастными и поворотно-лопастными. В жестколопастных насосах положение ло­пастей относительно ступицы рабочего колеса неизменно, а в пово­ротно-лопастных его можно регулировать.

Устройство и принцип действия центробежных насосов

Рассмотрим наиболее простой по конструкции одноколесный центробежный насос с односторонним входом (рис. 1). В кор­пусе 4, выполненном в виде улитки, на валу 9вращается рабо­чее колесо 5с криволинейными лопатками. Вал с колесом при­водится во вращение от электродвигателя. Корпус насоса состоит из рабочей камеры и двух патрубков: всасывающего 8и нагне­тательного 3. Всасывающий патрубок подходит к центру корпуса насоса, а нагнетательный расположен на периферии и является как бы продолжением улитки.

Всасывающий патрубок насоса соединен с подводящим трубо­проводом 6, на конце которого обычно устанавливается фильтр 7, предохраняющий насос от попадания в него посторонних предме­тов и загрязнения, а также обратный клапан, предупреждающий обратное движение жидкости. Нагнетательный патрубок присоеди­нен к напорному трубопроводу 2, отводящему жидкость от насоса к месту назначения, например к резервуару 1.

Центробежные насосы не обладают свойством самовсасывания, поэтому перед пуском насос и весь подводящий трубопровод запол­няют жидкостью. Обратный клапан при этом должен быть закрыт. В крупных центробежных насосах для этих целей служат специаль­ные вакуумные насосы, отсасывающие воздух из подводящего пат­рубка и создающие в насосе разрежение, необходимое для поступления в него жидкости перед запуском. После заполнения на­соса жидкостью включают дви­гатель, и рабочее колесо начи­нает вращаться с большой ча­стотой. При этом жидкость, заполняющая межлопастные пространства, перемещается по профилю лопаток от центра насоса к периферии, в нагне­тательный патрубок. В резуль­тате такого перемещения в центре насоса образуется ва­куум, и под действием атмос­ферного давления, действую­щего на свободную поверх­ность жидкости, открывается обратный клапан и жидкость по всасывающему трубопро­воду поступает в насос.

Таким образом, во всей си­стеме создается непрерывное движение жидкости, которое при постоянной частоте вра­щения рабочего колеса можно считать установившимся.

Одноколесные насосы с од­носторонним входом применяют в том случае, если требуются небольшие подачи и мощности, так как с увеличением подачи возрастают аксиальные усилия, смещающие рабочее колесо в направ­лении всасывания. Это отрицательно сказывается на работе под­шипников, уменьшает срок службы насоса. Поэтому насосы повы­шенной мощности изготавливают с двусторонним входом, что устра­няет возможность аксиального сдвига ротора.

Одноколесные насосы относятся к группе низконапорных. Они способны создавать давление не выше 1,0 МПа. Чтобы увеличить напор, на валу устанавливают два, три и более колес. Жидкость, проходя последовательно через каждое колесо, увеличивает дав­ление примерно на одну и ту же величину. Такие насосы называ­ются многоступенчатыми (рис. 2). Основными частями насоса являются рабочее колесо 1, направляющий аппарат 2, гидравли­ческая пята 3.
Число колес на одном валу такого центробежного насоса не превышает 12.

Если в поршневых насосах развиваемое давление ограничи­валось только прочностью конструкции и мощностью двигателя, то в центробежных насосах оно ограничено числом рабочих колес на одном валу и частотой вращения вала насоса. Однако увеличение числа рабочих колес более 10-12 требует большой длины вала, что вызывает недопустимые прогибы и биения при вращении. Увеличение частоты вращения ограничивается условиями проч­ности рабочих колес на разрыв из-за значительного возрастания центробежных сил.

Поэтому центробежные насосы применяют там, где требуют­ся большие подачи при сравнительно небольших давлениях.

Рабочие колеса в зависимости от условий работы и рода при­меняемой жидкости изготавливают из чугуна различных сортов, углеродистых и легированных сталей, сплавов цветных металлов и керамических материалов. Например, колеса насосов небольшой мощности для чистых неагрессивных жидкостей отливают из се­рого чугуна. Рабочие колеса центробежных насосов высокого давления для питания паровых котлов, имеющие значительные размеры и высокую частоту вращения, изготавливают из легиро­ванных хромом и никелем сталей. Колеса насосов, предназначен­ных для перемещения смесей жидкости и твердых частиц, отли­вают из белого чугуна, хорошо противостоящего истиранию. Ко­леса в насосах, используемых в химической промышленности, изготавливают из специальных сплавов, керамики, пластмасс.

