Центробежные насосы: классификация, конструкция, назначение, типы

Принцип действия центробежного насоса

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

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

Конструкция центробежных насосов

Центробежный насос состоит из следующих основных частей:

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

Сферы применения и принцип действия

Благодаря своей надежности, высокой производительности, простому устройству и принципу действия центробежные насосы сегодня пользуются большой популярностью. Они с успехом работают как на производстве, так и в быту. К достоинствам относятся:

Преимущества использования центрабежных насосов

  • беспрерывное обеспечение предприятий технической водой для производственных нужд;
  • транспортировка различного вида жидкостей между объектами предприятия;
  • организация системы полива растений и доставка воды на животноводческие фермы;
  • снабжение населенных пунктов питьевой водой;
  • обустройство загородных и дачных домов автономной системой водообеспечения.

Если кратко описать принцип работы центробежного насоса, то он довольно прост. После включения электродвигателя или другого механического привода вал устройства начинает вращаться в определенную сторону. Вместе с валом вращается рабочее колесо, а лопатки начинают разгонять жидкость по кругу.

Критерии выбора насосов

За счет центробежной силы, направленной от центра вала к краю корпуса, воду выбрасывает через выходной патрубок наружу. Чем больше скорость вращения вала, тем больше сила, действующая на жидкость, а значит, производительность насоса повышается.

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.

Схемы заполнения насосов

Схемы заполнения насосов

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.

Схема заливки насоса из резервуара

Схема заливки насоса из резервуара

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.

Ремонт центробежного насоса

Ремонт центробежного насоса

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.

Корпус

Он сделан в форме спирали с уменьшающимся радиусом, похожим на раковину улитки. Полость этого корпуса не остается одной и той же везде. Площадь проходного сечения увеличивается при приближении к напорному патрубку.

Там, где заканчивается спиральный корпус и начинается напорный патрубок, есть выступающий клин, называемый водорезом.

Он физически разделяет спиральный корпус и напорный патрубок и гарантирует, что жидкость будет покидать насос, а не просто крутиться по кругу в спиральном корпусе.

Расширяющаяся часть спирального корпуса очень важна, т. к. с помощью неё насос создает давление.

Рабочее колесо

Есть 3 вида рабочих колёс:

  • открытые,
  • полузакрытые
  • закрытые

Самая простая конструкция у открытого колеса, которая состоит из острых, как лезвие, лопастей, равномерно расположенных на втулке.

Открытое колесо
Открытое колесо

Большой неограниченный подвод жидкости позволяет этому виду колес транспортировать жидкости содержащие грязь, пыль, осадки, твёрдые примеси, что делает их идеальными для мусорных насосов.

Применяется на водоочистных заводах, где перекачиваются сточные воды для обработки грубых шламов с твердыми примесями. Поэтому он имеет режущие лопатки спереди колеса, чтобы резать очень большие примеси.

Если лопасти размещены на задней пластине, то такое колесо называется полузакрытым.

Полузакрытое колесо
Полузакрытое колесо

Если лопасти находятся между двумя пластинами, то оно называется закрытым.

Закрытое колесо
Закрытое колесо

Закрытые колеса более эффективны, чем полузакрытые и открытые колеса. Потому что поток жидкости идет по строго заданному пути. Значит, больше жидкости выходит из насоса и меньше просто циркулирует внутри колеса.

Их недостаток это то, что они могут легко загрязниться мусором.

Очень популярное заблуждение, будто закрученные лопасти помогают толкать жидкость. Но на самом деле это не то, для чего они предназначены.

Назначение лопаток – это проводить жидкость по наиболее плавному пути. Закрученные назад лопасти помогают стабилизировать условия течения жидкости на высоких скоростях и уменьшить нагрузку на двигатель.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Насосы паровые поршневые типа ПДГ

Правильное направление вращения для этого колеса – противочасовое. Поэтому по направлению сгибов лопастей можно сказать направление движения колеса.

Вал и подшипники

Какой бы вид колеса  не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:

  1. Консольно
  2. Симметрично

Консольное закрепление

При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.

Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.

Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.

Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.

Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.   

Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс  давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.

Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.

Симметричное крепление

Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.

Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.

Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.

Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.

Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.

Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.

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.

  1. 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).
  2. Силовой вал, передающий момент на рабочий орган.
  3. Колесо турбины, оснащенное расположенными под наклоном лопатками, являющееся основным рабочим органом.
  4. 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.

Устройство центробежного насоса

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.

  1. При пуске привода начинается вращение рабочего органа — колеса турбины с наклонными лопатками.
  2. Входной патрубок подает воду в зону оси турбины.
  3. Захватываясь лопастями, жидкость начинает круговое движение вместе с ними.
  4. 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.
  5. При движении жидкости от точки отбора происходит падение давления, что обуславливает естественный забор воды из входного патрубка.
  6. Заканчивая свое движение на краю круговой зоны турбинного колеса, вода перемещается с большой скоростью, создает значительное давление и выбрасывается естественным образом через выходной патрубок.

Принцип работы насоса

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. Она 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.

Запорная арматура

Вентиль ProFactor запорно-регулировочный

Классификация центробежных насосов

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

По расположению патрубков насосов

  • Насос «ин-лайн» типа. У данного типа насоса всасывающий и нагнетательный патрубок находятся на одной линии друг напротив друга. Перекачиваемая жидкость проходит сквозь насос. Насос устанавливается на прямых участках трубопровода.

Насос ин-лайн

    • Консольные насосы. Жидкость поступает в центр рабочего колеса (импеллера). Патрубки расположены под 90˚С относительно друг друга.

    Консольные насосы
    Консольные насосы

По количеству ступеней насоса

  • Одноступенчатый насос. Насос с одним рабочим колесом на валу. Данные насосы используются при задачах, где не требуется обеспечивать высокий напор. Максимальный напор у одноступенчатых насосах обычно не превышает.Одноступенчатый насос
    Одноступенчатый насос
  • Многоступенчатый насос имеет на валу более одного последовательно соединённых колес. Такой тип насосов используется для обеспечения высокого напора при сравнительно небольшом расходе. Высокий напор создается благодаря сумме напоров, создаваемых каждым отдельным колесом. Перекачиваемая жидкость переходит последовательно от одной ступени к другой.
  • Многоступенчатый насос
    Многоступенчатый насос
  • По типу уплотнения вала

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

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

    По типу соединения с электродвигателем

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

    • Насос с соединительной муфтой. Упругая муфта — это элемент, позволяющий соединить вал электродвигателя и вал, на котором крепится рабочее колесо. Для этого используется, как обычная муфта, так и муфта с промежуточным элементом. Использование промежуточного элемента позволяет не отсоединять электродвигатель при  техническом обслуживании насоса, например при замене торцевого уплотнения.
      Обычная муфта
      Обычная муфта
      Муфта с промежуточным элементом
      Муфта с промежуточным элементом
    • Моноблочный насос. У данного типа насосов рабочее колесо крепится либо сразу на удлиненном валу электродвигателя, либо для соединения вала двигателя и насоса используется неподвижная постоянная глухая муфта. Центробежный насос с глухой муфтой
      Центробежный насос с глухой муфтой

    По назначению

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

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

    Разделение насосов по сферам применения

    Область применения насосов очень широкая. Сегодня их используют практически во всех сферах: строительстве, промышленности, при добыче полезных ископаемых, при разработке систем пожаротушения. В малых масштабах также используются различные типы насосов, и область их применения варьируется от бытового использования для полива, до установки в системах водоснабжения и теплопередачи. В зависимости от сферы применения выделяют типы и виды насосов. Ниже представлены описания, их характеристики и разновидности.

    Типы насосов

    По целевому назначению:

    • погружные насосы;
    • поверхностные насосы.

    По способу энергопитания:

    • электрические насосы;
    • жидкотопливные насосы.

    В зависимости от типа воды:

    • для чистой воды;
    • для воды средней степени загрязненности;
    • для воды высокой степени загрязненности.

