Многоступенчатые центробежные насосы: Каких типов и видов существуют + Фото и Видео

Многоступенчатые центробежные насосы: принцип действия, разновидности, преимущества и недостатки

Центробежные насосы активно используются как в быту, так и в промышленности. В зависимости от конструктивного исполнения их относят к многоступенчатым насосам или одноступенчатым. Насосное оборудование, принадлежащее к каждой из этих категорий, не только имеет особенное внутреннее устройство, но и отличается специфическими техническими характеристиками и, соответственно, сферами применения.

Центробежные насосы могут быть частью технологических систем повышения давления или подачи воды на предприятиях и в частных домах

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:

  1. корпус, который часто называют «улиткой»;
  2. рабочее колесо с лопастями;
  3. уплотнительные элементы вала;
  4. вал, соединенный с приводным электродвигателем и обеспечивающий вращение рабочего колеса;
  5. уплотнительные элементы камеры с масляной ванной;
  6. опора для подшипникового узла;
  7. несущая опора;
  8. 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 м 3 , при этом напор рабочей среды, создаваемый такими устройствами, может доходить до 1900 метров водяного столба.

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:

  1. компактные габариты и небольшой вес (поскольку рабочий вал насосного оборудования напрямую соединен с приводным электродвигателем, что исключает необходимость использования дополнительных передаточных механизмов);
  2. высокая надежность и длительный эксплуатационный срок, отсутствие необходимости в осуществлении регулярного технического обслуживания;
  3. минимизация риска возникновения скачков давления (жидкая среда, перекачиваемая насосами данного типа, подается в напорную магистраль в плавном режиме);
  4. отсутствие клапанных элементов (это дает возможность перекачивать загрязненные жидкие среды, содержащие в своем составе нерастворимые твердые включения);
  5. 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:

  • 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).

Основания классификации

Центробежные насосы (как многоступенчатые, так и одноступенчатые) делятся на различные категории по ряду своих параметров и вариантов конструктивного исполнения. Так, в зависимости от пространственного положения оси рабочего вала они могут относиться к одному из следующих типов:

  • насосы горизонтальные центробежные;
  • устройства с вертикальным расположением рабочей оси.

Горизонтальный многоступенчатый центробежный насос с двойным подшипником

Центробежный горизонтальный насос, ось вращения вала и рабочего колеса которого располагаются строго в горизонтальной плоскости, – это, как правило, крупногабаритная установка, используемая в промышленных целях. Центробежные горизонтальные насосы применяют для оснащения насосных станций, обеспечивающих работу систем автономного водоснабжения, в которых подобные устройства используются совместно с гидроаккумулятором. Таким образом, горизонтальный насос требует больше места для своей установки.

Центробежные насосы с вертикальным расположением оси вала и рабочего колеса нашли большее распространение в бытовой сфере. В таком конструктивном исполнении может быть представлен как поверхностный многоступенчатый насос, используемый для обслуживания системы автономного водоснабжения, так и дренажный или фекальный.

Бытовой центробежный насос вертикального типа

Еще одним критерием, по которому среди одно- и многоступенчатых насосов выделяют различные категории, является расположение такого оборудования по отношению к перекачиваемой жидкой среде. Так, в зависимости от данного параметра насосы могут быть поверхностными (или наземными), погружными и полупогружными. Поверхностные устройства, в качестве которых может выступать вертикальный многоступенчатый и одноступенчатый или горизонтальный многоступенчатый и одноступенчатый насос, располагаются на поверхности земли, вне скважины, но поблизости от нее.

Помещают такое оборудование, надежно защищенное от попадания влаги, в приямке, на специально подготовленной площадке или в отдельном помещении. Одним из наиболее значимых недостатков насосного оборудования данного типа является то, что при работе оно издает достаточно много шума. Следует учитывать и то, что поверхностные центробежные насосы можно выбирать лишь в том случае, если глубина скважины, из которой планируется откачивать воду с их помощью, не превышает десяти метров.

