> Статьи > Общие сведения о теоретических основах процессов всасывания и нагнетания при работе насосов. Классификация, устройство и принцип действия центробежных пожарных насосов. Их сравнительные технические ха. Центробежные насосы: устройство и принцип действия
Общие сведения о теоретических основах процессов всасывания и нагнетания при работе насосов. Классификация, устройство и принцип действия центробежных пожарных насосов. Их сравнительные технические ха. Центробежные насосы: устройство и принцип действия
Особенности конструкции и принцип действия
Устройство и принцип действия центробежного насоса принципиально не изменились с 17 века. Насос состоит из следующих деталей и узлов:
Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
Вал, опирающийся на подшипники.
Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
Корпус с направляющими поток профилями.
Уплотнения на валу.
Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.
Устройство центробежного насоса
Кроме перечисленных основных узлов, насос центробежный комплектуется вспомогательными:
Входные и выходные шланги или трубопроводы.
Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
Фильтр.
Манометр для измерения давления жидкой среды.
Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
Краны и вентили для управления напором.
Принцип действия центробежного насоса несложен:
При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.
Принцип работы центробежного насоса
В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.
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:
Максимальная глубина, с которой устройство может обеспечить беспрерывное откачивание жидкости.
Производительность — объем жидкости, перекачиваемый за единицу времени.
Максимальный напор — измеряется высотой столба воды, на которую может поднять механизм во время откачки.
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.
Принцип работы центробежного насоса
При работе насоса давление жидкости, движущейся от входа к выходу, постепенно повышается. Эта разность давлений перемещает жидкость по трубам.
Центробежный насос повышает давление путем передачи механической энергии от электродвигателя к жидкости посредством вращающегося рабочего колеса. Жидкость течет от входа к центру рабочего колеса и дальше вдоль его лопаток. Под действием центробежных сил скорость жидкости растет, следовательно, растет кинетическая энергия, которая преобразуется в давление. Пример проточной части центробежного насоса показан на рисунке 1.1.
Рекомендации по выбору модели
Выбирая насос центробежного типа, следует обращать основное внимание не на фото такого устройства на сайте интернет-магазина, а на технические параметры приобретаемой гидромашины. Сначала следует четко сформулировать, для чего вы планируете использовать такое оборудование, то есть определиться с назначением центробежного насоса в конкретной ситуации. В зависимости от того, для чего необходимо насосное оборудование, его подбирают по ряду параметров, среди которых:
глубина, с которой насос в состоянии откачивать жидкую среду из подземного источника (данный параметр характеризует расстояние, измеряемое между корпусом оборудования и нижней отметкой подземного источника, на которой располагается жидкая среда);
коэффициент полезного действия, по которому можно определить, насколько эффективным является выбираемое насосное оборудование;
производительность, по которой можно определить, какое количество жидкой среды насос способен перекачать в единицу времени;
напор жидкой среды, который способен сформировать насос (данный параметр, измеряемый в метрах водяного столба, представляет собой разницу между давлением потока жидкой среды, поступающей в насос через входной патрубок, и давлением потока, создаваемого таким устройством в напорной магистрали);
гидравлический показатель обслуживаемой насосом трубопроводной системы, который указывает на то, насколько снизится давление потока жидкой среды, перекачиваемой насосным оборудованием, при ее транспортировке по системе;
мощность приводного электродвигателя, которая, соответственно, передается на вал устройства с закрепленным на нем рабочим колесом;
максимальное давление потока жидкой среды, при котором насос в состоянии функционировать в штатном режиме;
энергоэффективность устройства, которая указывает на то, какое количество электрической энергии насос затрачивает на то, чтобы перекачать определенный объем жидкой среды.
Известные производители
Оборудование в этой категории насосной техники представлено широким модельным рядом от ведущих производителей, при этом у каждой модели есть неоспоримые достоинства. Взять, например, универсальный консольный горизонтальный электронасос К45/30 для перекачки чистой производственно-технической воды. Этот электронасос настолько востребован, что включен в ассортимент большинства производителей в СНГ.
Наиболее известные заводы-изготовители насосного оборудования:
ОАО «Ливгидромаш» – компания функционирует на территории Российской Федерации и более 60 лет специализируется на производстве оборудования для нефтеперерабатывающей, химической промышленности, судостроения и автопрома;
Катайский насосный завод специализируется на производстве оборудования для металлургической, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, ЖКХ, сельского хозяйства, в том числе мелиорации;
Димитровградхиммаш – одно из старейших производственных предприятий, основанное в 1931 году и обслуживающее агро-промышленные и нефтеперерабатывающие комплексы;
ОАО «Промприбор» – производитель-лидер в области обеспечения потребности в насосном оборудовании АЗС и нефтебаз;
ОАО «Волгограднефтемаш» специализируется на производстве нефтяного насосного оборудования, объемы производства практически полностью удовлетворяют потребности отрасли;
ОАО «Горнас» – ведущая организация, работающая в области проектировки и разработки насосного оборудования для удовлетворения потребностей частного и коммунального сегмента, а также всех отраслей промышленности.
Краткое описание К45/30:
Одноступенчатые центробежные насосы этой марки обеспечивает односторонний подвод жидкости и предназначен для перекачки чистой бытовой и технической воды. Благодаря применению в процессе производства материалов с высокой коррозионной стойкостью также применяется для перекачивания жидкостей, сходных по показателям вязкости и химической активности с водой.
Ремонт промышленного центробежного насоса
При частоте вращения 2900 об./мин. обеспечивает подачу на уровне 45 м3/час при напоре в 32 м. Масса агрегата – 53 кг, кавитационный резерв – 4 м.
Основные разновидности
На современном рынке предлагаются центробежные электронасосы различных типов, отличающиеся друг от друга как конструктивными особенностями, так и техническими характеристиками. Классификация центробежных насосов проводится по целому ряду параметров, что следует учитывать, выбирая такое оборудование для определенных целей.
Классификация центробежных насосов
В зависимости от расположения оборудования относительно перекачиваемой им жидкой среды различают следующие типы центробежных насосов:
поверхностное насосное оборудование;
насосы погружного типа.
Центробежные поверхностные насосы, как следует из их названия, устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости к обслуживаемой таким устройством скважине. Откачивание жидкой среды при использовании насосов данного типа осуществляется через специальный шланг или трубу, которые опускаются в подземный источник.
Схема водоснабжения на основе поверхностного насоса
Основное преимущество центробежных поверхностных насосов заключается в том, что их расположение значительно упрощает их техническое обслуживание и ремонт. Недостатки центробежных насосов поверхностного типа немногочисленны, но в некоторых ситуациях имеют решающее значение. Сюда чаще всего относят:
не слишком высокую мощность, что не позволяет использовать такие устройства для откачивания жидкой среды из подземных источников, глубина которых превышает 10 метров;
большой риск работы на холостом ходу;
меньшая, чем у погружных помп, производительность.
Погружные центробежные насосы, принцип работы которых практически ничем не отличается от функционирования устройств поверхностного типа, при эксплуатации располагаются в толще перекачиваемой жидкой среды. Для фиксации погружных насосов в подземном источнике на требуемой глубине используется трос, нижний конец которого привязывается к корпусу устройства, а верхний крепится к специальной перекладине, располагаемой на поверхности земли. Тот факт, что гидравлический погружной насос в процессе эксплуатации находится в толще жидкой среды, объясняет высокие требования, предъявляемые к герметичности корпуса такого оборудования.
Схема водоснабжения дома из скважины на основе погружного насоса
Достоинства насосов погружного типа, как уже говорилось выше, заключаются в том, что даже при меньших габаритах корпуса такие устройства способны создавать более высокий напор перекачиваемой ими жидкой среды, чем поверхностное насосное оборудование. Естественно, есть у погружных центробежных насосов и недостатки, наиболее значимым из которых является сложность технического обслуживания и ремонта: для осуществления этих процедур следует сначала извлечь гидромашину из подземного источника.
На различные типы насосы центробежного типа разделяются и по такому параметру, как количество рабочих колес. Так, в зависимости от данного параметра различают:
центробежные одноступенчатые насосы, которые оснащены одним рабочим колесом;
устройства многоступенчатого типа, которые, соответственно, имеют несколько рабочих колес, фиксируемых на одном вращающемся валу.
Центробежный многоступенчатый насос
Особенности устройства и принципа работы центробежных насосов многоступенчатого типа заключаются в том, что жидкая среда в процессе ее перекачивания таким оборудованием последовательно перемещается между его ступенями, что способствует значительному увеличению значения ее напора на выходе. Значение напора насоса, состоящего из нескольких ступеней, является суммой значений напора, создаваемого каждым рабочим колесом такого устройства.
Насосы центробежного типа классифицируют и по конструктивному исполнению ротора. Так, в зависимости от данного параметра различают:
насосное оборудование с «мокрым» ротором;
центробежные устройства с «сухим» ротором.
Конструкция центробежного насоса с ротором «мокрого» типа
В насосах первого типа как рабочее колесо, так и ротор постоянно находятся в контакте с перекачиваемой жидкой средой, которая обеспечивает смазывание и охлаждение движущихся частей насоса. За счет такой конструктивной особенности сделать элементы внутренней конструкции насосов с «мокрым» ротором большими не представляется возможным, поэтому оборудование данного типа, как правило, характеризуется невысокой мощностью.
В центробежных насосах с «сухим» ротором, принцип действия которых практически ничем не отличается от особенностей функционирования любого другого центробежного насосного оборудования, с перекачиваемой жидкой средой контактирует только рабочее колесо, вращение на которое передается от ротора и приводного электродвигателя, расположенных в герметичном отсеке. Центробежное насосное оборудование с «сухим» ротором отличается более высокой мощностью и, соответственно, потребляет значительно больше электроэнергии, чем устройства, оснащенные «мокрым» ротором.
Циркуляционный центробежный насос с ротором «сухого» типа
Преимущества и недостатки
Большая популярность устройства центробежного типа обуславливается его несомненными достоинствами:
Высокая эффективность.
Простота конструкции.
Постоянство характеристик создаваемого потока: скорости и напора.
Компактность и относительно малый вес.
Простое техобслуживание. Достаточно общих навыков слесарных работ.
Высокая надежность, большой срок наработки на отказ.
Кроме достоинств, данному типу гидромашин свойственен ряд недостатков:
Для запуска необходимо заполнить рабочую камеру жидкой средой. Нарушение этого правила приводит к быстрому износу и выходу из строя.
Малый напор, создаваемый рабочим колесом.
Функционирование насоса в системе
Чтобы обеспечить эффективное функционирование центробежного устройства, при монтаже приходится предусматривать схему заполнения рабочей камеры водой, через перепускные патрубки или заливные горловины.
Для повышения напора приходится ставить центробежные электронасосы в каскад.
Количество ступеней
Насос классифицируется по количеству ступеней, которое он имеет. Большинство насосов имеет одну ступень с одним рабочим колесом и одним спиральным кожухом. Тем не менее, некоторые насосы имеют дополнительные ступени, соединённые последовательно для увеличения давления.
Ротор многоступенчатого насоса
Суть в том, что одно колесо придает энергию жидкости, а затем направляет его в следующее колесо, которое добавляет еще энергии жидкости, а затем направляет ее к следующему колесу, и так далее, пока, в конце концов, жидкость не попадает в напорный патрубок.
Расположение вала
Центробежные насосы обычно расположены горизонтально. Но иногдавертикально.
Вертикальные насосы применяются для уменьшения места под установку. Вы можете встретить их на дне скважины или колодца, соединенными длинным-длинным валом с двигателем сверху. Это подводит нас к соединению с двигателем. Обычно электрического.
Центробежные насосы – иды и назначение
Насосы центробежные делятся на классы и группы в зависимости от типа конструкции, назначения и способа установки.
Классификация центробежных насосов по типу конструкции
консольный – электроцентробежный насос однорамной конструкции, способ крепления рабочего колеса – с помощью муфты;
секционный – высоконапорный оснащенный несколькими рабочими колесами и обеспечивающий существенное повышение давления агрегат;
оснащенный двухсторонним входом – компенсирующая осевые силы модель с двусторонним рабочим колесом;
вертикальный – крупногабаритный маслонапорный агрегат для большой подачи воды.
Виды центробежных насосов по назначению
Выделить можно такие категории:
Принцип работы центробежного насоса
универсальный – бытовой мини-насос или садовый центробежный насос для перекачивания чистой воды;
сетевой водяной насос предназначен для комплектации систем ГВС и отопления, так как работает в большом диапазоне температур перекачиваемой жидкости;
питательный насос для воды используется для комплектации парового котла, работает в условиях интенсивного напора и высокой температуры перекачиваемой жидкости, комплектуется электроприводом и паровой турбиной;
конденсатный многоступенчатый вертикальный или горизонтальный насос возвращает конденсат в системы с регенеративным циклом;
циркуляционный используется для комплектации кондиционирующих систем с высокой подачей в условиях низкого напора;
кислотный изготавливается из устойчивых к агрессивной перекачиваемой среде материалов (кислота, щелочь) и используется в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, автопроме;
дренажный насос для грязной воды оснащается системой фильтрации и предназначается для перекачивания смеси жидкости и нерастворимых крупногабаритных фракций.
Дренажные насосы центробежного типа в свою очередь по способу установки делятся на 3 вида:
поверхностный – наиболее простой тип конструкции, которая устанавливается на ровной горизонтальной или вертикальной поверхности и комплектуется оснащенными всасывающими устройствами заборными шлангами;
полупогружной насос монтируется в одном из верхних углов резервуара, водоема, подлежащего осушению, или выгребной ямы с помощью консолей и направляющих;
глубинный центробежный погружной агрегат, или УЭЦН, устанавливается на дне резервуара или водоема, погружные дренажные электронасосы востребованы при строительстве автономной канализационной системы в загородном домостроении.
Если вы не знаете, как выбрать модель, обратите внимание на унифицированную маркировку. Заводская маркировка центробежных насосов в обязательном порядке содержит символьное обозначение ключевых характеристик каждой модели – назначение, КПД, тип конструкции и особенности эксплуатации.
Достоинства и недостатки насосов центробежного типа
Как многоступенчатый, так и одноступенчатый насос отличается целым рядом достоинств, которые и делают данные устройства такими популярными среди потребителей. К преимуществам рассматриваемых гидромашин относятся:
компактные габариты и небольшой вес (поскольку рабочий вал насосного оборудования напрямую соединен с приводным электродвигателем, что исключает необходимость использования дополнительных передаточных механизмов);
высокая надежность и длительный эксплуатационный срок, отсутствие необходимости в осуществлении регулярного технического обслуживания;
минимизация риска возникновения скачков давления (жидкая среда, перекачиваемая насосами данного типа, подается в напорную магистраль в плавном режиме);
отсутствие клапанных элементов (это дает возможность перекачивать загрязненные жидкие среды, содержащие в своем составе нерастворимые твердые включения);
простота конструкции (именно поэтому любой многоступенчатый или одноступенчатый насос доступен по цене).
Простота конструкции центробежных насосов обеспечивает их ремонтопригодность, модернизацию и переоборудование
Среди недостатков одно- и многоступенчатых насосов выделяют:
Читайте также: Основы обработки металлов давлением
достаточно низкий КПД при работе в режиме малой производительности (это становится проблемой в том случае, когда требуется под высоким давлением перекачать маленький объем жидкой среды);
невозможность быстрого запуска (чтобы такие устройства начали работать, их рабочую камеру необходимо предварительно заполнить жидкостью).
Классификация
Рынок полон предложений самых разнообразных моделей центробежных систем. Основные типы центробежных насосов представлены в следующей классификации:
По параметрам потока: большого напора;
большой подачи;
загрязненных сред;
По типу агрегата:
консольные;
двухстороннего входа;
многоступенчатые;
По типу привода:
электродвигатель;
двигатель внутреннего сгорания;
ручной;
По типу всасывания:
самовсасывающие;
эжекторные;
инжекторные;
По степени автоматизации управления:
ручное;
полуавтоматическое;
автоматическое;
По мобильности:
стационарные;
передвижные.
Классификация центробежных насосов
Кроме того, по месту установки относительно уровня жидкости в емкости различают
поверхностные;
погружные.
В быту применяются в основном одноступенчатые центробежные насосы.
Конструктивные отличия
Насос центробежный, что становится понятно уже из его названия, является устройством, которое перекачивает жидкие среды за счет действующей на них центробежной силы. Основным рабочим органом насосного оборудования данного типа, который и обеспечивает формирование такой силы, является колесо (или барабан), на внешней цилиндрической поверхности которого зафиксированы специальные лопасти.
Корпус насосов рассматриваемого типа может быть выполнен из чугуна или стального сплава. Внутри такого корпуса размещаются приводной электродвигатель и соединенный с ним вал вращения, на котором и фиксируется колесо с лопастями. По своему конструктивному исполнению рабочее колесо насоса может быть открытым или закрытым. Открытые рабочие колеса состоят из одного диска, на внешней поверхности которого зафиксированы лопасти, закрытые – из двух дисков, соединенных между собой рабочими лопастями.
Принцип работы центробежного насоса
Лопасти располагаются под определенным углом, их изгиб направлен в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. Такое расположение лопаток обеспечивает более эффективную работу насосного оборудования. Всасывание перекачиваемой жидкой среды во внутреннюю камеру насоса, а также ее выталкивание в напорную магистраль осуществляется через патрубки.
Принцип, по которому работают как одноступенчатые устройства, так и насосы многоступенчатые, заключается в следующем.
Жидкость, находящаяся во внутренней части насоса перед его запуском, при вращении рабочего колеса захватывается лопастями и начинает перемещаться вместе с ними.
Под воздействием центробежной силы жидкость отбрасывается к стенкам внутренней камеры, за счет чего возле них создается высокое давление.
При перемещении через область напорного патрубка жидкость, находящаяся под высоким давлением, выталкивается в него.
При откидывании перекачиваемой насосом жидкости к стенкам рабочей камеры в центральной части последней создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию жидкой среды через входной патрубок.
За счет вышеописанного принципа работы в насосах как одноступенчатого, так и многоступенчатого типа обеспечивается непрерывность процесса всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкости при вращении рабочего колеса. Сферу применения насосного оборудования данного типа значительно расширяет тот факт, что, в отличие от поршневых устройств, оно не создает пульсаций напора жидкости в обслуживаемой им трубопроводной системе.
Как уже говорилось выше, одноступенчатые и многоступенчатые центробежные насосы имеют конструктивные особенности, которые и определяют различия в их технических характеристиках. Так, основными элементами конструкции одноступенчатого насоса являются:
корпус, который часто называют «улиткой»;
рабочее колесо с лопастями;
уплотнительные элементы вала;
вал, соединенный с приводным электродвигателем и обеспечивающий вращение рабочего колеса;
уплотнительные элементы камеры с масляной ванной;
опора для подшипникового узла;
несущая опора;
отверстие, при помощи которого осуществляется контроль уровня масла в камере.
Схема одноступенчатого моноблочного насоса
Одноступенчатый центробежный насос, в отличие от многоступенчатых моделей, оснащается одним рабочим колесом. Центробежный многоступенчатый насос может иметь в своем оснащении два и более рабочих колеса с лопатками, что позволяет значительно повысить эффективность такого оборудования.
Благодаря наличию нескольких рабочих колес центробежные многоступенчатые устройства, если сравнивать их с одноступенчатыми, обладают определенными преимуществами.
С помощью многоступенчатых насосов можно осуществлять перекачивание жидкости с более высокой производительностью, характеризующей количество жидкой среды, которую гидромашина пропускает через себя в единицу времени.
Многоступенчатые насосы способны формировать поток жидкости с более высокими показателями напора, измеряемого в метрах водяного столба. Фактически напор жидкости, который создают электронасосы многоступенчатого типа, складывается из суммы напоров, создаваемых каждой его ступенью. Такое качество многоступенчатых гидромашин позволяет добиваться более высокого давления жидкости в обслуживаемых ими трубопроводных системах и перемещать ее по ним на более дальние расстояния и более значительные высоты.
Схема многоступенчатого секционного насоса
Многоступенчатый центробежный насос в зависимости от своего конструктивного исполнения может быть секционным или спиральным. В устройствах секционного типа жидкая среда в процессе перекачивания последовательно перемещается от первой секции насоса к последней, при этом напор жидкости увеличивается также последовательно. Современные модели многоступенчатых насосов секционного типа способны обеспечить производительность процесса перекачивания жидкости, значение которой доходит до 900 м3, при этом напор рабочей среды, создаваемый такими устройствами, может доходить до 1900 метров водяного столба.
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.
Краткий обзор популярных моделей
Сейчас на отечественном рынке большой выбор центробежных насосов. Здесь можно встретить продукцию как зарубежных, так и отечественных производителей. К наиболее востребованным моделям относятся:
Wilo Star-RS 25/4 — поверхностный центробежный аппарат от немецких производителей, предназначенный для перекачки питьевой воды. Привод осуществляется однофазным электродвигателем, устойчивым к блокировочным токам. Устройство механизма состоит из чугунного блока с валом из нержавеющей стали и полипропиленовым колесом. Производительность гидравлического устройства составляет 3,5 м³/ч, напор — 4 м, а потребляемая мощность — всего 0,048 кВт. Стоимость оборудования колеблется от 5 до 6 тыс. руб.
Grundfos UPA — гидравлический агрегат, предназначенный для повышения давления в системе подачи воды. При потреблении 0,12 кВт устройство обладает производительностью 1,5 м³/ч и способно выдать напор высотой 8 м. Привод осуществляется с помощью асинхронного электродвигателя, к которому добавлена коробка с клеммами и реле протока. Выпускают гидравлический аппарат в КНР.
DAB Divertron 1200 — это центробежный насос погружного типа с максимальной глубиной 10 м. Благодаря многоступенчатой конструкции может создавать напор до 48 м. Корпус аппарата изготовлен из пластика, вставка ротора — из алюминия, а сетчатый фильтр — из нержавейки. В комплект также входят обратный клапан, датчик расхода и реле давления. Питание от сети 220 В.
Кроме перечисленных моделей, популярностью пользуются Patriot F900, Elpumps BT 5877 K INOX, AL-KO Dive 5500/3 и др.
Плюсы и минусы
Плюсы:
Надежность.
Высокий КПД.
Возможность подключения дополнительных устройств.
Плавное снижение давления.
Имеют самовсасывающую функцию.
Возможность перекачки не только чистой воды.
Доступная стоимость.
Простота устройства и эксплуатации.
Центробежный насос
Минусы:
Перед запуском нужно залить воду.
Возможна кавитация (процесс парообразования жидкости, в результате чего происходит разрыв подачи).
Если перекачивается вязкая жидкость, падает КПД.
Благодаря современным технологиям КПД центробежного насоса достигает по уровню КПД поршневого аналога.
Правила эксплуатации
Эксплуатация центробежных насосов отличается простотой, тем не менее, монтаж насоса, в особенности для комплектации магистрали с большой протяженностью, рекомендуется поручить профессионалам.
Запуск агрегата осуществляется только тогда, когда он установлен, зафиксирован и подключен к трубопроводу согласно инструкции. Предварительно полость прибора и трубопровод должны быть залиты водой или другой перекачиваемой жидкостью путем откачки воздуха из системы или использования напорного трубопровода.
После заливки полости и трубопровода поверните кран на манометре и запустите двигатель установки. Следите за тем, чтобы задвижка на напорном трубопроводе была плотно закрыта. Краны вакуумметра, труб и задвижка напорного трубопровода открываются только после того, как агрегат достигнет необходимой частоты вращения и сгенерирует нужный уровень давления, фиксируемый манометром.
В процессе эксплуатации насосной установки следите за достаточным уровнем смазки подвижных элементов системы и с своевременным охлаждением подшипников, подтягивайте сальники так, чтобы вода просачивалась мелкими редкими каплями. Это позволить избежать преждевременного износа комплектующих и неполадок в работе всей станции в целом.
Сферы применения
Трудно сегодня найти отрасль быта или промышленности, в которой использовались бы жидкие среды и не применялись центробежные насосы. Самыми популярными областями применения стали:
Водоснабжение всех уровней и масштабов — от водозаборных станций до промышленных предприятий и от жилых домов до станций очистки стоков.
Перекачка технологических жидкостей на промышленных установках и между объектами производства.
Циркуляция теплоносителя в системах отопления, централизованных или локальных.
Циркуляция воды в стиральных и посудомоечных машинах.
Орошение сельскохозяйственных посадок.
Подача воды в поилки и перекачивание молока на продуктивных фермах.
Циркуляция антифриза в системе охлаждения автомобильного двигателя и климатических установках.
Заполнение и осушение балластных цистерн на надводных судах и подводных лодках.
Транспортировка сырья на предприятиях пищевой промышленности и при массовом производстве напитков.
Центробежные насосы в промышленности
Использование центробежного насоса в садоводстве
Циркуляционные насосы применяются везде, где используются жидкости и не требуется сверхвысокий напор или усилие всасывания. Для специальных приложений служат устройства других типов — вибрационные, роторные, поршневые или индукционные.
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.
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.
Рабочие характеристики
К основным рабочим характеристикам центробежных насосных агрегатов относятся:
Производительность, обозначается латинской литерой «Q», единицы измерения м3/ч. Этот показатель определяет количество рабочей среды, перекачанной за единицу времени;
Напор характеризует механическую работу, переданную агрегатом рабочей среде. В технической документации соответствует литере «Н», единицы измерения – метр водяного столба;
Рабочая характеристика представляет собой график зависимости напора насоса и расходом рабочей среды в рабочем диапазоне;
КПД установки «η». У центробежных насосов полный КПД определяется произведением КПД силовой установки и КПД самого насоса.
Указанные выше характеристики центробежного насоса определяются во время заводских испытаний и приводятся в паспорте изделия.
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.