    Типы бытовых насосов и область их применения

    По области применения насосы делятся на бытовые и промышленные. Бытовые насосы бывают поверхностными и погружными. Для бытового использования чаще используют первый тип. Поверхностные насосы применяются для автономного водоснабжения частных домов, полива прилежащей территории, откачки воды из подвалов и прудов, повышения давления при автономной подаче воды в частный дом.

    Существует четыре типа бытовых насосов:

    • садовые;
    • насосные станции;
    • дренажные;
    • глубинные.

    Описание и характеристики насосов

    Существует 2 вида насосов: поверхностные и погружные. Поверхностные насосы устанавливаются на уровне земли, в скважину или яму опускается шланг. Если насос оборудован автоматической системой включения-выключения при подаче воды, то он называется станцией. Насосы погружного типа включают в себя: дренажные насосы, фекальные, циркуляционные, насосы, установленные в колодцах и скважинах.

    Разновидности насосов по конструкции

    По конструкции все насосы различаются между собой. Они могут быть вертикальные и горизонтальные. Все насосы отличаются своей сборкой, в зависимости от модели в них могут быть использованы лопатки, лопасти, винты.

    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.

    1. Ось двигателя и блока турбины должны размещаться горизонтально, если обратное не заявлено производителем и не обуславливается особенностями конструктивного исполнения насоса.
    2. 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.
    3. 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.
    4. 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.
    5. При установке насоса от крайней точки блока электродвигателя до ближайшей стены или элемента ограждения должно быть не менее полуметра.
    6. 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.

    1. Подводящие и отводящие патрубки должны подходить к соответствующим точкам присоединения свободно, чтобы по окончании монтажа не создавать усилий на конструкцию насоса.
    2. 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).
    3. Установка центробежного нагнетателя должна производиться так, чтобы желаемое направление перекачки жидкости соответствовало стрелке на корпусе устройства.
    4. На выходе насоса обязательно монтируется манометр.
    5. Механический фильтр на входе установки, если его монтаж не противоречит характеру использования насоса, обязателен.
    6. Входной и выходной патрубки оснащаются запорной арматурой.
    7. 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.

    Схема установки

    Схема установки центробежного насоса

    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.

    Совет! Не стоит игнорировать рекомендации к допустимым температурам эксплуатации. Центробежный насос используется только при положительных показаниях термометра. В зимнее время агрегат нужно переносить в помещение. Игнорирование данного правила неизбежно приведет к выходу оборудования из строя.

    Материальное исполнение насосов

    Универсальность конструкции центробежных агрегатов предопределяет широкое распространение установок. Оборудование используется для перекачки очищенной воды, нефтепродуктов и жидкостей, смешанных с агрессивными или абразивными веществами. Для изготовления корпусов и роторов используются материалы, устойчивые к воздействию тех реагентов, для перекачки которых создана помпа. Дополнительно учитываются условия работы и длительность непрерывных рабочих циклов.

    Металлическое исполнение

    Стандартные устройства, используемые для перекачки воды и водных растворов, оснащаются корпусами из серого чугуна. В конструкции узлов применяются нержавеющая сталь и цветные металлы (для подшипниковых опор), роторы изготовлены из чугуна или углеродистой стали. Изредка используются установки, выполненные из титановых сплавов.

    Футерованные и пластиковые исполнения

    Центробежные насосы: принцип работы, конструкция и классификация по типам

    Если насос используется для перекачки агрессивных веществ (например, кислот или щелочей), то металлические компоненты разрушаются в результате коррозии. Применение нержавеющих или специальных сталей снижает степень износа, но приводит к росту стоимости конструкции. В этом случае целесообразно использовать компоненты, изготовленные из пластика или композитов. Тип материала, применяемого для производства деталей, указывается в технической документации (например, поливинилхлорид обозначается как PVC).