Центробежные полупогружные насосы вертикального типа

Центробежные насосы погружного типа в процессе эксплуатации полностью погружаются в перекачиваемую среду. Отдельные модели вертикальных центробежных насосов погружного типа могут размещаться даже в трубе, по которой осуществляется откачивание жидкой среды. При использовании погружных насосов воду из обслуживаемой скважины можно поднимать с глубины 40 метров и более. Насосы погружного типа способны обеспечить перекачивание жидкой среды с производительностью до 16 м 3 /час, при этом ее напор может достигать 200 метров водяного столба. Погружные насосы практически не издают шума при своей работе, поскольку полностью находятся в жидкой среде.

Погружной центробежный многоступенчатый насос для скважин

Классификация одноступенчатых и многоступенчатых насосов осуществляется также по ряду других параметров:

  • развиваемому давлению подачи жидкой среды (устройства низкого (до двух десятых мегапаскаля), среднего (до шести десятых мегапаскаля) и высокого (свыше шести десятых мегапаскаля) давления);
  • быстроходности (нормальные, тихо- и быстроходные);
  • назначению (водопроводные, пожарные, производственно-технические, грунтовые и др.);
  • типу соединения крыльчатки с электродвигателем (прямоприводные, консольные, муфтовые, шкивные).

КПД центробежных насосов зависит от модели и конструктивного исполнения и может находиться в диапазоне 60–92%.

Центробежные насосы

Центробежные насосы являются самыми распространённым насосами в мире. Благодаря своей конструкции и стабильной работе этот тип насосов нашел широкое применение, как для решения бытовых задач, так и для основных технологических процессов в самых различных отраслях промышленности. В данной статье будет дано полное описание центробежных насосов, рассказано как работает центробежный насос, его классификация и основные области использования.

Принцип действия центробежного насоса

Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо (импеллер), расположенное внутри спирального корпуса (улитка), которое имеет лопасти, направленные в обратную сторону относительно вращению самого колеса. Импеллер устанавливается на вал, который соединен с приводом насоса. При старте работы агрегата рабочее колесо начинает вращаться, и жидкость через всасывающий патрубок поступает вдоль оси вращения колеса.

Под действием центробежной силы, жидкость перемещается по каналам между лопастями в радиальном направлении (от центра импеллера к его периферии) в спиральную камеру корпуса насоса, а затем и в нагнетательный патрубок насоса. На периферии рабочего колеса располагается зона повышенного давления. В центре же давление понижено, что обеспечивает постоянное поступление жидкости в насос.

Конструкция центробежных насосов

Центробежный насос состоит из следующих основных частей:

  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Спиральный корпус (проточная часть насоса)
  • Рабочее колесо (импеллер)
  • Уплотнение вала
  • Картер насос

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы можно классифицировать по конструктивным исполнениям его основных элементов, по типу установки и назначению.

По расположению патрубков насосов

  • Насос «ин-лайн» типа. У данного типа насоса всасывающий и нагнетательный патрубок находятся на одной линии друг напротив друга. Перекачиваемая жидкость проходит сквозь насос. Насос устанавливается на прямых участках трубопровода.

Насос ин-лайн

    • Консольные насосы. Жидкость поступает в центр рабочего колеса (импеллера). Патрубки расположены под 90˚С относительно друг друга.

    Консольные насосы

    По количеству ступеней насоса

    • Одноступенчатый насос. Насос с одним рабочим колесом на валу. Данные насосы используются при задачах, где не требуется обеспечивать высокий напор. Максимальный напор у одноступенчатых насосах обычно не превышает.

    Одноступенчатый насос

  • Многоступенчатый насос имеет на валу более одного последовательно соединённых колес. Такой тип насосов используется для обеспечения высокого напора при сравнительно небольшом расходе. Высокий напор создается благодаря сумме напоров, создаваемых каждым отдельным колесом. Перекачиваемая жидкость переходит последовательно от одной ступени к другой.
  • Многоступенчатый насос

    По типу уплотнения вала

    Для защиты от попадания перекачиваемой жидкости в окружающую среду и в механическую часть центробежного насоса используются различные уплотнительные системы. По типу применяемой системы насосы можно разделить на:

