Основные сведения о центробежных насосах

Принцип работы напорного оборудования

Установки эжекторного типа более мощные

Установленная на поверхности станция предназначена для подачи жидкости с источников на небольшой глубине: до 8–9 метров. Напорное оборудование не надо погружать в воду.

Работает поверхностный насос по такому принципу:

1. Расширительный бак либо гидравлический аккумулятор, подсоединенный к насосу, за счет конструкции заполняется водой до установленного уровня.
2. Автоматика выключает помпу после того, как жидкость дойдет до определенной отметки. Водозабор прекращается.
3. При понижении уровня жидкости в накопителе автоматика включает насос, и он наполняет гидравлический аккумулятор.

Принцип действия основан на том, что в части всасывающего шланга, не опущенного в жидкость, создается разрежение. Вода поднимается по водоводу из-за различия показателей давления между его концами.

Монтаж самой установки не составляет трудностей. Для этого нужно лишь внимательно изучить приложенное руководство и соединить детали друг с другом. Схема монтажа на нужном месте и подключения к скважине сложнее.

Особенности эксплуатации поверхностных насосов

Поверхностные насосы, как понятно из названия, устанавливают на поверхности. Это относительно недорогие и вполне надежные устройства, хотя для очень глубоких скважин они не подходят.

Редко найдешь поверхностный насос, который может подавать воду с глубины более 10 метров. И это только при наличии эжектора, без него показатели еще ниже.

У поверхностных насосных станций обширная сфера применения, они производят перекачку воды из различных источников глубиной не более 10 м

Если на даче имеется скважина или колодец подходящей глубины, можно смело выбирать для участка поверхностный насос.

Можно взять модель с относительно невысокой производительностью для полива или более мощное устройство, которое эффективно обеспечит водой частный дом. Удобство поверхностных насосов очевидно: прежде всего, это свободный доступ для настройки, технического обслуживания и ремонта.

Кроме того, установка такого насоса на первый взгляд выглядит очень простой. Насос нужно установить в подходящем месте, опустить шланг в воду, а затем подключить устройство к электропитанию. Если насос нужен только для полива, можно приобрести и поставить его без каких либо дополнительных элементов.

Галерея изображений

Фото из

Вариант 1: забор воды из колодца

Вариант 2: откачка воды из скважины-иглы

Вариант 3: откачка из глубокой скважины

Вариант 4: перекачка из открытого водоема

Для оптимизации работы прибора рекомендуется позаботиться об устройстве автоматизированного управления. Такие системы могут отключить насос при возникновении опасной ситуации, например, если вода в него не поступает.

“Сухой ход” не рекомендован практически всем моделям поверхностных насосов. Можно также автоматизировать отключение насоса, если окончилось время полива, заполнен необходимый объем и т.п.

Конструктивные особенности глубинных насосов

Устройство глубинного насоса и его конструктивные особенности во многом определяются принципом действия и типом приводного электродвигателя этой гидромашины. Забор перекачиваемой жидкой среды при использовании таких насосов осуществляется по специальной трубе, помещаемой в шахту обслуживаемой скважины или в колодец. За электропитание приводного электродвигателя, располагаемого на определенной глубине, отвечает электрический кабель, помещенный в защитную оболочку.

В устройстве скважинного насоса центробежного типа можно выделить две основные части:

• приводной электродвигатель, который может быть встроенным или наружным;
• непосредственно саму насосную часть оборудования.

Устройство центробежного скважинного насоса

Если приводной двигатель насоса является встроенным, его, как правило, размещают в нижней части устройства. Забор воды при использовании насосов данного типа может осуществляться как через верхнюю, так и через нижнюю часть их корпуса. Предпочтение в данном случае отдают забору перекачиваемой жидкости через нижнюю часть корпуса, так как это позволяет прочистить глубинную часть скважины от скапливающихся в ней ила и песка. Погружные насосные устройства, что очень удобно, охлаждаются жидкой средой, в которую они помещены. Это позволяет защитить такие устройства от перегрева, способного быстро привести их в негодность. Глубинные насосы центробежного типа, хотя и являются более сложными по конструкции, чем вибрационные устройства, отличаются более высокой надежностью, производительностью и более длительным эксплуатационным сроком.