    Центробежные насосы: принцип работы, конструкция и классификация по типам

    Встречается оборудование с корпусами из пластика, который проходит дополнительную механическую обработку. Но из-за сниженной механической прочности подобная конструкция используется для малогабаритных установок. Промышленные насосы для кислоты изготовлены из металла, который футерован слоем полимерного материала, предотвращающего коррозию. При изготовлении деталей важно обеспечить адгезию разнородных веществ и избежать трещин, через которые агрессивные растворы проникнут под слой пластика.

    Материалы уплотнительных колец

    В зависимости от того, для чего планируется применение помпы, используются различные материалы для уплотнительных элементов. Наиболее часто встречаются детали, изготовленные из каучука на этилен-пропиленовой основе (код EPDM) и бутадиен-нитрильного типа (NBR). Каучук с фтором (Viton или FPM) или материал перфторированного типа используется в нагруженных установках для перекачки жидкостей с абразивной взвесью.

    Преимущества и недостатки центробежных насосов

    Достоинства оборудования:

    • высокие эксплуатационные характеристики центробежных насосов;
    • стабильность параметров (давление и объем в единицу времени) потока жидкости;
    • небольшие габариты и масса, что позволяет устанавливать оборудование в тесных помещениях;
    • техническое обслуживание не требует специального инструмента и навыков;
    • отсутствие трущихся элементов (кроме подшипников) увеличивает срок эксплуатации изделия;
    • повышенный КПД оборудования из-за отсутствия дополнительных механизмов;
    • возможно регулирование производительности с помощью дроссельной заслонки или частотного преобразователя, корректирующего обороты электропривода.

    Одновременно отмечаются и недостатки насосов:

    • устройство и принцип работы центробежного насоса позволяют начать работу только после заливки в корпус порции жидкости;
    • при появлении воздушных пробок происходит падение производительности помпы;
    • для достижения повышенного давления в магистрали требуется использовать многоступенчатые установки;
    • кавитационный износ ротора и поверхности рабочей камеры;
    • при перекачке жидкостей с абразивными включениями возрастает износ рабочих элементов;
    • конструкция помпы не позволяет перекачивать жидкости с вязкостью более 150 сСт;
    • турбина обладает повышенными параметрами при расчетных оборотах, увеличение или уменьшение частоты приводит к ухудшению характеристик насоса.

    Виды промышленных насосов

    В промышленности используются насосы разных типов. Основные виды насосов, используемые на различных предприятиях:

    • многоступенчатые;
    • маслонасосы шестеренные;
    • насосы химические погружные;

    Промышленные насосы используются в различных областях

    • в легкой промышленности;
    • в химической промышленности;
    • в строительстве;
    • в машиностроении;
    • при добыче полезных ископаемых.

    Вид и тип насоса выбирается в зависимости от нужд предприятия, свойств и качества перекачиваемой жидкости.

    К наиболее популярным относятся глубинные насосы, так как широко используются в бытовых и промышленных целях. Их легко монтировать при установке систем водоснабжения и отопления, они используются для забора воды из скважин, в отопительных системах.

    Основные виды насосов по типу подводимой энергии:

    • насосы, работающие за счет механической энергии;
    • водоструйные насосы;
    • насосы, работающие за счет сжатого пара или газа.

    К насосам, работающим за счет механической энергии, относятся поршневые насосы, пропеллерные, винтовые, центробежные и ротационные. Несмотря на одинаковый принцип действия, эти насосы сильно отличаются по конструкции. Водоструйные насосы – элеваторы, эжекторы, работают за счет подачи жидкости на лопасти колеса.

    Насосы для систем пожаротушения

    Основным требованием к насосам системы пожаротушения является подача воды под высоким давлением. Наиболее часто используемыми являются центробежные насосы, так как они позволяют быстро закачать воду за счет центробежной силы. Важными пунктами при выборе насоса для пожаротушения являются:

    • напор;
    • частота вращения колеса;
    • КПД;
    • высота всасывания;
    • объем перемещаемой воды.