    • Центробежные насосы с сальниковым уплотнением (ссылка на сальниковое уплотнение)
    • Центробежные насосы с торцевым уплотнением (одинарным или двойным) (ссылка на торцевое уплотнение)
    • Центробежные насосы с магнитной муфтой (ссылка на магнитную муфту)
    • Центробежные насосы герметичные с мокрым ротором (ссылка на мокрый ротор)
    • Центробежные насосы с динамическим уплотнением (ссылка на динамическое уплотнение)

    По типу соединения с электродвигателем

    Центробежные насосы разделяются также по типу соединения гидравлической части насоса с электродвигателем. Выделяют типы:

      Насос с соединительной муфтой. Упругая муфта — это элемент, позволяющий соединить вал электродвигателя и вал, на котором крепится рабочее колесо. Для этого используется, как обычная муфта, так и муфта с промежуточным элементом. Использование промежуточного элемента позволяет не отсоединять электродвигатель при техническом обслуживании насоса, например при замене торцевого уплотнения.

      Обычная муфта

      Муфта с промежуточным элементом

      Моноблочный насос. У данного типа насосов рабочее колесо крепится либо сразу на удлиненном валу электродвигателя, либо для соединения вала двигателя и насоса используется неподвижная постоянная глухая муфта. Центробежный насос с глухой муфтой

      По назначению

      Благодаря своим конструкционным возможностям назначение центробежного насоса может быть самым различным. По данному показателю выделяют следующие типы центробежных насосов:

      • Дренажные
      • Скважинные
      • Фекальные
      • Шламовые
      • Пищевые
      • Санитарные
      • Пожарные
      • Самовсасывающие

      Материальное исполнение центробежных насосов

      Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности, перекачивают самые различные жидкости, начиная с воды и заканчивая высоко агрессивными и абразивными суспензиями.

      Поэтому выбор материалов для основных элементов центробежных насосов очень широкий и чаще всего он основывается на стойкости данного материала к свойствам перекачиваемой жидкости (ссылка на таблице хим. стойкости) и условиям работы самого насоса.

      Можно выделить следующие основные материалы:

      Металлическое исполнение

      • Чугун
      • Бронза
      • Углеродистая сталь
      • Нержавеющая сталь
      • Дуплекс
      • Супер-дуплекс
      • Титан
      • И.т.д

      Футерованные и пластиковые исполнения

      При работе с высоко агрессивными жидкостями, например с кислотами, металлическое исполнение не всегда может обеспечить необходимой коррозионной защиты. Либо применения сверхстойких сплавов может привести к значительному удорожанию всей конструкции.

      Поэтому широкое распространение приобрело использования самых различных пластиков, в качестве основного материала контактирующего со средой в центробежных насосах.

      Можно выделить два основных типа:

      • Футерованные насосы. Футеровка – это процесс нанесения пластикового покрытия на металлический корпус насоса. Все элементы контактирующие с перекачиваемой средой покрыты слоем полимера, что значительно увеличивает коррозионною устойчивость всей проточной части. Современные технологии обеспечивают отличное сцепление между покрытием и корпусом, т.к при отливке полимер заполняет все полости и зазоры.

      • Пластиковые центробежные насосы. Основные элементы насоса, контактирующие со средой, выполнены из цельного пластика, обработанного на специальных станках.

      Материалы для футерованных и пластиковых насосов:

      • PP — полипропилен
      • PVDF- поливинилденефлуорид
      • PE – полиэтилен
      • PVC – поливинилхлорид
      • PFA – перфторалкоксил
      • PTFE – политетрафторэтилен
      • ETFE – этилентетрафторэтилен (Tefzel)
      • FEP – фторэтиленпропилен

      Материалы уплотнительных колец

      В качестве уплотнительных колец в центробежных насосах чаще всего используют следующие эластомеры:

      • EPDM — Этилен-пропиленовые каучук
      • NBR — Бутадиен-нитрильный каучук
      • FPM/FKM/Viton — Фторкаучук
      • FFKM — Каучук перфторированный

      Преимущества и недостатки центробежных насосов

      Преимущества:

      • Простая конструкция
      • Немного движущихся частей, большой срок службы
      • Высокий КПД
      • Высокие показатели производительности
      • Постоянная подача, без пульсаций
      • Регулировка производительности с помощью дроссельного клапана на линии нагнетания или частотного преобразователя