Читайте так же:
Двухкомпонентный клей для резины

Литые поверхности насосов (особенно колес) должны иметь минимальную шероховатость для уменьшения внутренних потерь.

Корпуса центробежных насосов выполняют в виде двух основ­ных конструктивных форм: секционные и с горизонтальным разъемом.

Секционный корпус состоит из нескольких одинаковых основ­ных секций и двух замыкающих, несущих всасывающий и напор­ный патрубки. Каждая основная секция представляет собой литую цилиндрическую толстостенную оболочку, включающую диафраг­му, прямой и обратный направляющие аппараты. Достоинст­во секционной конструкции корпуса — возможность создания из одинаковых секций насосов различных давлений; недостаток — сложность монтажа и малая доступность рабочих колес для осмотра.

Корпус с горизонтальным разъемом состоит из двух цельно­литых частей; нижняя часть несет всасывающий и напорный па­трубки, что создает удобство при разборке и ремонте насоса.

Центробежные насосы применяют в различных областях на­родного хозяйства. Насосы для чистой воды обеспечивают хозяй­ственное, техническое и противопожарное водоснабжение. Особен­но возросло их использование в сельском хозяйстве для мелиора­ции и орошения земель. Выпускаются многоступенчатые насосы секционного типа для чистой воды с подачей от 6 до 1000 м 3 /ч и напором от 40 до 2000 м.

На тепловых и атомных электростанциях для перекачивания конденсата с температурой до 393 К (120 °С) применяют конденсатные насосы, а для подачи питательной воды в паровые котлы — питательные. В большинстве своем это многоступенчатые центро­бежные насосы, приспособленные к подаче воды с высокой тем­пературой.

Насосы для кислых и щелочных сред изготавливают из спе­циальных нержавеющих сталей и неметаллических материалов (специальная резина, пластикаты, особенно фторопласт, керамика, стекло). Они обеспечивают подачу от 5 до 300 м 3 /ч при напорах от 7 до 500 м.

Насосы для подачи смесей жидкостей и твердых частиц име­ют свои особенности. Поток жидкости, содержащей твердые ча­стицы, проходя с большой скоростью через проточную часть насоса, истирает его внутренние поверхности. Поэтому рабочее колесо из­готавливается из материалов повышенной стойкости к истиранию и имеет особую конструкцию смесепроводящих каналов, рассчи­танных на прохождение крупных твердых частиц. Песковые на­сосы с диаметром напорного патрубка до 200 мм могут пропускать смеси с твердыми частицами размером до 25 мм и развивать по­дачу до 500 м 3 /ч.

Виды, устройство и принцип работы центробежных насосов

Сегодня все большее число людей пытается тщательно изучить устройство центробежного насоса и понять принцип его работы. Ведь этот агрегат достаточно часто встречается в промышленности, по мнению экспертов, огромная доля электроэнергии всего мира расходуется в процессе перекачки жидкостей именно этим оборудованием.

Рассмотрю положительные и отрицательные стороны, затрону тему применения насосов и разберу важные элементы конструкции подробно.

Плюсы и минусы центробежных насосов

Только благодаря положительным качествам, которые выражаются в технических характеристиках приспособления, ЦН стали использовать по всему миру. К плюсам стоит отнести следующее:

  1. Легкость монтажа.
  2. Простая конструкция.
  3. Беспроблемное обслуживание.
  4. Высокие показатели срока службы.
  5. Надежность.

Как и большинство других машин, применяемых на производстве, у центробежных насосов есть и минусы, они выглядят так:

  1. Низкая высота всасывания, которая редко превышает 8 метров.
  2. Сухое всасывание отсутствует.
  3. Возможно возникновение кавитации.

Такие действия влекут за собой потерю времени, ведь всасывающий трубопровод также необходимо заполнить водой.