    В зависимости от количества колес с лопастями насосы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Многоступенчатые агрегаты позволяют создать более высокое давление, что в свою очередь, влияет на напор и высоту подаваемой жидкости. При установке систем пожаротушения в зданиях стоит учитывать, что оборудование необходимо периодически проверять, так как застой может вызвать затруднения при запуске. На пожарных машинах устанавливают центробежные насосы и вспомогательные агрегаты. Вспомогательные насосы заполняют корпус центробежного насоса жидкостью и отключаются автоматически.

    Насосы для грязной воды

    Насосы для грязной воды решают больше задач, чем их собратья по цеху, предназначенные для чистой воды. Они перекачивают сточные воды, откачивают воду из подвала или котлована, подают влагу для полива и даже заставляют работать фонтаны. Конструкция насосов для грязной воды позволяет им без особого ущерба для своей конструкции справляться с водой, в которой содержится большое количество различных примесей: песка, травы, глины, ила, фекалий и другого мелкого мусора. В данной статье мы рассмотрим три основных типа насосов для грязной воды:

    • дренажные,
    • фекальные,
    • фонтанные.

    Дренажные насосы

    Эти насосы незаменимы, когда нужно избавиться от большого количества грязной воды, которая скопилась в одном месте. Такая вода представляет собой не только загрязненную, но и химически агрессивную жидкость. Как и насосы для чистой воды, дренажные насосы бывают погружными, полупогружными и поверхностными. А по типу — центробежными или винтовыми. И также чаще всего их оснащают поплавковыми выключателями.

    Погружной дренажный насос Wilo Drain TS40
    Погружной дренажный насос Wilo Drain TS40

    Помимо поплавкового выключателя дренажный насос всегда имеет специальный входной фильтр, предотвращающий попадание крупного мусора внутрь устройства. В паспорте насоса указывается предельная величина твердых частиц, с которыми он может справиться. Лучше, чтобы в рабочей жидкости не встречались частицы крупнее.

    Но при выборе дренажного насоса следует обратить внимание не только на «калибр» частиц загрязнения, но и на расположение всасывающего клапана. В зависимости от этого расположения различают:

    • насосы с всасывающим клапаном в дне корпуса,
    • насосы с всасывающим клапаном сверху.

    Насосы с верхним клапаном отличаются большим сроком службы, т.к. снижается риск попадания внутрь устройства крупного мусора. Зато производительность «донного» варианта заметно выше. Чтобы уберечь насосы с всасывающим клапаном в дне корпуса от забивания мусором их устанавливают на специальные подставки.

    Фекальные насосы

    Фекальные или канализационные насосы, главным образом, нужны для обеспечения работы автономной канализации дома. Конструктивно они очень похожи на дренажные и отличаются от них наличием специальных ножей, которые измельчают органические остатки и даже пластик перед попаданием в рабочую камеру насоса. Также они изготавливаются из материалов, с повышенной устойчивостью к температуре и агрессивной среде.

    Существуют модели фекальных насосов с охлаждением самой перекачиваемой жидкостью и имеющие специальный охлаждающий контур. Разумеется, последние более надежны, но и имеют более высокую цену.

    Погружной дренажный/фекальный насос Джилекс Дренажник 255/11 ФН
    Погружной дренажный/фекальный насос Джилекс Дренажник 255/11 ФН

    В отличие от насосов для чистой воды, среди фекальных некоторой популярностью пользуются полупогружные насосы. У них в жидкость погружена только сама насосная камера, а верхняя часть, где расположен двигатель, находится на специальном поплавке, который может долгое время выдерживать воздействие агрессивной среды. Такие насосы отличается невысокой ценой, их удобно монтировать, но работают они только с жидкостями, где размер частиц загрязнения не превышает 1,5 см, т.к. ножами они не оборудованы.

    Фонтанные насосы

    Фонтанные насосы позволяет обустроить на участке настоящий фонтан. Как правило, вместе с фонтанным насосом продается комплект телескопических насадок, с помощью которых можно создавать фонтанную струю разной высоты и геометрической формы. Существуют поверхностные и погружные фонтанные насосы.

