Насосы консольного типа
Одними из самых используемых моделей можно считать насосы типа «К» (консольные). К ним относятся одноступенчатые насосы с горизонтальным расположением вала. В промышленности используют варианты с отдельно расположенным двигателем.
А вот в бытовых моделях двигатель находится с колесом в одном корпусе, и поэтому насос маркируется буквами «КМ» (моноблочный). Конструкция консольного центробежного насоса представляет собой спиральный корпус с одним колесом, выполненный из чугуна либо стали и расположенный на консоли вала двигателя. Отсюда, собственно, и его название.
Насос типа «К» (консольный)
- Опирается корпус на станину, фиксируясь на ней с помощью фланца и четырёх болтов. Как правило, отводящий патрубок направлен вверх, но когда условия эксплуатации делают невозможным такое подключение, может быть предусмотрен поворот под углом 180 или 90 градусов. Об этом позаботится производитель, получивший соответствующий заказ на насос.
- Одна интересная деталь, делающая привлекательной такую конструкцию для потребителя: входной патрубок в данном случае отливается как единое целое с передней крышкой. Благодаря этому, механик, обслуживающий данное оборудование, может оценить состояние деталей, находящихся внутри корпуса, без демонтажа насоса.
Грязевой насос консольного типа с измельчителем
- Если окажется, что агрегату требуется ремонт и разбирать его всё-таки придётся, вода сливается из камеры через специальные отверстия — в обычное время они закрыты заглушками. Колесо в консольном насосе чаще всего закрытого типа, то есть его лопатки закрыты дисками с двух сторон. Их кольцевые выступы образуют узлы уплотнения, разделяющие в корпусе зоны с высоким и низким давлением.
- Для изготовления вала насоса используется высококачественная легированная сталь. Опорами для него служат подшипники, расположенные в масляной ванночке опорного кронштейна. С внешней стороны опора смазывается специальными смазками, а внутри охлаждается жидкостью, которую перекачивает насос.
Отверстие, через которое в корпус входит вал, защищено сальниковым уплотнением. Это сменная втулка, которая значительно повышает ресурс механизма и уменьшает износ вала.
Это касается в основном промышленных агрегатов, к насосам бытового назначения, имеющим мощность менее 10 кВт, такие предосторожности не применяются
Моноблочные
В быту и на небольших производствах используют, в основном, моноблочные насосы (КМ). Они намного меньше по габаритам — таким насосам не требуется опорная стойка и, благодаря столь компактному исполнению, не занимают много места
А это важно как для предприятия, так и для частного пользователя
В моноблочных насосах колесо с лопатками крепится на вал с помощью шпонки и гайки с винтом. Вал, кстати, может быть и удлинённым. Конструкция их проточной части выполняется аналогично насосам типа «К», поэтому их КПД примерно одинаков.
Моноблочный консольный насос
В насосах моноблочного типа вал уплотняется не сальниковой набивкой, а при помощи резиновой манжеты. Она запрессована в отверстие на корпусе, специально расточенное для этой цели.
Погружные
К моноблочным насосам можно отнести и все погружные насосы. Но они отличаются от агрегатов типа «КМ» тем, что могут иметь не только одно колесо, но и многоступенчатую структуру.
А ещё, у них совсем другое исполнение корпуса. Он вертикальный и объединяет в себе не только спиральную камеру, но и двигатель – этот нюанс является отличительной особенностью погружных моделей.
Разновидность погружной модели: насос для дренажа
- Здесь колесо так же располагается на валу двигателя, но вода движется несколько по другому принципу. Она проходит через двойной канал: один из них предназначен для охлаждения статора двигателя — и только после этого жидкость поступает в напорную часть.
- Такие насосы очень надёжны и не требуют неусыпного контроля. Скважинные модели погружаются глубоко в толщу воды, не менее чем в двух метрах от водоприёмной части водозабора. Это важный нюанс, так как, в противном случае, сетчатый фильтр, как и подающий патрубок, может быстро забиваться.