Виды циркуляционных насосов

В вопросе классификации можно несколько растеряться, ведь производители предлагают широкий выбор всевозможных вариантов товара. Чтобы подготовиться к покупке, стоит разобраться со всеми нюансами заранее, ведь не только внешний вид, но и характеристики являются индивидуальными у каждого агрегата. ЦН классифицируются так:

  1. Учитывается количество ступеней, есть как одноступенчатые, так и многоступенчатые агрегаты.
  2. Способ отвода жидкости, более простые конструкции не оснащаются направляющей деталью, но есть и трубопроводные, в комплектацию которых входит направляющий аппарат.
  3. Подвод воды, есть односторонние и двухсторонние агрегаты.
  4. С учетом параметра, который отвечает за поток, низкие до 2 атм, средние до 6 атм и высоконапорные, они способны выдавать больше 6 атм.
  5. По установке вала, существуют модели с горизонтальным и вертикальным расположением.
  6. Учитывается тип жидкости, вода, фекалии, кислота и прочее.
  7. Назначение оборудования, для установки в шахтах, общепромышленные, существуют также глубинные, артезианские и прочие.

Большинство хозяев частных домов неоднократно сталкивались с одноступенчатыми насосами wilo, их используют для полива или наполнения бассейна с помощью водоемов. Для выкачки из скважин и дальнейшего использования воды в быту потребуется монтаж многоступенчатого агрегата погружного типа.

Где применяются

Широко распространены в системе отопления частных домов, и на больших производствах, где нужно за час перегонять большое количество жидкости. Городское водоснабжение и сельское хозяйство невозможно представить без специального мощного оборудования.

Существуют технологические схемы, благодаря которым перекачиваются различные реагенты и растворы. Для полива овощей и фруктов на больших полях потребуется монтаж высокопроизводительных машин, которые будут давать нужные объемы бесперебойно на протяжении сезона.

На АЭС можно встретить аппарат герметичного исполнения, тепловые станции также используют центробежный насос для систем гидрозолоудаления.

Устройство циркуляционного насоса

Чтобы качественно транспортировать любую жидкость и насыщать ее в процессе кинетической энергией, оборудование специально разрабатывалось специалистами на протяжении многих лет. Основных элементов у агрегата два:

  1. Вращающий диск, который оснащен изогнутыми лопастями, эксперты называют его рабочим колесом.
  2. Труба особенного исполнения, она имеет своеобразную форму и называется спиральный корпус. Именно в этой детали располагается колесо и жидкость для транспортировки.

Корпус насоса

Деталь имеет форму спирали, которая постепенно меняется в радиусе, если привести наглядный пример, то элемент чем-то похож на раковину улитки. Полость, расположенная внутри, в каждой зоне имеет определенную проходимость.

Перед выходом жидкость проходит через специально продуманный водорез, который выглядит как выступающий клин из металла.

Рабочее колесо

Эксперты различают всего три вида элемента, которые выглядят так:

  1. Открытый.
  2. Закрытый.
  3. Полузкрытый.

Первый вариант исполнения самый простой, лопасти похожи на обычные лезвия открытой формы, они последовательно располагаются на металлической втулке, зачастую конструкция монолитная. Элемент идеально подойдет для оснащения мусорных насосов, где в процессе эксплуатации жидкость поступает грязная, пыльная, с твердыми частицами и примесями.

Читайте так же:
Как настроить крутящий момент шуруповерта

Полузакрытое колесо можно узнать по расположению лопастей, они будут находиться на задней пластине. Вариант исполнения, где элементы находятся между двух пластин, считается закрытым типом.

Вал и подшипники

Чтобы обеспечить работу любого типа колеса, потребуется вращающийся вал, который должен быть качественно закреплен в корпусе циркуляционного насоса грундфос или другой марки.

Различают всего два вида элемента:

  1. Консольный.
  2. Симметричный.

Каждый тип расположения предусматривает наличие подшипников, которые в каждом варианте исполнения будут с одной или двух сторон.

Принцип работы центробежного насоса

Во время запуска оборудования происходит принудительное перемещение воды. За этот процесс отвечает колесо, которое расположено на валу и оснащено подшипниками для плавного и качественно хода. Не менее важным элементом считаются лопасти.

Для продуктивной работы потребуется забрать жидкость из одного отверстия и выдать ее под определенным давлением на выходной патрубок, расположенный сверху.

Конструкция крепления

От этого показателя будет зависеть производительность и способность перерабатывать большие количества жидкости. Существует всего два типа расположения основных элементов в корпусе центробежного насоса. Чтобы разобраться во всех нюансах, стоит рассмотреть их по отдельности.