    Насос фонтанный DAB NINPHAEA 1
    Насос фонтанный DAB NINPHAEA 1

    Кстати, фонтан на участке не только радует глаз, но и способствует насыщению воды кислородом, что предотвращает ее цветение, заиливание и упрощает уход за водоемом.

    Погружные насосы

    Погружные насосы полностью помещают в воду, как корпус, так и двигатель (хотя, в некоторых случаях последний может быть и снаружи). Их главная особенность – возможность перекачивать воду с очень больших глубин. Обычно это динамические насосы, среди которых самыми распространенными являются вибрационные и центробежные. Для разных целей выпускают разные насосы, чаще всего можно встретить три вида.

    Погружной насос для дома

    Погружной насос для дома

    Колодезные

    Наиболее распространенный тип, который можно увидеть практически на каждой даче. Колодезные насосы чаще всего бывают вихревые, но встречаются и другие типы. Предназначены для перекачки чистой воды с небольших глубин, в грязной воде их использовать нельзя. В продаже можно увидеть множество моделей, главное отличие между ними – мощность.

    Скважинные

    Являются разновидностью колодезных, отличаются меньшим диаметром. Как понятно из названия, скважинные насосы предназначены для перекачки воды из скважин, могут работать на больших глубинах, допускается перекачка воды, которая содержит незначительно количество посторонних примесей (впрочем, это зависит от конкретной модели.

    Поверхностные насосы

    Главная их особенность в том, что мотор не расположен непосредственно в воде. Их устанавливают рядом, а в воду опускают водозаборный шланг. Всего их существует более ста видов, каждый из которых используется для определенных задач.

    Самовсасывающие

    Один из самых простых типов, которые отличаются очень простым устройством и высокой надежностью. Они делятся на два типа: эжекторные и безэжекторные. В первом случае присутствует эжектор, в котором создается вакуум и за счет этого происходит всасывание воды. Во втором случае забор воды происходит с помощью гидравлики. К недостаткам относят небольшую высоту подъема воды (для безэжекторных моделей).

    Это не все типы, есть также фекальные, фонтанные и т.д. Главным недостатком поверхностных насосов являются сложности с их использованием зимой. Например, насосные станции, которые расположены на открытом воздухе, при отрицательных температурах использовать не получится. Это решают установкой в отапливаемом помещении, но даже при этом все равно требуется обогрев шлангов.

    Насосные станции

    Наиболее распространенный тип. Принцип работы насосной станции может быть разным, но наиболее распространенный тип это двигатель и накопительный бак. То есть, насосная станция закачивает воду в накопительный бак, в котором вода находится под давлением, после его заполнения мотор отключается. Когда нужна вода, человек открывает кран и вода под давлением начинает течь. Соответственно, чем больше объем бака, тем реже работает мотор (хотя, это также зависит и от частоты использования воды).

    Насосная станция – один из самых простых и недорогих способов обеспечить водоснабжением дач или загородный дом. Кроме того, если бак заполнен, водой можно пользоваться даже тогда, когда отсутствует электричество, что является существенным плюсом.

    Насос поверхностный, насосная станция

    Насос поверхностный, насосная станция

    Источники

    • https://RuPumps.com/nasosyi/po-tipu/dinamicheskie-nasosyi/tsentrobezhnyiy-nasos.html
    • https://proagregat.com/nasosy/klassifikatsiya-tsentrobezhnyh-nasosov/
    • https://stankiexpert.ru/spravochnik/pnevmatika/tsentrobezhnyi-nasos.html
    • https://pronpz.ru/nasosy/centrobezhnye.html
    • https://tehnika.expert/dlya-sada/nasos/centrobezhnyj.html
    • https://proagregat.com/nasosy/vidy-i-klassifikatsiya-nasosov/
    • https://vodatyt.ru/nasos/tsentrobezhnyy.html
    • http://www.TopClimat.ru/publications/home_pumps_basic_explanation.html
    • https://tze1.ru/articles/detail/vidy-i-tipy-nasosov/

    [свернуть]