Насосы для питьевых скважин
Вообще, для скважинных насосов очень важно качество воды. Длительность их срока службы может быть обеспечена только при условии такого содержания в жидкости твёрдых примесей, которое не превышает указанную производителем норму
Что касается моделей, предназначенных для перекачки гидросмесей, то им твёрдые включения не страшны. Развивать такие напоры, как насосы скважинные, они не способны – но в данном случае, этого и не требуется.
Насосы бустерного типа
Большинство вертикальных насосов имеют бустерную конструкцию. Это тип конструкции, при которой насосу создаются условия работы, аналогичные условиям скважины. Чтобы это было возможно, корпус бустерного насоса помещается в заполненный водой цилиндрический контейнер из гальванической или нержавеющей стали.
Соединяются они при помощи фланцевого переходника и центруются болтами, находящимися на внешнем периметре. Подобное решение делает конструкцию необычайно устойчивой — такой агрегат можно располагать хоть вертикально, хоть горизонтально.
Достоинства бустеров
Насосы этого типа чаще всего используют для сборки насосных установок производственного назначения, так как их производительность и напор, не уступает характеристикам скважинных насосов. Добиться, к примеру, напора 800м при подаче в 1000м3/час, от горизонтального поверхностного насоса просто невозможно.
Установка с горизонтальными бустерными насосами
- Такие показатели, конечно не везде нужны. Но в системах пожаротушения, бустерным установкам практически нет альтернативы, ведь и здания бывают достаточно высокими, да и приблизиться к ним во время пожара не всегда возможно. В таких случаях, именно большой напор спасает ситуацию.
- Незаменимы бустеры и для снабжения питьевой водой объектов, расположенных высоко над уровнем моря, например, в горах. И, несмотря на то, что цена таких установок достаточно высокая, в процессе эксплуатации она быстро окупается за счёт экономичного потребления энергии.
Если сравнивать их затраты с другими насосами аналогичной мощности, то экономия составит, ни много ни мало, 50-55%. Использование бустерных установок для обеспечения водой строящихся объектов, позволяет снизить их себестоимость, так как энергоносители всегда составляют львиную долю затрат.
Особенности конструкции и принцип действия
Если рассмотреть устройство центробежного насоса в разрезе, то в конструкции такого оборудования можно выделить следующие элементы.
- Электродвигатель в устройстве центробежного насоса играет роль приводного элемента. Та часть внутренней конструкции центробежного насоса, где располагается его приводной электродвигатель, тщательно герметизируется, что необходимо для защиты силового агрегата от контакта с перекачиваемой жидкой средой.
- Вал насоса передает вращение от электродвигателя рабочему колесу.
- Конструкция центробежного насоса обязательно включает в себя рабочее колесо, на внешней цилиндрической поверхности которого расположены лопатки, перемещающие перекачиваемую жидкую среду по внутренней камере устройства.
- Подшипниковые узлы обеспечивают легкое вращение вала с зафиксированным на нем рабочим колесом.
- Уплотнительные элементы защищают узлы внутренней конструкции гидромашины от контакта с перекачиваемой жидкой средой.
- Корпус насоса, как правило, выполнен в форме улитки и оснащен двумя патрубками – всасывающим и напорным.
Основные части центробежного насоса
Конструктивная схема центробежного насоса, кроме вышеперечисленных деталей, может включать в себя ряд дополнительных элементов:
- шланг, по которому перекачиваемая жидкая среда поступает в напорную магистраль;
- шланг, по которому жидкость поступает во внутреннюю камеру устройства;
- обратный клапан, препятствующий перемещению уже перекачанной жидкой среды в обратном направлении;
- фильтр грубой очистки, не дающий твердым включениям, содержащимся в составе жидкой среды, попадать во внутреннюю часть помпы;
- вакуумметр, при помощи которого осуществляется контроль за степенью разреженности воздуха в рабочей камере;
- манометр, посредством которого можно контролировать давление потока жидкой среды, создаваемого насосным оборудованием;
- элементы запорной арматуры, позволяющей регулировать параметры потока жидкой среды, поступающей в насос и выходящей из него.