Консольное закрепление

Этот вариант исполнения предполагает наличие подшипников на одной стороне, а рабочее колесо на другой. Всасывающее и напорное отверстие располагаются перпендикулярно, зачастую конструкции такого плана имеют торцовый элемент для всасывания, который устанавливается под 90 градусов.

Конструкция имеет зону, где давление повышается до максимума, после чего жидкость с полученной энергией проникает в кожух спирального образца. Осевая сила возникает при разрушении баланса давлений в момент, когда вода достигнет задней пластины и полуоткрытого колеса.

Симметричное крепление

Довольно неплохое крепление Вал на подшипниках с обеих сторон, появляется возможность установки колес с двойным всасыванием.

За счет баланса давления нагрузка равномерно распределяется по корпусу насоса, что создает высокую надежность.

Обслуживание агрегата также облегчается, для произведения работ мастеру необходимо лишь открутить два болта и снять крышку, чтобы разобраться в причине поломки или устранить засорение.

Насосы с симметричным расположением профессиональные слесари между собой называют разборным корпусом, это обусловлено простотой демонтажа без необходимости извлечения всей системы.

Как правильно выбрать центробежный насос

Нужно обратить внимание на КПД, изучить данные о производительности, напоре, и поинтересоваться мощностью приспособления. Профессионалы советуют подбирать модель с техническими характеристиками, которые будут немного превышать необходимые показатели.

Лучшие производители

Подробно познакомившись с устройством центробежного насоса, не будет лишним узнать самые лучшие фирмы, которые выпускают такое оборудование.

Хочу отметить компании по продажам погружных ЦН:

  • «Вихрь»;
  • «BELAMOS»;
  • «Джилекс Дренажник».

Поверхностные типы оборудования лучше закупать у проверенных производителей:

Центробежный насос: принцип работы, классификация по признакам, основные характеристики

Насос центробежный бытовой поверхностный

Среди разнообразнейших устройств, созданных для перекачивания всевозможных жидкостей, наиболее практичным оказался центробежный насос: принцип работы этого агрегата обеспечивает сочетание высокой производительности и хорошего напора, но при этом позволяет сделать конструкцию предельно простой.

Большинство бытовых помп и насосных станций, применяемых для полива дачных участков и организации автономного водопровода в частных домах, относятся именно к данному типу.

Далее мы познакомимся поближе с этими аппаратами, рассмотрим устройство и принцип работы центробежного насоса.

Центробежный насос: экскурс в анатомию

Центробежная помпа в разрезе

Рабочая часть центробежного насоса в самом простом исполнении состоит из корпуса, немного напоминающего спираль или улитку, расположенного внутри него вала и рабочего колеса, закрепленного на этом валу.

Передача вращения от вала колесу осуществляется посредством шпонки.

Рабочее колесо состоит из двух дисков и нескольких закрепленных между ними лопаток. Лопатки имеют изогнутую форму и развернуты выпуклой стороной по направлению вращения.

Вал рабочего колеса может быть как двухопорным, так и консольным. В опорных узлах установлены подшипники.

Хвостовик вала выходит из корпуса и связывается посредством муфты с ротором электрического или коленчатым валом дизельного двигателя, выступающего в качестве привода.

Отверстие в корпусе насоса, через которое проходит хвостовик вала, имеет уплотнение, предотвращающее утечки перекачиваемого вещества.

При выборе центробежного насоса лучше отдавать предпочтение моделям с торцевым уплотнением вала. Оно является более надежным, чем сальниковая набивка, считающаяся устаревшей. Кроме того, торцевое уплотнение сможет обеспечить герметичность корпуса даже при смещении вала рабочего колеса или вибрациях.

Части насоса - схема устройства

Устройство центробежного насоса

Вода или другая среда поступает в рабочую камеру насоса через отверстие в центре передней части корпуса. Ее нагнетание осуществляется через плавный отвод в верхней части, который и придает корпусу сходство с улиткой.

Помимо основных частей (корпус и привод), собственно и представляющих насос, в комплект поставки входят элементы, без которых эксплуатация агрегата была бы затруднительной или даже невозможной:

  • сеточный фильтр;
  • обратный клапан для всасывающей магистрали;
  • задвижка (устанавливается перед всасывающим патрубком);
  • вакуумметр (позволяет контролировать степень разрежения на входе в рабочую камеру).