      Недостатки

      • Невозможность «самовсасывания»
      • Большой риск кавитации
      • Производительность сильно зависит от напора
      • Наиболее эффективны только в одной заданной рабочей точке. При регулировании подачи с помощью частотного преобразователя эффективность понижается
      • Не может работать с мультифазными жидкостями с содержанием воздуха или газа
      • При перекачки абразивных жидкостей возможный быстрый износ основных элементов из-за высокой скорости вращения рабочего колеса (около 1500 об/мин).
      • Не может работать с высоковязкими жидкостями (макс. 150 сСт)

      Области применения

      Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности.

      Основные из них:

      Водоснабжение и водоотведение

      Нефтяная и газовая промышленность

      Основные производители

      Крупных игроков на рынке центробежных насосов можно также разбить по отраслям в которых они наиболее сильны:

      Центробежные насосы многоступенчатого и одноступенчатого типа

      Наиболее распространенная разновидность водяных насосов — центробежные агрегаты, в зависимости от конструктивных особенностей классифицируется на две группы: насосы одноступенчатого и многоступенчатого типа.

      В данной статье мы поговорим об их различиях, устройстве, принципе действия, преимуществах и недостатках. Также будет рассмотрен ассортимент продукции ведущих производителей центробежных насосов, компаний Grundfos и Lowara.

      1 Принцип действия и конструктивные различия

      Центробежные насос — оборудование, перекачивающее рабочую жидкость за счет центробежной силы, которая создается в результате вращения лопастного барабана. Такие агрегаты имеют металлический либо стальной корпус, внутри которого расположен электропривод и вал вращения. На валу жестко зафиксирован барабан, который может быть открытым (состоит из одного диска и боковых лопастей) либо закрытым (два диска, между которым размещены лопасти).

      Лопасти барабана располагаются под углом, они направлены в обратную к направлению его движения сторону, что нужно для обеспечения максимально эффективного захвата воды. На корпусе агрегата имеют два патрубка — всасывающий и подающий (напорный), через которые циркулирует перекачиваемая жидкость.

      При заполнении корпуса насоса водой начинает вращаться барабан, вода попадает в лопасти и в результате движения колеса под напором отбрасывается к напорному патрубку. В результате этого в зоне выпускного патрубка создается зона высокого давления, тогда как в центральной части барабана — зона разрежения, под воздействием которой вода начнет поступать через всасывающий патрубок насоса. Данный принцип обеспечивает непрерывную подачу жидкости циркуляционными насосами любого типа. В отличие от поршневых агрегатов, они не имеют проблем с неравномерным, пульсирующим напором, что значительно расширяет сферу применения такой техники.

      Устройство центробежного насоса

      Рассмотрим устройство одноступенчатого агрегата:

      1. Корпус, также именуемый улиткой (на схеме представлен горизонтальный тип корпуса).
      2. Лопастное колесо.
      3. Уплотнение рабочего вала.
      4. Вал вращения.
      5. Уплотнение камеры с масляной ванной.
      6. Подшипниковая опора.
      7. Несущая опора.
      8. Отверстия для контроля за уровнем масла в камере.

      Одноступенчатые центробежные насосы имеют одно рабочее колесо, тогда как многоступенчатый насос — два и более. При этом их принцип действия остается идентичным, улучшаются лишь эксплуатационные характеристики оборудования — производительность (количество перекачиваемой воды в минуту) и напор (максимальное расстояние, на которое может быть перекачана жидкость). Напор указывается в метрах, которые свидетельствуют о расстоянии перекачки по высоте, чтобы узнать максимальную длину транспортировки жидкости напор необходимо умножить на 10.