Устройство насосной части оборудования центробежного типа
Устройство и принцип действия любых центробежных насосов отличаются простотой. Так, принцип действия центробежного насоса заключается в следующем.
- Жидкая среда, попадающая во внутреннюю рабочую камеру, захватывается лопатками рабочего колеса и начинает перемещаться вместе с ними.
- Под воздействием центробежной силы жидкая среда отбрасывается к стенкам рабочей камеры, где создается избыточное давление.
- Находясь под избыточным давлением, жидкая среда выталкивается через напорный патрубок.
- В тот момент, когда жидкая среда из центральной части рабочей камеры отбрасывается к стенкам, создается разрежение воздуха, что и обеспечивает всасывание новой порции жидкости через входной патрубок.
Принцип действия центробежного насоса
Принцип работы центробежного насоса, описанный выше, относится к моделям как поверхностного, так и погружного типа. Основную функцию центробежного насосного оборудования выполняет рабочее колесо с лопатками. В соответствии с описанным выше принципом действия центробежных насосов такие устройства обеспечивают всасывание перекачиваемой жидкой среды и ее выталкивание в напорную магистраль в постоянном режиме, что гарантирует стабильность параметров создаваемого потока.
Особенности конструкции
Как выглядит работа конструкции
Если говорить об особенностях конструкции центробежного поверхностного насоса, то он состоит из следующих элементов:
Корпус – для изготовления корпуса оборудования используется сплав чугуна, бронзы или нержавеющей стали. В основном насосы с корпусом из нержавеющей стали используются для перекачивания воды в пищевой или химической промышленности. Кроме этого, они успешно эксплуатируются для обеспечения перекачки агрессивных веществ.
- Рабочее колесо – выбор материала, который используется для изготовления рабочего колеса насосного оборудования, зависит от его мощности. Это может быть сплав чугуна, бронзы или полимерные материалы.
Хотелось бы отметить, что для работы с жидкостями без примесей используются рабочие колеса закрытого типа, радиально расположенные лопатки которых закрепляются между дисками. Оборудование, конструкция которых оснащена рабочим колесом открытого типа, отличаются меньшим коэффициентом полезного действия, нежели насосы с открытыми рабочими колесами; - электрический двигатель – производители ПЦ насосов оборудуют агрегаты короткозамкнутыми роторными электродвигателями. Они обеспечивают подключение техники к электросети (одно- или трехфазной). В зависимости количества полюсов, электрические моторы отличаются числом полюсов.
| 3 фазы, Гц | 2 полюса | 4 полюса | 6 полюсов | 8 полюсов | 10 полюсов | 12 полюсов | 14 полюсов |
| ~ 50 | 2900 | 1450 | 960 | 725 | 580 | 480 | 415 |
| ~ 60 | 3500 | 1750 | 1160 | 875 | 700 | 580 | 500 |
На приведенном ниже фото можно более подробно рассмотреть устройство уплотнительной системы поверхностного центробежного насоса:
Уплотнительная система
- Уплотнение торцевого типа состоит из графитовых колец в количестве двух штук.
- Один вращается вместе с валом.
- Второй – фиксируется непосредственно на корпусе вращающегося вала.
- Кольца прижаты между собой, а наличие специальной пружины увеличивает показатель плотности.
- Поверхность уплотнительных колец хорошо отполирована. В процессе работы насоса между двумя кольцами существует тонкая водяная прослойка, которая выполняет функцию своеобразной смазки, а также способствует тому, что кольца не перегреваются.
- Использование данной системы уплотнения обеспечивает полное отсутствие протекания вала.
Механизм действия
Как действует механизм в работе
Принцип действия насосного оборудования довольно прост: жидкость, которая находится вокруг центрального рабочего колеса, в результате действия центробежной силы, направляется по периферии. А место, образовавшиеся в результате отступления жидкости, мгновенно занимается новой порцией рабочей жидкости.
На что нужно обратить внимание при выборе насоса:
Перед тем, как купить ту или иную модель поверхностного центрового насоса(см.Многоступенчатые центробежные насосы для воды) необходимо четко определиться с какой именно целью он будет использоваться.
Если предполагается использование оборудования для обычного полива земельного участка, вам подойдет агрегат, обладающий небольшой мощностью.
Но, если вы планируете эксплуатировать насос в качестве обеспечения процесса индивидуального водоснабжения, вам лучше обратить внимание на модель с больше мощностью (больше 1м3 за час), например, насосы серии «Лидер».
Немаловажным показателем оборудования данного типа является глубина, с которой агрегат способен перекачивать рабочую жидкость.
Насосы данного типа обладают возможностью перекачивать жидкость с глубины, максимальный показатель которой не превышает 10 м. Инструкция, которая прилагается в комплекте оборудования, сдержит все необходимые данные.
Если данное соотношение будет учтено, вам удастся добиться хорошего напора рабочей жидкости.
Немаловажное значение имеет также и уровень напряжения в электрической сети. Если вы знаете, что напряжения немного, ниже или часто бывают перепады напряжения в сети, вам лучше купить насос большей мощности.
Это поможет добиться высокого показателя производительности агрегата
В противном случае эксплуатация техники не даст вам требуемых результатов.
Современные модели насосов оснащены встроенным эжектором – струйным насосом. Наличие такого насоса позволит избежать возможной кавитации, а также существенно увеличит глубину, с которой оборудование сможет перекачивать воду.
Если вам необходимо наладить систему водоснабжения на загородном участке или смонтировать индивидуальную систему водоснабжения, поверхностный центробежный насос идеально для этого подойдет.
Как выбрать хороший насос?
Чтобы правильно выбрать насос на дачу или в дом, нужно в первую очередь чётко сформулировать ту задачу, которую он будет выполнять.
Для чистой и питьевой воды. Для обеспечения чистой водой дома или дачи, где она будет использоваться для питья, приготовления пищи, совершения гигиенических процедур следует предпочесть вихревой насос. Он обеспечивает достаточный напор, долговечен (при перекачке чистой воды) и неприхотлив.
Для полива и отопления. Если на участке нужен универсальный вариант, который может обеспечить хозяев участка как технической, так и питьевой и поливочной водой, то выбор следует сделать в пользу центробежного насоса.
Для нечистот. Перекачка воды с загрязнением однозначно требует установки вибрационного насоса – дренажного или фекального.
Устанавливая мотор, внимательно изучайте его основные характеристики. Все они должны как минимум соответствовать требуемым от устройства параметрам производительности и напора. Также убедитесь, что ваш источник воды (особенно если это колодец) способен возобновлять свой запас со скоростью, превышающей скорость выкачки.
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
Эту техническую проблему решают различными способами
Заливка воды из трубопровода
Способ применяется для стационарных систем водоснабжения с фиксированным расположением трубопроводов. Схему постоянно работающего водоснабжения строят таким образом, чтобы центробежный насос находился в нижней точке, и выше его по уровню всегда были заполненные водой трубы. На всасывающем трубопроводе ставят обратный клапан, препятствующий вытеканию воды обратно в колодец, скважину или емкость. Такую систему надо заполнить водой только при первом старте, все последующие будут происходить в «мокром» режиме.
Если система используется эпизодически или обратный клапан, по каким – либо причинам установить не удается, применяют другие способы. Обвязку насоса монтируют таким образом, чтобы иметь возможность подать воду из трубопровода в обратную сторону, до заполнения рабочей камеры и всасывающего трубопровода. Воздух при этом выпускают через односторонний воздушный клапан. Как только свист воздуха из него прекратится и появится вода — значит, система заполнена и можно включать насос.
Для заливки из трубопровода высокого давления используют понижающий давление эжектор. Заливка также производится до момента появления жидкости.
Еще один способ применяют на крупных насосных станциях высокой степени автоматизации. Там для откачки воздуха используют вакуумный насос, и после заполнения рабочей камеры и срабатывания датчика наличия воды автоматика запускает установку.
