Как подобрать центробежный насос для воды?!

Устройство и принцип работы пластинчатого насоса

Иногда возникает необходимость в перекачке смесей, которые начинают густеть при снижении температуры, поэтому требуется особое насосное оборудование, способное обогревать транспортируемую массу и не давать ей загустевать. С этой задачей может справиться пластинчатый насос, который имеет специальную рубашку для обогрева рабочей смеси. Этот агрегат может перекачивать разные типы веществ: с содержанием абразивных частиц, кашицеобразные, с примесью посторонних мелких включений, смол и различных клейких смесей. Насос может выкачивать жидкости через шланг, погружённый в ёмкость. Этот агрегат имеет повышенную всасывающую силу и может функционировать с одинаковым усилием в двух направлениях.

Области применения

Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:

1. Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
2. Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
3. Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
4. Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
5. Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
6. Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
7. Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
8. Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
9. Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.

Как устроены

Конструкция насосного агрегата этого вида состоит из следующих основных элементов:

• корпус, который, как правило, выполнен в форме улитки;
• электродвигатель, который является приводом, и соединяется с корпусом насоса посредством муфты;
• рабочее колесо представлено в виде крыльчатки, иначе говоря, это диск с лопастями;
• вал агрегата;
• сальники;
• подшипники;
• уплотняющие кольца.

Помимо этого, центробежный насос может быть укомплектован дополнительными узлами, к перечню которых можно отнести:

• напорный шланг;
• всасывающий шланг;
• обратный клапан, в котором размещена сетка для фильтрации поступающего потока воды;
• вакуумметр, который предназначен для контроля разряженности воздуха в системе насоса;
• манометр, который контролирует мощность создаваемого водного потока;
• запорная арматура, позволяющая контролировать поступление и вывод воды из насоса.

Зная теперь основные узлы центробежного насоса, можно смело поговорить о том, как работает этот агрегат.

Общая классификация

В настоящее время существует более трех тысяч видов насосов. Они отличаются строением и назначением, а также подходят разных сфер использования. Все это многообразие можно разделить на две большие группы: динамические и объемные насосы.

Объемные насосы — это устройства, в которых вещество перемещается за счет постоянного изменения объема камеры, при этом она поочередно совмещается с входным и выходным отверстием. Их, в свою очередь, можно поделить на:

• мембранные;
• роторные;
• поршневые.

Динамические – это модели, в которых вода перемещается вместе с камерой за счет гидродинамических сил, при этом присутствует постоянное сообщение с входным и выходным патрубком насоса. Динамические насосы бывают струйные и лопастные, при этом последние в свою очередь делятся на центробежные, осевые и вихревые.

Ниже все эти виды насосов, а также их классификация будут рассмотрены более подробно.

Оборудование К 20 30 и К 30 30 – области применения насосов

Консольный центробежный насос К 20 оборудуется осевым подводом в горизонтальном положении. Он используется для перекачивания различных жидкостей, располагаясь, при этом, в горизонтальном положении. Вал К20 30 снабжен торцевым одинарным уплотнением. В продаже также можно найти модели с двойным сальниковым уплотнением.

Насос К 30 30 используется в большем количестве областей. Он успешно применяется в промышленных насосных станциях, теплопроводах, городском и сельском водоснабжении. При этом данное оборудование нельзя эксплуатировать во взрывоопасной среде.

Среди технических характеристик насоса этой модификации следует выделить:

• Напор на глубину до 30 м.;
• Производительность – максимально 20 м3/ч. работы;
• Скорость вращения – 3 тыс. об./мин.;
• Масса – 78 кг;
• Мощность – 4000 Ватт.

Агрегат обладает высоким качеством сборки, надежностью и не требует постоянного ухода.

Неисправности насоса циркуляционного насоса – причины поломок

Существует ряд типичных неисправностей, с которыми чаще всего сталкиваются владельцы циркуляционных насосов. Среди них выделяется:

• Агрегат издает шум, но нет вращения – причиной подобной проблемы чаще всего является окисление вала мотора из-за длительного простоя агрегата;
• Насос не вращается и не издает шума – проблема связана с отсутствием электропитания или слишком низким напряжением в сети. Чтобы разобраться в поломке, нужно воспользоваться тестером и проверить напряжение на клеммах;
• Прибор запускается, но через пару минут отключается – причина кроется в скоплении накипи между ротором и статором. Решить проблему можно путем демонтажа мотора и его тщательной очистки от известняка;
• Агрегата начал сильно гудеть при запуске – неисправность связана с воздушными пробками в определенной части трубопровода;
• Оборудование создает сильную вибрацию – проблема связана с полным износом подшипника, который отвечает за вращение рабочего колеса. Устранить поломку можно путем замены изношенной детали.

Отремонтировать прибор достаточно просто в домашних условиях. Ниже рассмотрим способы устранения каждой из поломок более подробно.

Устройство и принцип действия центробежного насоса

На рисунке представлено устройство самовсасывающего насоса центробежного типа. В корпусе, имеющем спиральную форму, расположено жестко закрепленное колесо, которое состоит из пары дисков с лопастями, вставленными между ними. Лопасти отогнуты в противоположную сторону от направления вращения рабочего колеса. С помощью патрубков определенного диаметра обеспечивается соединение насоса с напорным и всасывающим трубопроводом.

Принцип действия центробежных самовсасывающих насосов выглядит следующим образом:

• • • После наполнения водой корпуса и всасывающего трубопровода рабочее колесо начинает вращаться.
    • Центробежная сила, возникающая при вращении колеса, вытесняет воду от его центра и отбрасывает ее на периферийные участки.
    • За счет создаваемого при этом повышенного давления происходит вытеснение жидкости с периферии в напорный трубопровод.
    • В это время в центре рабочего колеса давление наоборот понижается, что вызывает поступление жидкости через всасывающий водопровод в корпус насоса.
    • По данному алгоритму происходит непрерывная подача воды самовсасывающим насосом центробежного типа.

Устройство осевого насоса.

На рисунке изображен осевой насос типа ОП и обозначено:1 – лопасти; 2 – камера рабочего колеса;3 – лопасти направляющего аппарата; 4 – подвод воды для смазки нижнего подшипника;5,10 – нижняя и верхняя опоры вала; 6 – диффузор;7 – опора верхнего подшипника;8 – уплотнение вала; 9 – шток; 11 – привод механизма;12 – отвод;13 – корпус камеры рабочего колеса;14 – закладное кольцо.

Осевое колесо насоса состоит из втулки с закрепленными на ней профилированными лопастями (число лопастей принимается от 3 до 6). Внутри втулки размещается механизм разворота лопастей, состоящий из рычагов и крестовины, осевое перемещение которой приводит к повороту рычагов и лопастей.

Лопастное колесо размещается с сферической камере, установленной на закладном фундаментном кольце. Вода к рабочему колесу подводится по плавно изогнутому подводу или по камере, которая значительно проще в исполнении.

У малогабаритных насосов с камерным подводом КПД снижается на 2-3%.

К камере на фланцах присоединен корпус насоса, выполненный в виде цилиндрической трубы, изогнутой под углом. Такая форма проточной части обусловливает максимальную конструктивную простоту осевого насоса по сравнению с другими типами лопастных насосов и обеспечивает минимальные габариты насосной установки при больших подачах.

Корпус насоса состоит из диффузора и отвода, направленного у насосов основного исполнения под углом 600, а у малогабаритных насосов под углом 90 °.

На корпусе отвода установлены опора верхнего подшипника и торцевое уплотнение вала. Вал полый, внутри его проходит шток, связывающий привод механизма разворота лопастей с самим механизмом.
Опоры вала (нижний и верхний направляющие подшипники с резиновыми вкладышами) смазываются водой, подаваемой насосом.

Если содержание взвешенных частиц в перекачиваемой жидкости более 50 мг/л, то подшипники изолируют от жидкости манжетами, и вода для смазки подводится по трубам от специального источника.

Расход воды для смазки составляет 0,5 – 2 л/сек, а напор должен быть выше напора, развиваемого насосом, на 7 метров. Осевая сила и вес вращающегося ротора воспринимаются пятой электродвигателя.

Принцип действия осевого насоса.

Принцип действия осевого насоса основан на силовом взаимодействии лопасти с обтекающим её потоком. По большому счету по такому же принципу работает и центробежный насос. Общность процессов передачи механической энергии от рабочего колеса к потоку ведет к общей области использования этих двух типов оборудования.

Различие заключается в направлении течения: если в центробежном агрегате поток жидкости имеет в области лопастного колеса радиальное направление, и поэтому создаются условия для работы центробежных сил, а в осевых насосах поток жидкости движется параллельно оси вращения лопастного колеса.

В общем случае центробежно осевой насос состоит из корпуса 1 и свободно вращающегося в нем лопастного колеса 2. При вращении колеса в потоке жидкости образуется разность давлений по обе стороны каждой лопасти, а значит образуется силовое взаимодействие потока с рабочим колесом.

Силы взаимодействия лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательно движение жидкости, тем самым увеличивая ей скорость и давление, заставляя поток жидкости перемещаться по трубопроводу.

Характеристика осевого насоса.

Графическая характеристика осевого насоса несколько отличается от графической характеристики центробежного агрегата.

К особенностям характеристики осевых насосов относят:  крутое падение кривой Q-H и наличие на ней перегиба;  максимальный напор, соответствующей подаче Q=0, примерно в 1,5-2 раза превышает напор при максимальном КПД;  кривая Q-H падает при увеличении подачи;  мощность насоса достигает максимального значения при Q=0.

Исходя из указанных свойств зависимости между подачей, напором и мощностью, пуск осевого насоса производят при открытой задвижке, так как в этом случае при Н=0 он потребляет минимальную мощность.

При невозможности запуска осевого насоса на открытую задвижку необходимо предусмотреть мероприятия регулирования подачи изменением частоты вращения или применением рабочих колес с поворотными лопастями и перепуском жидкости из напорного трубопровода во всасывающий.

Видео про осевой насос.

Осевой насос предназначен для перекачивания воды с температурой не более 35 °С и содержанием взвешенных частиц не более 3000 мг/л.
Осевой насос широко применяется в ирригационных системах, на станциях первого подъема городских и производственных систем водоснабжения, а также на канализационных насосных станциях.

Вместе со статьей «Осевой насос: устройство, принцип работы, область применения.» читают:

Центробежные насосы

В данном виде устройств основным рабочим элементом является диск, на котором зафиксированы лопатки. Они имеют наклон в сторону, противоположную направлению движения. Лопатка закрепляется на валу, который приводится в движение электрическим двигателем. В конструкции может быть использовано одно или два колеса. Во втором случае лопатки соединяют их между собой.

Принцип действия центробежного насоса основан на том, что вода через входной патрубок поступает в рабочую камеру. Среда, захваченная вращающимися лопатками, начинает двигаться вмести с ними. Центробежная сила перемещает воду от центра колеса к стенкам камеры, где создается повышенное давление. За счет него вода выбрасывается через выходное отверстие. Благодаря тому, что вода движется постоянно, насосы такого типа не создают пульсацию в водопроводе.

Использование центробежных насосов в бытовых целях позволяет выполнить различные задачи. Часто они используются для добычи воды из скважины или колодца. Откачанную таким образом воду можно использовать для обустройства водоснабжения дома, а также применить для полива участка. С помощью моделей центробежного типа можно обеспечить циркуляцию теплой воды в отопительной системе: благодаря тому, что перекачивающий центробежный насос не дает пульсации, в системе не будет появляться воздух. Различные подвиды подобных насосов можно использовать для откачивания воды из подвалов или бассейна, для удаления фекальных масс, а также в качестве дренажных машин.

Классификация центробежных насосов

Оборудование различается по способу уплотнения вала, методу соединения рабочего органа с силовым приводом.

Дополнительные различия накладывает тип жидкости, которую перекачивает помпа.

Существуют насосы спирального типа, отводящие жидкость в спиральный лабиринт, в части устройств используется неподвижное колесо с направляющими лопатками для потока жидкости.

Оборудование разделяется по способу установки, малогабаритные помпы допускается монтировать на переносных рамах или крепить внутри корпусов бытовой техники. Конструкции для водоснабжения жилого дома или промышленного объекта размещаются на бетонном основании, в котором заранее расположены анкеры. При монтаже установки под открытым небом предусматривается защитный козырек, предотвращающий попадание атмосферных осадков в корпус мотора.

Как выбрать циркуляционный насос для отопления дома?

Выбирая насос циркуляционный, следует учесть ряд очень важных характеристик. К ним относится:

Мощность – обычно для обслуживания больших частных домов нужно выбирать устройства средней и высокой мощности. Если дом имеет только один этаж из нескольких комнат, то для его отопления вполне хватит насоса с небольшой мощностью;
Максимально допустимая температура теплоносителя – очень важный параметр, который всегда указывается в паспорте насоса. Используя агрегат для горячей воды, необходимо всегда контролировать, чтобы температура жидкости не превышала максимально допустимую норму. Настроить уровень нагревания воды можно на котле отопительной системы;
Диаметр трубопровода – этот параметр указывает, какого диаметра трубы удастся подключить к устройству для водоснабжения дома;
Напор – этот параметр обозначает, на какую дистанцию насос будет проталкивать теплоноситель. Как правило, бытовые агрегаты способны создавать напор в диапазоне от 20 до 60 м;
Производительность – это количество жидкости, которую всасывает и выталкивает насос циркуляционный за определенный период работы. Для расчета этого показателя следует учесть общую площадь обогреваемых помещений и выбрать соответствующий агрегат;
Наличие автоматики – большинство современных насосов для горячего водоснабжения обладают встроенными защитными устройствами, которые отключают агрегат при изменении давления и других параметров в системе

В продаже можно найти насосы с терморегулятором, с защитой от сухого хода и другими полезными функциями;
Размеры насоса – важно помнить, что маленький агрегат не способен обслуживать большие по площади дома. Вместе с тем, мини насосы практически не издают шум при работе и потребляют меньше электроэнергии.

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.

Классификация по типу питания

Все водяные насосы имеют определенный способ питания – от электричества или за счет жидкого топлива. В последнем случае они обязательно оснащены двигателем внутреннего сгорания. В качестве жидкого топлива используется смесь бензина и масла или дизельное топливо.

Бензиновые модели стоят дешевле и работают более тихо. Дизельные устройства заправляются соляркой. Цена у них дороже, но топливо стоит дешевле. Кроме того, они более шумные.

Электрические модели используют для работы переменный ток. Владельцу такого насоса нет необходимости переживать о наличии топлива, однако следует позаботиться о постоянном наличии электроэнергии, что не всегда удобно.

Типы консольных насосов – классификация рыночных моделей

Консольные агрегаты могут быть нескольких типов. В зависимости от конструкции, на рынке выделяются такие типы насосов:

• Оборудование типа К – это стандартные приборы, в конструкцию которых входит горизонтальный корпус, привод и колесо, которые соединены между собой посредством упругой муфты;
• Насосы КМ – к этому классу относятся моноблочные агрегаты. Каждый моноблочный насос не имеет в своей конструкции отдельного вала рабочего элемента;
• Агрегаты типа КМП – это моноблочные повышающие устройства, изготавливаемые для эксплуатации в коммунальных предприятиях. Они почти не отличаются от насосов предыдущего типа;
• Насосы группы КМЛ – консольно-линейные агрегаты, рабочие колеса которых имеют вертикальные оси и линейное расположение приемного и подающего патрубков.

Самым большим спросом пользуются агрегаты первого типа. Они применяются на производстве, обладают отличными характеристиками и имеют длительные сроки эксплуатации.

Сферы применения

Жидкостный насос может применяться для решения самых различных задач. Создаваемая конструкция характеризуется высокой универсальностью. Однако, наличие подвижного элемента и применение уплотнительных колец при создании поршня определяет отсутствие возможности использования поршневого насоса для перекачивания большого объема жидкостей.

Рассматривая область применения отметим нижеприведенные моменты:

1. Применяемые материалы при изготовлении могут выдерживать воздействие различных химических веществ. Именно поэтому поршневые насосы применяются для работы с различными видами топлива, взрывоопасными смесями и химически агрессивными средами.
2. В продаже встречается довольно большое количество моделей, которые можно использовать для работы в домашних условиях.
3. В пищевой промышленности конструкция также применяется крайне часто. Это связано с деликатным воздействием на перекачиваемую среду.

Поршневой насос в нефтедобывающей промышленности

При изготовлении конструкции могут применяться самые различные материалы, которые и определяют область применения.

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.

Принцип работы гидравлического пластинчатого насоса

Принцип работы пластинчатого насоса

Понять принцип работы пластинчатого насоса можно используя рисунок выше. Вращаясь ротор перемещает пластины. Они в свою очередь под действием центробежной силы или пружины начинают выходить из пазов, плотно жмется к внутренней стенке статора. Благодаря тому, что центр ротора смещен относительно статора, объем рабочей камеры по мере движения растет – это событие всасывания (а). Ротор продолжая движение переходит в фазу уменьшения рабочей камеры – это событие нагнетания (с). Итак жидкость переносится между лопастями из системы всасывания в систему нагнетания.

Производительность шиберного насоса однократного действия

Производительность роторно-пластинчатого агрегата однократного действия определяется по формуле:

Как видно из формулы производительность зависит от величины e, которая определяет отклонение оси ротора от оси статора. Из чего следует что, если поместить ротор внутрь кольца, перемещением которого мы сможем управлять, мы получим регулируемый роторно-пластинчатый насос.

Производительность шиберного насоса двукратного действия

Производительность роторно-пластичного устройства определяется по следующей формуле:

Исходя из формулы можно сделать некоторый вывод. Мощность насоса невозможно повысить кроме как увеличением вращений ротора (n). Из чего следует вывод что агрегаты двукратного действия являются не регулируемыми.

Что такое тепловой насос

Тепловой насос представляет собой парокомпрессионную установку, которая переносит тепло от холодных, низкопотенциальных источников тепла к горячим, высокопотенциальным.

Тепло передается за счет конденсации и испарения хладагента, в качестве которого чаще всего используется фреон, циркулирующий по замкнутому контуру. Электроэнергия, от которой работает тепловой насос, тратится только на эту принудительную циркуляцию.

Принцип работы теплового насоса основан на так называемом цикле Карно, который прекрасно знаком вам по работе холодильных установок. На самом деле, бытовой холодильник, стоящий на вашей кухне, также является тепловым насосом. Когда вы помещаете в него продукты, пусть даже холодные, но температура которых все-таки выше, чем температура в камере холодильника, по закону сохранения энергии выделяемое ими тепло никуда не девается. Поскольку температура внутри повышаться не должна, тепло выводится наружу через решетку радиатора, нагревая воздух в кухне. Чем больше продуктов вы поместите одновременно в холодильник, тем больше будет теплоотдача.

Простейшим вариантом теплового насоса станет открытый холодильник, помещенный на улице, радиатор которого находится в комнате. Но пусть холодильник исполняет свои прямые обязанности, ведь уже существуют специальные устройства — тепловые насосы, имеющие кпд гораздо выше. Принцип их действия достаточно прост.

Откуда насос берет тепло?

 Функционирует тепловой насос, благодаря эксплуатации природных низкопотенциальных источников тепловой энергии, среди которых:

• окружающий воздух;
• водоемы (реки, озера, моря);
• грунт и грунтовые артезианские и термальные воды. 

Теплоноситель, забирающий на себя тепло из окружающей среды, циркулирует по внешнему контуру. Он попадает в испаритель насоса и отдает хладагенту примерно 4 -7 °C, притом, что его температура кипения равна -10 °C. В результате хладагент закипает и дальше переходит в газообразное состояние. Уже охлажденный теплоноситель во внешнем контуре направляется на следующий виток для набора температуры.

Состоит функциональный контур теплового насоса из:

• испарителя;
• хладагента;
• электрического компрессора;
• конденсатора;
• капилляра;
• терморегулирующего управляющего устройства. 

Процесс, как работает тепловой насос, выглядит примерно так:

• хладагент после закипания, двигаясь по трубопроводу, попадает в компрессор, работающий при помощи электроэнергии. Это устройство сжимает хладагент, находящийся в газообразном состоянии, до высокого давления, что вызывает повышение его температуры;
• горячий газ попадает в другой теплообменник (конденсатор), в котором тепло хладагента отдается теплоносителю, циркулирующему по внутреннему контуру отопительной системы, или воздуху в помещении;
• остывая, хладагент переходит в жидкое состояние, после чего проходит сквозь капиллярный редукционный клапан, теряя давление, и затем снова оказывается в испарителе;
• таким образом, цикл завершился, и процесс готов повториться. 

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.

Разновидности

В продаже встречаются самые различные варианты исполнения поршневых насосов. Классификация проводится по следующим признакам:

1. Количеству поршней, которые создают давление в системе.
2. Количеству циклов нагнетания и всасывания за один ход.

В продаже встречается поршневой насос двойного действия, а также вариант исполнения с одним и тремя, несколькими поршнями. Как ранее было отмечено, за счет увеличения количества подвижных элементов исключается вероятность пульсирующего движения потока. Что касается количества циклов, то выделяют модели одностороннего и двустороннего действия, а также дифференциальные модели.

Классификация может проводится также по следующим критериям:

1. Мощности.
2. Пропускной способности или производительности.
3. Размерам конструкции.
4. Особенностям компоновки.

Производством поршневых насосов занимаются самые различные компании. Качество может зависеть от типа применяемых материалов, популярности бренда и предназначения конкретной модели.