Если приобретаемый насос предполагается использовать для подачи питьевой воды, необходимо убедиться, что все контактирующие с ней детали изготовлены из соответствующих материалов. Корпус в этом случае должен быть выполнен из качественной нержавеющей стали, рабочее колесо – также из нержавейки или пищевой пластмассы.

Довольно востребованными являются модели с корпусом из обычного, «непищевого» материала, внутри которого установлен вкладыш из нержавеющей стали.
Такой агрегат обойдется дешевле, чем полностью нержавеющий. Меньше будет стоить и его ремонт: вместо восстановления корпуса достаточно будет заменить изношенный вкладыш.

Принцип действия

После запуска приводного двигателя вал насоса с установленным на нем колесом начинает вращаться. Лопатки колеса заставляют вращаться и находящееся в рабочей камере вещество.

Как только жидкость начинает двигаться по кругу, она подвергается воздействию центробежной силы, направленной от центра. Причем модуль этой силы тем больше, чем дальше молекулы перекачиваемой среды сместились от центра вращения.

Принцип действия помпы

Принцип работы центробежного насоса

В конце концов жидкость выбрасывается на периферию рабочего колеса, а затем – в изогнутый кверху выходной патрубок. Таким образом, давление или, как еще говорят, напор в линии нагнетания поддерживается за счет центробежной силы.

Классификация

Насосы данного типа можно классифицировать по ряду признаков.

По числу ступеней

  1. Одноступенчатые: имеют только одно рабочее колесо. Эта конструкция, считающаяся классической, была подробно описана выше.
  2. Многоступенчатые: такие насосы применяют в том случае, когда нужно развить значительный напор. В них установлено несколько рабочих колес, посаженных на общий вал. Принцип работы многоступенчатого центробежного насоса: каждое колесо вместе со своей рабочей камерой и образует ступень. Корпус насоса выполнен таким образом, что вода или другая жидкость последовательно переходит из одной ступени в другую, пока не достигает выходного патрубка. При этом напор, с которым она подается, равен сумме напоров, развиваемых каждой ступенью.
Читайте так же:
Ручная торцовочная пила по дереву

По направлению оси вращения

  1. С горизонтальным расположением вала: наиболее популярная разновидность, что объясняется простотой обслуживания.
  2. С вертикальным расположением вала: такие насосы требуют меньше места для монтажа, поскольку двигатель у них расположен над корпусом. К этому же типу относится большинство скважинных насосов, которым приходится работать в довольно стесненных условиях. Недостаток данной конструкции состоит в том, что для ремонта или обслуживания корпуса часто приходится снимать двигатель.

Насос с автоматикой в сбореДля обеспечения автономного водоснабжения чаще всего приобретают погружные насосы. При выборе агрегата немаловажно учесть параметры безопасности. В этом плане лучшем вариантом будет погружной насос для колодца с автоматикой. Автоматика обеспечит защиту от сухого хода, перепадов напряжения, что даст гарантию на долгую эксплуатацию оборудования.

Для чего нужны насосы для повышения давления воды, читайте тут.

Если вам нужно доставить воду из скважины в дом для питья или для полива огорода, то вам подойдет насос «Ручеек». Несмотря на то что он не очень мощный, с такими минимальными функциями он справится, а вы выиграете в цене. Здесь http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/istochniki/rucheek-nasos-tehnicheskie-harakteristiki.html вы узнаете все о характеристиках и эксплуатации помпы.

По способу установки

  1. Поверхностные: размещаются возле источника или на некотором отдалении от него. Стоят дешевле всего, постоянно находятся на виду, легкодоступны для визуального контроля и обслуживания. Недостаток: уровень воды в источнике должен находиться не ниже 8-ми м относительно уровня установки насоса, поэтому с глубокими колодцами или скважинами такие агрегаты работать не могут.
  2. Полупогружные: насосы с вертикальным расположением вала. Устанавливаются так, что часть корпуса оказывается погруженной в источник. Чаще всего применяются для выкачивания жидких веществ из приямков.
  3. Погружные: в колодцах с большой глубиной и скважинах применяют насосы, которые, будучи подвешенными на тросе или цепи, полностью погружаются в воду.