Заливка воды из резервуара
Если в трубопроводе нет воды, то ее заливают из временно или постоянно присоединенного к выходному патрубку резервуара, снабженного вентилем. В стационарных системах резервуар монтируют постоянно, перед пуском вентиль открывают, и вода заполняет рабочую камеру и подающий трубопровод. Осуществляют запуск насоса. Убедившись в успешном запуске по ровному низкому звуку его работы, вентиль закрывают.
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.
Глубинные насосы
Устройство глубинного насоса для скважины во всех случаях имеет центробежный принцип действия. Чтобы увеличить давление и создать напор в 20 атмосфер (200 м), к выходному отверстию первой помпы закрепляется второй насос входным отверстием. Такой принцип установки глубинного насоса в скважину называется ступенями.
Глубинные насосы для скважин по техническим характеристикам, выбираются ориентируясь на:
- глубину источника;
- мощность подачи воды, которую насос способен выдать;
- напор;
дебит источника;
Положительные стороны:
- Высокое КПД и производительность.
- Размеры устройства компактные, поэтому необязательно изготавливать скважину большого диаметра.
- Благодаря ступенчатой технологии можно регулировать напор потока воды.
- Простой монтаж.
- На протяжении 10 и более лет не нуждается в техническом обслуживании.
- Надежность конструкции.
Отрицательные стороны:
- Если корпус монолитный, то произвести ремонт устройства будет невозможно.
- Недопустимо перекачивать загрязненную жидкость.
Монтаж и ремонт такого рода оборудования требует наличия специальных знаний и умений. Выбрать насос для скважины более 20 метров заметно проще, посоветовавшись со специалистом. Можно считать вполне определенно, что цена изделия определяется как сложностью его конструкции, так и глубиной погружения.
Момент погружения глубинного насоса в скважину Он определяется сложением параметров водозабора всеми приборами в жилых помещениях и хозяйственных постройках. Сюда следует прибавить расход воды на полив огорода.
Для средней семьи из трех человек будет достаточно агрегата, обеспечивающего подачу пятидесяти литров воды в минуту. Для надежности это значение лучше увеличить на десять процентов.
Напор погружного агрегата определяется высотой, на которую он способен поднять водяной столб. Существуют специальные формулы расчета этого параметра, учитывающие множество факторов. Упрощенно величина необходимого напора, который должен обеспечивать погружной агрегат для конкретной скважины, определяется следующим образом.
Иллюстрация расчета необходимого напора насоса для скважины
К глубине скважины, выраженной в метрах, прибавляется цифра 30. Полученный результат увеличивается на десять процентов, итогом будет высота водяного столба, которую должен обеспечивать погружной насос. Например, если глубина скважины двадцать метров, то прибавив тридцать и увеличив сумму на десять процентов, получим пятьдесят пять метров. Именно такой напор должен обеспечивать погружной насос в данном случае.
Насосное оборудование должно постоянно находиться в толще воды, иначе оно быстро выйдет из строя из-за перегрева движущихся элементов его конструкции.
В техническом паспорте скважины всегда указываются ее характеристики, такие как статический и динамический уровни воды, а также определяемый притоком жидкости дебет. Статический уровень устанавливается в скважине после того, как из нее в течение некоторого времени не выкачивали воду. Высота получившегося водяного столба уравновешивает давление водоносного слоя, которое статично, таким образом, верхний уровень жидкости остается постоянным.
Иллюстрация правильного размещения глубинного насоса в скважине Эти характеристики напрямую влияют не только на необходимую глубину погружения насоса, но и на такие его параметры, как мощность и производительность. Если скважина бурилась своими руками, никакой документации на водоносный источник, конечно же, нет. В этом случае для определения необходимой глубины погружения насоса подойдет простой практический способ. Он заключается в следующем:
- закрепленный на тросе погружной насос опускается на дно скважины;
- затем он поднимается приблизительно на два метра и включается;
- если при тестовом запуске в течение часа напор и качество воды хорошие, это положение оборудования пригодно для эксплуатации;
- при выходе загрязненной илом и песком жидкости насос поднимается на пятьдесят сантиметров, и тест повторяется;
- в случае резкого снижения напора выходящей воды насос немедленно выключается и опускается глубже;
- в найденном оптимальном положении насос фиксируется для постоянной работы.
Диаметр скважины должен позволять свободно поднимать и опускать насосное оборудование, это необходимо учитывать при его выборе. Стены скважины образованы трубой. Лучше использовать трубы диаметром четыре дюйма, вследствие того, что большинство модификаций погружных насосов рассчитаны на применение трубы такого диаметра, хотя иногда применяются и трехдюймовые трубы.
Сфера применения
Благодаря своей некоторой универсальности в вопросе характеристик перекачиваемой жидкости, центробежные насосы нашли огромный список вариантов применения. Они используются в нефтегазовой промышленности, устанавливаются в бытовых сетях водоснабжения, работают на автозаправочных станциях.
Без центробежных насосов, компактных и надежных, не может обойтись ни один самолет для борьбы с огнем, набирающий воду в открытых водоемах. Установки такого класса используют пожарные городские службы. Перечислить все сферы применения устройств с центробежным нагнетателем попросту нереально.
Основные рабочие элементы
Насос с двумя рабочими камерами
Насос центробежный одноступенчатый имеет такую конструкцию и рабочую арматуру:
- Обратный клапан приемный. Как правило, он оснащен специальной сеткой, с помощью которой происходит фильтрация разного типа примесей, входящий в состав рабочей жидкости. Основное предназначение клапана заключается в задержке перекачиваемой жидкости внутри всасывающего патрубка.
- Задвижка. Она устанавливается на трубопроводе напорном. С ее помощью приведение насоса в рабочее состояние или его остановка. Кроме этого, задвижка используется для обеспечения контроля силы напора жидкости.
- Вакуумметр. С его помощью выполняется измерение уровня разрежения с всасывающей стороны. В большинстве моделях оборудования вакуумметр монтируется между корпусом агрегата и его задвижкой непосредственно на трубопроводе.
- Кран. При заливе жидкости при помощи крана выполняется выпускание воздуха из жидкости.
- Манометр. Устанавливается он на патрубке напорного механизма. Основное предназначение данного механизма заключается в измерении напора жидкости.
- Предохранительный клапан. Выполняет защитную функцию корпуса оборудования от возможных гидравлических ударов. Монтируется клапан на напорном патрубке после задвижки.
Более детально строение одноступенчатого центробежного насоса изображено на данном рисунке:
Схема одноступенчатого насоса
| Корпус | |
| Колесо рабочее | |
| Уплотнительный механизм рабочего вала | |
| Вал | |
| Уплотнение подшипниковой камеры | |
| Подшипники | |
| Опора несущая | |
| Глазок для контроля уровня масла в камере подшипников |
Принцип работы
Функционирование данного типа оборудования базируется на принципе использования центробежных сил, которые образуются внутри корпуса насоса в процессе эксплуатации рабочего колеса.Итак:
На валу механизма сидит рабочее колесо, крепление которого обеспечивается прочным шпоночным соединением. Крутящий момент передается от рабочего колеса до вала оборудования. Для крепления вала насоса и вала электромотора применяется прочная и эластичная муфта.
- Насос центробежный оснащен одним рабочим колесом, лопасти которого имеют вогнутую форму. При условии приведения механизма в рабочее положение жидкость попадает внутрь всасывающего патрубка. А затем электрический мотор приводит в действие вал, движение которого вызывает вращение колеса.
- В свою очередь, колесо захватывает жидкость и отталкивает ее от центра колеса в сторону. Рабочая жидкость постепенно поступает через направляющую камеру в нагнетательный трубопровод.
- В короткий промежуток времени между лопастями насоса образуется высокое давление, которое отталкивает жидкость, освобождая тем самым место для поступления ее новой порции из трубопровода.
- Конструкция большинства моделей одноступенчатых центробежных насосов бытовых оснащена специальным современным фильтром, расположенным на всасывающем патрубке.
Видео в этой статье более подробно ознакомит вас с технологией работы одноступенчатого центробежного насоса.