Подвес насоса должен выдерживать нагрузку, превышающую вес насоса в 5–10 раз

Основными элементами конструкции вихревых погружных насосов являются корпус, специальный стакан, приводной электродвигатель и вибратор. Вибратор в данных устройствах является самым сложным конструктивным элементом, состоящим из якоря, резинового амортизатора и регулирующих шайб. Необходимые условия для забора жидкости из скважины, осуществляемого вибрационным насосом, создает его резиновый амортизатор, который в процессе работы такого устройства сжимается и разжимается.

Обязательным элементом оснащения погружного насосного оборудования является фильтр грубой очистки, защищающий внутреннюю часть таких устройств от попадания в нее твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде. Для обеспечения более эффективной работы погружного насосного оборудования и обеспечения его защиты от негативных факторов используются различные датчики, автоматически останавливающие насос при возникновении внештатных ситуаций (слишком высоком содержании в составе перекачиваемой жидкости ила и песка, снижении уровня воды в скважине и др.).

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

Центробежный насос: экскурс в анатомию

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.

Корпус насоса изготавливается из стали или чугуна, рабочие колеса во многих моделях, особенно предназначенных для бытового водоснабжения, выполнены из полимеров.

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.

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.

Советы по выбору гидравлического агрегата

Перед выбором нужной модели гидравлического устройства в его описании следует обязательно смотреть на технические характеристики. Кроме того, сначала необходимо определиться, для каких целей будет применяться это оборудование

Для правильного выбора во внимание принимается ряд параметров:

1. Максимальная глубина, с которой устройство может обеспечить беспрерывное откачивание жидкости.
2. КПД — показатель, определяющий эффективность гидравлического оборудования.
3. Производительность — объем жидкости, перекачиваемый за единицу времени.
4. Максимальный напор — измеряется высотой столба воды, на которую может поднять механизм во время откачки.
5. Мощность двигателя — показатель, который приводит в работу гидравлическое устройство.

Кроме того, потребителю стоит обратить внимание на параметры давления, которое вырабатывает центробежный насос в штатном режиме. Если приводом является электрический двигатель, то оценивается его энергоэффективность, то есть количество потребляемой электроэнергии

Вихревые и центробежные — сравнение и область применения

Сначала общие черты:

• максимальная глубина всасывания — 8-9 метров;
• способ установки — поверхностный;
• на всасывающем трубопроводе должна стоять труба или армированный шланг (обычный не ставить, его сплющит отрицательным давлением).

Теперь о том, в чем отличия между вихревыми и центробежными моделями. Вихревые насосы более компактные, стоят меньше, но при работе издают больше шума. Центробежные — более тихие, на выходе создают небольшое давление. Вихревые при тех же размерах крыльчатки и скорости ее вращения могут создать давление в 3-7 раз больше. Но нельзя сказать, что это их достоинство — далеко не всегда требуется большой напор на выходе. Например, он не нужен при поливе сада и огорода. Вода, подаваемая с высоким давлением просто размоет почву, обнажит корни. Потому в качестве насоса для полива лучше брать самовсасывающий насос центробежного типа.

Высокое давление на выходе может потребоваться при организации системы водоснабжения дома. Вот тут и потребуются характеристики вихревых насосов. Есть только у них один недостаток: они не могут обеспечить большой расход. Так что чаще для этих целей используют все тот же центробежный, но в паре с гидроаккумулятором. Правда, тогда это получается уже насосная станция.

Поверхностные центробежные насосы необходимо заполнять водой перед пуском

Основной недостаток поверхностных центробежных самовсасывающих насосов — необходимость заполнять их водой перед стартом. Не самое приятное занятие, которое добавляет хлопот при использовании такой помпы для полива.

Читать также: Рейтинг рейсмусовых станков для дома

Жидкость в насосе поступает к рабочему колесу вдоль его оси вращения, а затем направляется непосредственно в межлопаточный канал. Жидкая среда, которая находится в межлопаточном канале, при вращении рабочего колеса отбрасывается лопастями к периферии, далее выходит в отвод и затем – в напорный трубопровод, а в многоступенчатых насосах – подается к входу следующего рабочего колеса. Отвод предназначается для сбора жидкости, исходящей из рабочего колеса.