Поверхностный насос Прима

Поверхностный центробежный насос отечественного производства

Для того чтобы последний способ эксплуатации был возможен, агрегат должен соответствовать нескольким требованиям:

  • все наружные элементы должны быть устойчивыми к коррозии;
  • герметичным должен быть не только корпус, но и электрическая часть;
  • конструкция насоса и качество сборки должны полностью исключать протечки машинного масла, удаление которого из колодца или скважины обходится очень дорого.

Понятно, что при таких условиях погружной насос обходится дороже поверхностного, но поднять воду с большой глубины другим способом нельзя.

Владельцам неглубоких скважин (до 25 – 30 м) можно порекомендовать компромиссный вариант, сочетающий достоинства поверхностных и погружных моделей.
Речь идет о насосах с выносным эжектором. Сам насос устанавливается наверху, что очень удобно, а его часть – эжектор – опускается в скважину на большую глубину.

По способу забора воды

  1. Насосы нормального всасывания: к этому типу относятся все погружные насосы, а также некоторые из поверхностных, в которые вода поступает самотеком (например, при перекачивании воды из резервуара с расположенным внизу краном). Перед первым пуском полость агрегата необходимо залить водой, в дальнейшем об этом можно уже не беспокоиться.
  2. Самовсасывающие: именно так называются насосы, способные поднять воду с некоторой глубины. Теоретически она составляет 10,34 м, но на практике не превышает 8 м. Самовсасывающий насос приходится заливать каждый раз после относительно длинного простоя, причем водой нужно наполнить не только полость агрегата, но и всасывающий шланг. Последний должен иметь армирование, препятствующее его сжатию из-за разрежения.

Принцип действия самовсасывающего насоса

Насос для воды самовсасывающий — принцип работы

Запуск самовсасывающего насоса и его работа в прерывистом режиме были бы невозможны без важнейшего элемента – обратного клапана на всасывающей линии. Во время заливки и при коротких паузах в работе агрегата он удерживает воду, предотвращая разрыв водяного столба.

Далеко не все бытовые насосные станции имеют этот механизм в комплекте. Таким образом, заманчивое предложение с ценой «ниже, чем у других», может оказаться с подвохом.

По расположению входного и выходного патрубков

  1. Классические: патрубки всаса и подачи расположены, как было описано выше: первый – спереди (по центру), второй – сверху.
  2. Насосы типа In-Line: отличаются от обычных моделей тем, что оба патрубка (всас и подача) расположены на одной оси.

Для перекачивания токсичных, химически агрессивных и других опасных веществ применяется еще одна разновидность – герметичные центробежные насосы. Они сконструированы так, что утечки перекачиваемого вещества становятся абсолютно невозможными.

Существует два типа исполнения:

  1. Двигатель расположен внутри корпуса, а рабочее колесо установлено на его валу.
  2. Двигатель и абсолютно герметичный корпус выполнены в раздельном виде, а передача крутящего момента рабочему колесу осуществляется посредством магнитной муфты.

Характеристики центробежных насосов

Герметичный насос

Рабочими параметрами насосов являются:

  • потребляемая мощность (Вт);
  • производительность (куб. м/ч или л/мин);
  • давление на выходе, обычно именуемое напором (измеряется в метрах водного столба, сокр. – м.в.ст.).

Особенность центробежных насосов состоит в том, что их производительность зависит от напора.

Чем больший напор приходится развивать агрегату для подъема воды на большую высоту или ее «проталкивания» через длинный трубопровод с большим гидравлическим сопротивлением, тем меньший объем воды он сможет перекачивать за единицу времени.

Зависимость производительности от напора называется главной или напорной характеристикой насоса. В паспорте агрегата она обычно приводится в виде графика, реже – таблицы. При выборе насоса сначала определяют необходимый напор (гидравлическое сопротивление системы + высота подъема воды + давление, которое нужно получить в наиболее удаленной точке водоразбора), а затем подбирают модель, имеющая при данном напоре достаточную производительность. Модель считается оптимальной, если необходимые напор и производительность находятся в средней части ее главной характеристики.

Насос поверхностный для скважиныТипов насосов существует множество, поэтому когда встает вопрос о его покупке, не все могут определиться, как и какой насос выбрать для скважины. О том, как сделать правильный выбор, читайте далее.

Об основных характеристиках полимерпесчаных колодцев читайте в этой статье.

Видео на тему

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector