Центробежные насосы: устройство, принцип действия, преимущества и недостатки

Тип присоединения вала

Есть 2 способа предать вращения от двигателя к насосу: через муфту или напрямую.

Если насос и двигатель – это две отдельные машины, то они должны быть соединены муфтой.


Соединение муфтой

Муфты бывают разных форм, размеров и исполнений. И одно общее требование к ним – обеспечение правильной целостности валов, иначе без них обеспечение целостности было бы очень изощренным процессом.

Для облегчения и поддержания целостности, двигатель и насос установлены на общей опоре – опорной плите.

Или, в случае с вертикальными установками, двигатель расположен на раме.

Такой вид соединения двигателя и насоса называется муфтовым. Для больших мощных установок и насосов с разборным корпусом соединение через муфту единственно возможное.

Второй способ соединения – прямой. Двигатель и насос находятся на общем валу с колесом, расположенном консольно на другой стороне вала двигателя. В этом случае установка не требует муфты или сложных процедур по поддержанию целостности.

Тем не менее, из-за того, что двигатель и насос расположены на одном валу, поддерживаемые лишь подшипниками двигателя, этот способ подходит только для маленьких и средних насосов с торцевым всасыванием.

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.

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.

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.

Вентиль ProFactor запорно-регулировочный

На какие виды делятся погружные насосы?

Выбор насосной установки – один из важнейших этапов обустройства системы водоснабжения, от которого будет зависеть общая функциональность скважины, а также стабильность и бесперебойность водоснабжения, что, безусловно, в приоритете для каждого домовладельца.

Уже на этапе проектирования дома следует определиться с типом скважины, приблизительными показателями её дебита (показатель скважины, дающий информацию о том, сколько можно откачать из нее воды, сохранив в ней начальный уровень), статическим и динамическим уровнем и, соответственно, типом насосного оборудования, которое будет устанавливаться в системе водоснабжения.

Безусловно, вариант выбора погружного насоса является беспроигрышным – кроме высокой производительности и износостойкости, гидравлическое устройство обеспечивает подачу чистейшей воды без химических примесей и хлора.

В зависимости от устройства и принципа работы механизма погружные насосы классифицируются на три вида:

  • Винтовой;
  • Вибрационный;
  • Центробежный .

Винтовой насос идеально подходит для перекачивания воды с большим количеством мелко- и среднефракционных включений, сильно запесоченных или заиленных скважин. Конструкция винтового агрегата представляет собой ротор со спиралью и статор с внутренней резьбой, принцип работы заключается в подъеме воды по винтовой спирали в результате вращения ротора. Насос винтового типа имеет довольно низкий КПД, поэтому его нерационально устанавливать для обеспечения стабильного водоснабжения дома. Чаще всего, такое оборудование устанавливается временно для прокачки новой скважины.

Насос вибрационного типа работает от электросети. Принцип действия его основан на изменении давления воздуха и воды во внутренней камере за счет возвратно-поступательных движений поршня. Однако несмотря на его ценовую доступность, некоторые эксперты категорически не рекомендуют устанавливать насосное оборудование вибрационного типа в скважину по той причине, что в результате вибрации может произойти вывал породы и скважина придет в негодность. Зачастую вибрационные насосы самопроизвольно заклиниваются в скважине – изъятие установки является сложной и дорогостоящей процедурой. Таким образом, перед покупкой стоит хорошо подумать, целесообразна ли будет такая экономия.

Принцип работы

Название агрегата этого вида образованно из двух слов: «центр» и «бег».

Поэтому принцип действия центробежного насоса заключается в следующих важных моментах:

  • корпус агрегата наполняется водой посредством использования всасывающего шланга;
  • от поступления воды приходит в движение рабочая крыльчатка;
  • при движении рабочего колеса возникает центробежная сила, которая отталкивает воду от центра по бокам;
  • в результате возникает высокое давление, выталкивающее воду из корпуса насоса в напорный трубопровод;
  • когда создается повышенное напор воды в подающем шланге, в это время в центре рабочего колеса давление заметно снижается, что в свою очередь, способствует подаче новой порции жидкости.

Циклические действия по вышеуказанному способу, по сути, и представляют собой принцип действия центробежного насоса.

Марки центробежных насосов – обзор известных производителей

На рынке представлен огромный ассортимент насосного оборудования центробежного типа. Но далеко не все производители выпускают качественные агрегаты с высокой надежностью и длительными сроками использования. Ниже перечислим бренды, продукция которых заслуженно пользуется популярностью на территории СНГ и других стран. К таким производителям относится:

  • ОАО «Ливгидромаш» – этот российский производитель находится на мировом рынке уже более полувека. В наши дни предприятие активно выпускает насосы типа К для применения в автомобилестроении, химической и нефтеперерабатывающей промышленности;
  • ОАО «Промприбор» – в наши дни эта компания считается лидером по производству бытовых и промышленных насосов. Главное преимущество продукции этого бренда заключается в отличном качестве сборки и повышенной устойчивости к коррозии;
  • ОАО «Горнас» – этот бренд производит оборудование для эксплуатации в коммунальных предприятиях. Отличительная характеристика продукции этого предприятия заключается в высокой мощности и длительному рабочему ресурсу;
  • Катайский насосный завод – это предприятие выпускает насосы типа Д, используемые в металлургической промышленности а также на химических фабриках. Оборудование этой компании пользуется спросом за счет надежности и способности работать в экстремальных условиях;
  • Vitals Aqua – этот бренд выпускает преимущественно бытовые насосы. Агрегаты этой марки отличаются небольшими габаритами, хорошими рабочими показателями и качественной сборкой. Оборудование от этой компании не требует частого ремонта и регулярного обслуживания;
  • Gardena – эта известная компания выпускает качественное оборудование, которое подходит для использования в быту и небольшом хозяйстве. Продукция этой марки пользуется спросом благодаря бесшумной работе, широкому ассортименту моделей и длительным срокам эксплуатации.

Стоит отметить, что на современном рынке находится большое количество поддельных насосов, на которых указаны наименования перечисленных марок

Чтобы не приобрести такое оборудование, следует обращать внимание на страну-производителя и название выбранных моделей

Сфера применения и основные преимущества

Центробежные насосные агрегаты обладают высокой универсальностью, но это не единственное их достоинство. В отличие от поршневых насосов, при работе центробежных отсутствует пульсация в трубопроводе. При сравнительно невысокой стоимости эти гидромашины являются надежными и не требуют особого ухода. В быту центробежные агрегаты можно использовать для решения следующих задач:

  • Откачивать воду из естественных и искусственных водоемов для орошения земельного участка.
  • Подавать воду в систему водоснабжения приусадебного участка.
  • Использовать для обеспечения циркуляции теплоносителя в системах отопления.
  • Откачивать воду из подвала и погреба в автоматическом режиме.

Конструктивные особенности и принцип действия

В бытовых центробежных насосах для воды напор и движение жидкости создается благодаря центробежной силе, создаваемой вращением рабочего колеса. Они могут быть использованы для решения различных задач в любой отрасли. Среди основных конструктивных элементов следует отметить следующие:

  • Корпус, изготовленный из чугуна или стали.
  • Электродвигатель.
  • Приводной вал.
  • Подшипниковый узел и элементы уплотнения.
  • Рабочее колесо, установленное на валу.

Главным рабочим элементом любого центробежного водяного насоса является крыльчатка. На ее внешней поверхности под определенным углом установлены лопатки, изгиб которых всегда противоположен вращению этого элемента конструкции. В результате достигается максимальная эффективность работы устройства.

Более подробно принцип работы этого агрегата может быть описан следующим образом:

  • Жидкость поступает в рабочую полость и подхватывается крыльчаткой.
  • Центробежная сила отбрасывает жидкость к стенкам, что приводит к созданию в этой области высокого давления, которое выталкивает воду через патрубок.
  • Так как давление у стенок камеры увеличивается, в центральной области происходит разряжение воздуха, и через патрубок выбрасывается очередная порция жидкости.

https://youtube.com/watch?v=Rn-qkLkFS3s

Насос ЦНС: устройство, характеристики, ремонт.

Центробежный насос цнс применяется в разных областях промышленного производства, поэтому он получил широкую популярность в сфере промышленности.

Насосы типа ЦНС (расшифровка: Ц – центробежный, Н- насос, С – секционный) предназначены для откачивания воды из шахт угольной и горнорудной промышленности. Широкое распространение получила эксплуатация насосов ЦНС в высоконапорной системе пожаротушения, для подачи воды в высотные здания, для питания паровых котлов, в строительной промышленности, на транспорте. Довольно часто насос цнс используется как химический агрегат для транспортировки нефти и нефтяных продуктов.

Положительные особенности центробежных насосов

Структура бытового центробежного насоса

Неоспоримыми преимуществами обладают центробежные насосы, благодаря чему, пользуются данные модели наибольшей популярностью. Среди них:

  • Низкая стоимость.
  • Незначительные перепады давления.
  • Отличные значения КПД.
  • Надежность использования.
  • Долговечность.
  • Высокий напор подаваемой воды

Насос центробежный обладает широкой сферой применения. Вода может подаваться с глубины до 9 метров, при этом поддерживается необходимый уровень давления и напора струи. Еще одним плюсом является свойство насоса не выходить из строя при возникновении воздушной пробки, хотя возможна остановка подачи воды.

Совет. Выбирая для бытового использования центробежный насос, стоит учитывать необходимые мощности устройства, ведь от этого будет зависеть конечная цена.

  • Возможно, не потребуется высокоскоростное устройство больших размеров, «умеющее» работать с грязной водой. Определение первоочередных характеристик, без которых явно не обойтись и исключение дополнительных, поможет сэкономить средства.
  • Если выбор пал на центробежный бытовой насос, не составит труда своими руками осуществить монтаж устройства в необходимом месте для дальнейшего использования. Сделать это поможет прилагаемая подробная инструкция или учебное видео. Большинство моделей обладают небольшим весом и простотой использования.

Приобретая насос для бытового использования, с легкостью решатся сразу несколько возникших проблем. Обеспечивается подача водоснабжения, так необходимого в условиях отсутствия центрального водопровода. Многие оценят возможность осуществить осушение затопленного подвала или бассейна, провести поливочные работы. Бытовой насос станет незаменимым помощником в загородном тепличном бизнесе!

От чего зависит стоимость насоса

Ассортимент отечественного рынка водяных бытовых насосов представлен моделями, выпускаемыми российскими и зарубежными компаниями. Если говорить о приборах отечественного производства, то по уровню исполнения они могут на равных конкурировать с импортными образцами. В то же время цена этих устройств чаще оказывается более низкой. По этой причине насосы, изготавливаемые российскими компаниями, и пользуются повышенным спросом среди потребителей. Приобретая подобное оборудование, владелец получает возможность сэкономить на их ремонте и техобслуживании. Также не возникает у него проблем и с приобретением запчастей, которые доступны в широком ассортименте в любом специализированном магазине.

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.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Как работает радиально-поршневой насос

Нюансы обслуживания

Отличительной чертой центробежных насосов – это частая необходимость их ремонта. Следует отметить, что эта процедура несложная и при минимальных навыках выполнить его своими руками абсолютно несложно. Исключением является проведение капитальных ремонтов.

Обратим внимание на несколько правил, соблюдение которых позволит существенно сократить количество ремонтов. Именно их нарушение приводит к 85% образования поломок

Итак, они заключаются в таких требованиях:

  • функционировать насос должен только при наличии в его рабочей камере;
  • чем меньше вода будет иметь примесей, тем реже будем ремонтировать изделие.

К сожалению, второе правило очень трудно соблюсти, так как гарантировать абсолютно чистую воду от примесей обеспечить трудно.

Технология установки центробежных насосов

Остановимся на принципе монтажа центробежных насосов для подачи воды.

Принцип их установки аналогичен другим видам.

  • Глубинные агрегаты полностью подсоединятся ко всем коммуникациям, прикрепляется к тросу и помещается непосредственно в водоём. Незабываем накануне смонтировать выключатель поплавкового типа. Сложности в установке глубинных насосов нет, но это трудоёмкая работа, которая занимает немало времени.
  • Агрегаты поверхностного типа размещают недалеко от водоёма. Предварительно необходимо побеспокоиться об обустройстве его защиты от неблагоприятных климатических условий. Данный прибор не сможет выдержать резких перепадов температуры, особенно в зимнее время. Аналогично глубинному агрегату, поверхностный насос предварительно монтируют со всеми коммуникациями, а затем к нему подключают шланг с обратным клапаном, второй конец которого погружают в водоём. Затем вручную заполняют камеру, это делается единожды при начале работы, и запускают работу насоса.

Как видим все работы по установке и обслуживанию агрегатов по водоснабжению не сложны. Что касается выбора изделия по принципу его действия и других характеристик, то выбор остаётся за потребителями.

Принцип работы и классификация

Центробежные приборы предназначены для подъема воды с больших глубин. Агрегат качественно отличается от остальных видов насосов высоким напором воды. Предназначен как для скважин, так и для колодцев, имеющих глубину более 15 м. Такое оборудование имеет высокую цену. Однако, его применение экономически обосновано, если необходим подъем воды с больших глубин.

Для неглубоких колодцев подойдут модели подешевле.

Принцип работы

Вода в таких агрегатах двигается благодаря центробежной силе. Она возникает от вращения вала с лопастями, который соединяется с электродвигателем. При вращении вала вода, захватываемая лопастями, под действием центробежной силы перемещается в направляющую камеру, а далее в трубопровод.

Стоит отметить, что агрегат центробежного вида можно включать только при заполнении его корпуса водой.

Чтобы мусор и механические примеси не попадали внутрь, на всасывающий патрубок устанавливают фильтр.

Виды центробежных насосов

Не каждый центробежный агрегат может быть применим для скважин. Причина этому конструктивные различия в моделях. Центробежные насосы имеют характерные различия.

  1. Исходя из числа рабочих колес, агрегаты можно различить на одноступенчатые модели (имеющие одно колесо) и модели с двумя колесами и более — многоступенчатые. Многоступенчатые модели обладают более высоким напором из-за того, что с каждым колесом давление в насосе возрастает. Для глубокой скважины требуется насос с большим количеством ступеней. Число колес в агрегате может достигать десяти.
  2. Если классифицировать насосы по месту установки, то агрегаты бывают поверхностными, погружными и полупогружными.
  3. Исходя из устройства вала, центробежные насосы можно подразделить на горизонтальные и вертикальные. Центробежные погружные устройства являются только вертикальными.
  4. Также, можно выделить модели, у которых напор воды высокий, средний или низкий.

Преимущества центробежных насосов

По сравнению с моделями других видов центробежные агрегаты имеют функциональные и конструктивные преимущества:

  • компактность и малый вес агрегата достигается тем, что прибор соединяется с электродвигателем напрямую;
  • насос можно легко смонтировать, включить и разобрать своими руками;
  • благодаря центробежному механизму агрегат надежен в работе и долговечен;
  • работа прибора происходит без гидравлических ударов, поток воды плавен и непрерывен;
  • центробежный насос может перекачивать воду, в которой содержится мусор и взвеси, что часто встречается в песчаных скважинах.

Заключение

Выбирая центробежный насос для решения проблем водоснабжения, владельцу не помешает знать о его устройстве и принципе работы. Многим довольно часто приходится самостоятельно заниматься обслуживанием подобных установок, поэтому знания об особенностях конструкции этого прибора могут быть очень полезны для правильной настройки насоса и ремонта в случае возникновения неприятностей. В первую очередь это касается моделей российского производства, поскольку они имеют несложное устройство, а запчасти для них по карману каждому отечественному потребителю.

Оцените статью
uk-vodokanal.ru
Добавить комментарий