В отводе кинетическая энергия потока жидкости преобразуется в потенциальную энергию (в энергию давления). Это происходит таким образом: движение жидкости в отводе замедляется, поэтому (согласно закону Бернулли) давление ее возрастает. Такое преобразование энергии должно осуществляться с минимальными гидравлическими потерями. На практике это достигается благодаря специальной форме отвода (чаще всего имеющей спиральную форму). Иногда отвод оборудуется специальным направляющим аппаратом, обеспечивающим наиболее оптимальные условия для всасывания насосом жидкости. Такой направляющий аппарат состоит из двух кольцевых дисков, между этими дисками размещаются направляющие лопасти (они изгибаются в сторону, которая противоположна направлению изгибов лопастей рабочего колеса).

Направляющие аппараты конструктивно являются более сложными устройствами, по сравнению со спиральными отводами. Гидравлические потери в направляющих аппаратах довольно существенны, и поэтому их применение ограничивается только некоторыми моделями многоступенчатых насосов. Жидкость в них отбрасывается рабочим колесом к периферии, благодаря чему в центральной части (перед входом в рабочее колесо) создается область пониженного давления, и под воздействием атмосферного давления каждая новая порция жидкости из источника водоснабжения попадает в насос через всасывающий трубопровод. Таким вот образом создается беспрерывный поток жидкости.

Перед запуском в насос необходимо залить воду. Если предварительно не залить в насос жидкость, то на входе не создастся низкое давление, необходимое для всасывания жидкости, и в таком случае насос будет просто работать вхолостую. С целью удержания воды в центробежном насосе, производители обычно рекомендуют перед входным патрубком устанавливать специальный обратный клапан. Выпускаются модели центробежных насосов, в которых обратный клапан уже встроен в насос.

Зачастую, частные дома, загородные коттеджи, а также дачные участки нуждаются в установке системы водоснабжения. Самовсасывающие насосы обеспечат вам эффективный автономный полив. Самовсасывающий насос оправдывает своё название. Он способен поднять с глубины даже речную воду, конечно при условии, если данное устройство находится не далеко от источника водозабора. Модели самовсасывающих насосов, предлагаемые рынком, отличаются по техническим характеристикам и своему назначению. Это нужно учитывать при выборе насоса для использования в быту.

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.

https://youtube.com/watch?v=I2dB6XIFNOE

1 Особенности конструкции и принцип работы

Главным функциональным элементом центробежного насоса выступает рабочее колесо, которое зафиксировано на вале силового агрегата, посредством шпонки. Схема его работы предусматривает центральное использование этого элемента.

Рабочее колесо выполняется из двух отдельных дисков – переднего и заднего, которые расположены друг к другу на расстоянии в несколько сантиметров. Между собой колеса соединены специальными лопастями, которые направлены в противоположную к движению колеса сторону.

Элементы ротора силового агрегата, на который насажены колеса, имеют множество уплотнений – сальников, которые способствуют правильной циркуляции жидкости внутри насоса, во время его работы, и снижают утечки воды из рабочей камеры.

Схема действия колеса описывается несколькими простейшими принципами. Когда насос включается в работу, он полностью заполняется водой из скважины, которая, после начала вращения рабочего колеса, попадает в межлопастные ячейки, и под влиянием созданной движением колеса центробежной силы выбрасывается к выводящему патрубку.

Дальнейшая прокачка воды происходит из-за разницы давления рабочей камеры – в которой давление уменьшилось, и выводящего патрубка – где давление повышено.

Данный принцип работы полностью нарушается, когда в корпус центробежного насоса вместе с перекачиваемой жидкостью попадает воздух.

Наличие воздушных пробок чаще всего приводит к остановке работы устройства, так как разница в перепаде давления полностью теряется. Поэтому, все виды современных центробежных насосов комплектуются дополнительными воздухоотводящими устройствами.

Схема конструкции центробежного насоса

Основные элементы конструкции центробежных насосов:

• Обратный клапан – выполняет функцию удержания воды в корпусе насоса (перед каждым стартом агрегата необходимо предварительно заполнить его водой);
• Механический фильтр на входном патрубке – для фильтрации основных нерастворимых загрязнений;
• Кран для залива воды в корпус агрегата;
• Обратный клапан на выводящем патрубке – препятствует обратному движению перекачиваемой из скважины жидкости;
• Предохранительный клапан – защищает устройство от гидроударов;
• Разнообразная автоматика – манометры, вакуумметры, пульты управления.

1.1 Виды и отличия

Сами по себе эти устройства уже являются одной из разновидностей насосного оборудования, однако и их можно разделить по нескольким основным параметрам. Классификация центробежных насосов выполняется по целому ряду факторов, основные из которых мы рассмотрим:

1. В зависимости от количества рабочих колёс: одноступенчатые (с одним колесом) и консольные (с множеством колес);
2. Схема расположения рабочих колес: вертикальное, либо горизонтальное расположение;
3. Производящееся насосом давление: до 0.2 МПа – устройства низкого давления, 0.2 – 0.6 МПа – среднего давления, и высокого давления – свыше 0.6 МПа;
4. Принцип расположения насоса в пространстве – погружной, либо поверхностный;
5. Особенности подвода воды к агрегату – насосы с двухсторонним, либо односторонним входом;
6. Принцип транспортировки жидкости внутри корпуса – существуют спиральные насосы, в которых вода от рабочего колеса сразу подается к выводящему патрубку и лопаточные агрегаты, где вода после рабочего колеса попадает в направляющий блок – неподвижно зафиксированное колесо с лопастями;
7. Функциональное назначение – скважинные, дренажные, фекальные, пожарные, нефтяные, циркуляционные насосы;
8. Способ соединения силового агрегата и рабочего колеса – приводные (где колесо неподвижно закреплено на вале привода) и муфтовые (колесо смонтировано посредством съемных соединений).

Как выбрать водяной насос

Перед приобретением агрегата необходимо четко определить для каких целей будет использоваться оборудование:

• Орошение и полив приусадебного участка.
• Снабжение дома водой.
• Выполнение дренажных работ.
• Использование для устройства в систему отопления.
• Осушение водоемов.

После этого:

Рассчитывается напряженность эксплуатации агрегата, что зависит от объема необходимой для нужд воды.
Приобретать модель, у которой небольшая цена, не стоит. Обязательно внимательно изучаются технические характеристики устройства, отзывы потребителей о нем

Насос предназначен к длительной эксплуатации, что указывает на долгосрочное вложение, а демонтаж и затем ремонт или замена агрегата очень затратные операции.
При изучении технических характеристик устройства, особое внимание обращается на следующее:

1. есть ли защита насоса от «сухого хода» и возможных перегрузок;
2. желательно, чтобы его детали были изготовлены из нержавеющей стали, это увеличит срок службы изделия.

Учитываются требования к электросети, какое напряжение необходимо для ее использования.

Устройство водяного насоса

Принцип устройства всех водяных насосов для дома или дачи – один, общий. В процессе работы внутри себя устройство создает вакуум, после чего жидкость внутрь вакуумной камеры втягивается из резервуара, затем с силой выталкивается наружу и направляется по трубе к месту назначения. По способу создания вакуума бывают такие принципы действия агрегатов:

Электромагнит — главный элемент. При подаче на его обмотки переменного напряжения элемент притягивает якорь к себе, а после смене полярности якорь опять возвращается в первоначальное положение. На фото показано устройство водяного насоса для дачи.

Устройство водяного насоса

• В течение одной секунды якорь совершает сто колебаний.
• Столько же раз вибрирует поршень связанный с якорем.
• Вода — это упругая среда, поэтому вибрации вызывают ее колебания, а избытки воды выталкиваются через клапан в напорный патрубок.

Для чего нужны промышленные агрегаты с улиткой?

Центробежные насосы способны перемещать жидкость, создавая скорость из центробежной силы. Жидкость поступает в проушину рабочего колеса через всасывающее сопло насоса. Затем лопатки рабочего колеса захватывают жидкость и вращают ее до тех пор, пока она не выйдет из насоса на стороне нагнетателя. Жидкость фактически покидает насос под более высоким давлением, чем когда она поступает в насос.

КПД насоса будет снижаться при перекачке вязких продуктов. Центробежные насосы идеально подходят для перемещения больших объемов жидких жидкостей.

Одиночные спиральные насосы существуют уже несколько лет. За исключением вертикальных насосов турбинного типа, большинство одноступенчатых насосов, изготовленных в Российской Федерации, являются однонаправленными.

Основным преимуществом корпуса с одним улиткой является его простота: его легче отливать и, следовательно, дешевле производить с учетом открытых областей. При расходах, близких к насосу типа BEP, одиночные спиральные кожухи более эффективны, чем двойные спиральные кожухи.

Двойные улитки были введены, чтобы устранить проблемы радиальной тяги, присущие единой конструкции улитки. Испытательные измерения, однако, показывают, что, хотя радиальные силы в двойной спирали значительно уменьшены, они не устранены полностью.

В корпусе с двумя улитками поток делится на два равных потока с двумя уровнями воды, расположенными на 180 градусов друг от друга. Общая площадь горла двух улиток идентична той, которая была бы использована для сопоставимой конструкции с одним улиткой.

Таким образом, конструкция кожуха с двумя спиральными улитками фактически представляет собой один спиральный корпус с лопастью сплиттера, простирающейся на 180 градусов от того, что было бы горловиной с одним спиральной улиткой, входящей в секцию диффузора, создавая две одинаковые спирали, каждая с постоянной скоростью на BEP насоса.

Две спиральные секции по-прежнему создают неравномерное давление вокруг рабочего колеса при расходах, выходящих за пределы BEP, но имеют тенденцию в значительной степени компенсировать друг друга, как показано результирующими меньшими радиальными нагрузками. Это основная причина для использования двойной спиральный корпус.

Испытания показывают, что насос с двумя спиральными улитками будет примерно на одну-полтора точки менее эффективным на BEP, но будет примерно на две точки более эффективным с обеих сторон от BEP, чем с сопоставимым насосом с одним винтовым компрессором. Это означает, что кожух с двумя спиральными улитками будет давать немного более высокую эффективность во всем диапазоне кривой напора, чем одиночный спиральный.

Двойные улитки чаще всего встречаются с насосами с рабочим колесом с двойным всасыванием и большим всасыванием, которые также имеют нагрузку на рабочее колесо с меньшим осевым давлением. Двойные спиральные оболочки не должны использоваться в небольших насосах с низким расходом (ниже примерно 400 галлонов в минуту).

Поскольку более крупные насосы являются более подходящими кандидатами для двойных улиток, их, как правило, следует выбирать для таких услуг, когда они доступны и если позволяет приложение. Разделительная лопатка в двойном улитке может вызвать проблемы с закупоркой при работе с твердыми веществами, например, при работе со сточными водами, что исключает их использование в этих применениях.

Устройство

Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть.

В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:

• двигатель
• спиральный корпус – “улитка”
• рабочее колесо – крыльчатка
• рабочий вал
• уплотнение вала
• подшипник вала
• входной патрубок (фланец)
• выходной патрубок (фланец)

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

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

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

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

Назначение

Иначе говоря, центробежный насос являются основным элементом автономной системы водоснабжения.

Благодаря уникальной конструкции и эффективному функционированию, насосное оборудование этого типа нашло свое применение в следующих сферах жизнедеятельности:

• центробежные насосы для воды являются оптимальным вариантом организации технического водоснабжения на предприятиях;
• в промышленности агрегаты эффективно используют для перемещения всевозможных жидкостей и растворов между объектами производства;
• в сельском хозяйстве насосы этого вида широко применяются для подачи воды на животноводческие фермы, а также их используют для организации полива растений;
• коммунальное водоснабжение городов исключительно функционирует благодаря центробежным агрегатам;
• в частном секторе насосное оборудование этого вида является незаменимым элементом организации водоснабжения дачного участка.

Зная широкую сферу применения центробежных насосов, любопытный читатель вполне резонно может задать логичный вопрос: а как же работают агрегаты этого вида? В чем заключается уникальность их эксплуатации?

Чтобы ответить на эти вопросы и понять принцип действия центробежных агрегатов, прежде всего, необходимо знать, из каких конструктивных элементов они состоят.