      Устройство многоступенчатого насоса

      В зависимости от конструктивного устройства многоступенчатый центробежный насос может быть секционным либо спиральным. Секционный агрегат отличается тем, что перекачка жидкости осуществляется последовательно — из первого барабана в следующий. Максимальная производительность, которую может развить секционный насос на сегодняшний день составляет 900 м 3 /ч при напоре 1900 м.
      к меню ↑

      1.1 Как устроен центробежный насос? (видео)

      1.2 Преимущества и недостатки центробежных агрегатов

      Широкое распространение насосного оборудования, работающего по принципу центробежной силы, объясняется наличием у данной техники ряда эксплуатационных преимуществ, к которым относится:

      • компактные размеры и небольшой вес за счет прямого соединения вала вращения с двигателем, конструкция не предполагает наличие каких-либо передаточных механизмов;
      • надежность и долговечность, отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании;
      • плавная подача рабочей среды, нулевой риск возникновения гидравлических ударов;
      • возможность работать с загрязненными жидкостями, содержащими в составе механические частицы, что достигается за счет отсутствия в конструкции клапанов;
      • доступная стоимость за счет простоты конструкций.

      Крупногабаритный промышленный насос горизонтального типа

      Единственным недостатком данных агрегатов является сравнительно низкий КПД при работе в режиме малой производительности. Особенно критичной данная проблема стает при необходимости перекачки небольшого объема воды под высоким давлением.

      Также как недостаток можно рассматривать невозможность быстрого запуска оборудования, поскольку перед началом перекачки корпус насоса необходимо заполнить водой. В целом же, для производительной работы центробежные насосы являются лучшим выбором.
      к меню ↑

      2 Классификация оборудования

      Как многоступенчатые, так и одноступенчатые агрегаты, в зависимости от положения оси рабочих колес в пространстве, классифицируются на:

      В горизонтальной конфигурации, как правило, выполняются крупногабаритные промышленные агрегаты для стационарной установки, также горизонтальные агрегаты используются в насосных станциях автоматического водоснабжения, в которых они сопряжены с корпусом гидроаккумулятора. Вертикальное оборудование более распространено в сфере бытовой эксплуатации, в таком корпусе делаются все разновидности скважинных насосов, дренажные и фекальные агрегаты.

      Также одним из основных факторов классификации центробежного оборудования является его разделение на типы в зависимости от положения корпуса агрегата относительно перекачиваемой жидкости, согласно которой насосы бывают поверхностные и погружные.

      Конструктивно погружное оборудование может обеспечить перекачку до 16 м3 жидкости в час при напоре до 200 метров. Практически все скважинные насосы погружные, так как они могут поднимать воду с большой глубины (40 метров и более), тогда как поверхностные агрегаты в принципе не способы высасывать воду с глубины более 10 метров.

      Среди отличий также выделим то, что погружные установки значительно тише, чем поверхностные, что важно при монтаже насосной станции внутри жилого помещения. Однако поверхностный насос проще в обслуживании и ремонте, так как он не обладает полностью герметичным корпусом.

      Рассмотрим оставшиеся классы центробежного оборудования:

      • в зависимости от развиваемого давления подачи: до 0.2 МПа — низкого, до 0.6 МПа — среднего и свыше 0.6 МПа — высокого давления;
      • по коэффициенту быстроходности — тихо, нормально и быстроходные;
      • по функциональному назначению — водяные, пожарные, химические, нефтяные, дренажные, фекальные;
      • по типу соединения колеса с двигателем — консольные, приводные, муфтовые.

      КПД работы таких агрегатов непосредственно зависит от их быстроходности, скорости вращения колеса и конструктивного исполнения. Так, компактные одноступенчатые насосы имеют КПД 0.6-0.7, крупногабаритные — 0.9-0.92.

      2.1 Производители и популярные модели

      Ведущими мировыми производителями центробежного оборудования являются компании Lowara (Италия) и Grundfos (Дания). Оба производителя поставляют на рынок агрегаты как для бытовой, так и для промышленной эксплуатации. В ассортименте итальянцев представлены пять линеек насосной техники:

      • Lowara HM — поверхностные многоступенчатые насосы для систем водоснабжения, имеющие продуктивность до 7.2 м 3 /час и напор до 60 м. Серия рассчитана на перекачку чистой воды при температуре окружающей среды от -10 до +60 0 .
      • Lowara HMS — поверхностные агрегаты из антикоррозийной нержавеющей стали AISI 316, ориентированные на промышленное использование. Могут работать с водой, содержащей в составе механические примеси и химические вещества. Отличаются повышенной до 110 0 температурой эксплуатации.
      • Lowara SV — вертикальное многоступенчатое оборудование поверхностного типа. Наиболее мощные модели данной серии развивают напор до 260 м и имеют производительность 16 м 3 /час. Рабочие температуры — от -30 до +120 0 . Все контактирующие с перекачиваемой жидкостью узлы агрегата выполнены из нержавеющей стали.
      • Lowara SVI — доступные погружные вертикальные насосы для бытовой эксплуатации, являются упрощенной версией серии SV. Среди отличий — меньшая производительность и суженный диапазон температур эксплуатации.

      Центробежные насосы устройство и принцип действия

      Принцип действия

      Центробежные насосы – одни из наиболее распространенных машин промышленности. По количеству они уступают только электрическим двигателям. Т.к. электрические двигатели используются для приведения в действие насосов, то, можно сказать, что львиная доля электроэнергии мира расходуется на транспортировку жидкости центробежными насосами.

      Центробежные насосы получили своё название от способа, в котором жидкость передаётся энергии.

      Когда жидкость подводится к насосу, она соприкасается с вращающимся колесом и выталкивается в напорный патрубок с центробежной силой через полость специальной формы, называемой спиральным кожухом. Все центробежные насосы работают по такому принципу, но среди них могут быть конструктивные различия.

      Насос передает кинетическую энергию жидкости. Кинетическая энергия подразумевает скорость жидкости. Скорость – это всего лишь половина уравнения.

      Рис.1 – Центробежный насос

      Жидкость входит в насос по центру колеса через всасывающее отверстие. Трение между частицами жидкости и рабочим колесом заставляет жидкость вращаться. Например, как трение между дорогой и резиной шины заставляет машину двигаться.

      Рабочее колесо тянет частички жидкости, поэтому они вращаются при контакте с ними. Жидкость выталкивается наружу колеса с помощью центробежной силы – явление, которое выталкивает прочь любой объект из центра круга к его границам. Вот так жидкость получает кинетическую энергию от колеса.

      Поэтому эти насосы называются центробежными.

      Количество энергии, передаваемое жидкости зависит от трех факторов:

      • плотности жидкости:
      • частоты вращения рабочего колеса:
      • диаметра рабочего колеса:

      После рабочего колеса жидкость попадает в полость спирального корпуса, откуда попадает в напорный патрубок.

      Давление. Насос также должен создавать избыточное давление, чтобы отвечать требованиям системы. Обычно это преодоление гравитации при подъёме жидкости из низшего уровня на высший, и сопротивление трения трубопроводов.

      Проще говоря, давление – это возможность выполнить задание. А скорость жидкости – это то, как скоро оно будет выполнено.

      Насосы должны превращать динамическое давление в статическое.

      По мере прохождения жидкости по спиральному корпусу она замедляется, так как площадь прохода увеличивается, потому что производительность или количество жидкости, перекачиваемое за какое-то время, зависит от двух факторов: первое – это скорость жидкости, второе – размеры полости, через которую она продвигается.

      Если поток постоянный, то увеличение проходного сечения ведёт к уменьшению скорости и росту давления. Достигая напорного патрубка, большая часть кинетической энергии превращается в давление.

      Конструкция

      Насос – это машина, которая превращает механическую энергию в кинетическую энергию, перекачиваемую жидкость с электро-транспортировки ее из одной точки в другую.

      Центробежный насос состоит из двух основных компонентов.

      1. Первый – это вращающийся диск с изогнутыми лопастями. Он называется рабочим колесом.
      2. Второй – это труба специальной формы, называемая спиральным корпусом, в котором содержится рабочее колесо и транспортная жидкость.

      Есть 5 элементов конструкции, которые могут различаться:

      • вид колеса;
      • вид подшипника;
      • расположение корпуса;
      • крепление двигателя;
      • число ступеней.

      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.

      Рабочее колесо

      Есть 3 вида рабочих колёс:

      Самая простая конструкция у открытого колеса, которая состоит из острых, как лезвие, лопастей, равномерно расположенных на втулке.

      Открытое колесо

      Большой неограниченный подвод жидкости позволяет этому виду колес транспортировать жидкости содержащие грязь, пыль, осадки, твёрдые примеси, что делает их идеальными для мусорных насосов.

      Применяется на водоочистных заводах, где перекачиваются сточные воды для обработки грубых шламов с твердыми примесями. Поэтому он имеет режущие лопатки спереди колеса, чтобы резать очень большие примеси.

      Если лопасти размещены на задней пластине, то такое колесо называется полузакрытым.

      Полузакрытое колесо

      Если лопасти находятся между двумя пластинами, то оно называется закрытым.

      Закрытое колесо

      Закрытые колеса более эффективны, чем полузакрытые и открытые колеса. Потому что поток жидкости идет по строго заданному пути. Значит, больше жидкости выходит из насоса и меньше просто циркулирует внутри колеса.

      Их недостаток это то, что они могут легко загрязниться мусором.

      Очень популярное заблуждение, будто закрученные лопасти помогают толкать жидкость. Но на самом деле это не то, для чего они предназначены.

      Назначение лопаток – это проводить жидкость по наиболее плавному пути. Закрученные назад лопасти помогают стабилизировать условия течения жидкости на высоких скоростях и уменьшить нагрузку на двигатель.

      Правильное направление вращения для этого колеса – противочасовое. Поэтому по направлению сгибов лопастей можно сказать направление движения колеса.

      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:

      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.

      Расположение вала

      Центробежные насосы обычно расположены горизонтально. Но иногда вертикально.

      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.

      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 соединенияпрямой. 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.

      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.

      Центробежные Многоступенчатые Насосы Для Дачи: Схема Работы

      Бытовой насос центробежный многоступенчатый

      Повседневная жизнь часто складывается так, что нам приходится использовать дополнительное оборудование для получения максимального комфорта. Не только на загородных участках, но и в квартирах находят себе применение многоступенчатые насосы.
      За короткие сроки они позволяют получить большое количество воды, небольшая мощность становится отличительным свойством для этих устройств. Её потребление тоже сохраняет низкий уровень.

      Как работают центробежные насосы?

      Центробежный многоступенчатый насос, это оборудование, которое сразу привлекает к себе внимание. В зависимости от условий применения в этой группе выпускаются разные устройства. Особенности использования во многом обуславливают и конструктивную разработку.

      Примечание. К примеру, отдельные модели работают с фекальными отходами и химически активными жидкостями, водой и отоплением.

      Как работает агрегат:

      • Работа колёс, вернее, сила, с которой они работают, становится в данном случае основой действия для всего механизма.
      • Когда они вращаются, создаётся давление внутри системы, жидкость перекачивается из одного места в другое.

      В корпусе прибора на воду воздействует определённая величина давления, когда жидкость попадает внутрь. Сначала напор является скоростным, но потом он переходит к разряду пьезометрического. Это происходит уже после того, как этап колёс пройден.

      Оборудование и его схема

      Габаритный чертеж центробежного многоступенчатого оборудования

      Из следующих нескольких элементов состоит конструкция такого изделия, как насос центробежный многоступенчатый:

      • Есть напорный патрубок.
      • Аппарат направляющего типа.
      • Не обойтись без колёс.
      • Имеется и спиральный отвод.
      • Есть часть со специальными изгибами на лопастях, при вращении колёс они наполняются жидкостью.
      • После этого из части с колесом вода попадает в канал, который есть в спиральном отводе. По мере прохождения через систему в данном случае увеличивается диаметр детали.

      Примечание. Такое строение позволяет придать дополнительное усиление напору. Вода выход к приёмному шлангу, проходя через пространство патрубка, после того, как оказывается в направляющем аппарате.

      Конструкция сборки – главное отличие между разными моделями этих устройств. Расположение вала, форма патрубков и количество рабочих колёс становятся главными направлениями, которых касаются любые изменения.
      Мощность и размеры изделий тоже могут быть разными, это в том числе влияет на конечный выбор пользователей.

      Центробежные приборы. Конструкция

      Корпус уплотняется специальными сменными кольцами для того, чтобы предотвратить утечку жидкости, обеспечить герметичную работу.
      Любой насос многоступенчатый центробежный устроен подобным образом:

      • Между уплотнительными кольцами и поясом рабочего колеса всё равно появляется зазор, но он такой маленький, что перекачиваемая жидкость не возвращается к низкому давлению из области с высоким.
      • Именно поэтому устройства данного типа обладают высоким КПД. Сальниковая набивка использовалась раньше для решения проблемы с уплотнением.
      • Но поставленную задачу можно решить более качественно, используя современные уплотнители торцевого типа.

      Вывод. Насос работает при минимальных показателях трения, за счёт чего заметно снижаются теплопотери.

      • Конструкция изделия может быть одно, либо многоступенчатой. Схема многосекционного центробежного насоса лишний раз подтверждает это.
      • Самым распространённым считается именно одноступенчатый вариант. Но в нём показатели напора жидкости остаются довольно низкими, потому как само устройство начинает работать в широком диапазоне по отношению к забору воды.

      Внутри инженерных систем чаще всего можно увидеть вторую разновидность, ведь в данном случае важно сохранять высокий уровень давления, а подача должна быть небольшой. Сила ускорения создаётся за счёт определённого, последовательного расположения части с рабочими колёсами.

      Положительные свойства оборудования, обеспечивающие популярность

      Если верить потребителям, то подобные изделия обладают следующими характеристиками:

      • За всё время обслуживания никаких сложностей с эксплуатацией не возникает.
      • Цена всегда остаётся низкой.
      • Перепады давления есть, но тоже сохраняют низкий уровень.
      • А вот давление и напор вообще, наоборот, могут похвастаться высокими параметрами.
      • Показатели КПД тоже устраивают практически всех.
      • Долговечность использования.
      • Надёжность гарантируется производителем.

      Вот поэтому большинство выбирает многоступенчатый центробежный насос:

      • Схема его устройства без проблем читается даже неподготовленным пользователем. Основная функция приборов заключается в перекачке жидкостей, но возможна работа и с составами, которые химической агрессивностью не обладают.
      • Глубина всасывания жидкости может обуславливать широту применения той или иной модели. Вода такими устройствами достаётся иногда и с глубины до девяти метров.

      Вывод. Насосы не дают сбоев, даже если где-то появляется воздушная пробка. Но остановить подачу можно в любой удобный момент.

      Успешная эксплуатация. Какие параметры имеют значение?

      Условия эксплуатации – параметр, с которым необходимо определиться, в первую очередь. Кроме того, важно заранее получить информацию о свойствах откачиваемой жидкости.
      Некоторые приборы могут работать с водой без примесей, а другим, наоборот, нужна грязная. В зависимости от этого будет отличаться прибор для скважины. Откачиваемая вода может содержать, в том числе, частицы песка и ила.

      Совет. Если планируется эксплуатация в домашних условиях, то лучше выбирать изделия, которые предназначены для работы с разными типами воды.

      Схема многоступенчатого центробежного насоса даёт понять, что грязная вода обрабатывается в системах поверхностного или погружного типа:

      • Целый ряд задач способны выполнять устройства погружного типа. Они перекачивают сточные воды, могут осуществлять поливочные работы, осушают бассейны или ямы, погреба, удаляют воду из подтопленных подвалов, помещений.
        Видео в этой статье поможет понять основные принципы работы. Для загородных участков именно такое оборудование считается идеальным вариантом. Оно всегда отличается высокой производительностью, надёжностью и простотой применения, доступной ценой.
      • Принцип работы делает довольно популярными поверхностные типы насосов. В жидкость погружается специальная разновидность шланга, которая заранее прикрепляется к части с всасывающим патрубком. В таких случаях временное водоснабжение работает без перебоев, очень качественно.

      • Небольшие габариты устройства позволяют организовать качественную работу, речь, в том числе о весе и размерах. Если есть необходимость, то насос способен выполнять и другие функции, фото показывает, как легко произвести демонтаж.

      Классификация и узлы

      • С рекомендациями по эксплуатации лучше ознакомиться заранее, они обычно излагаются в инструкциях по применению. Прибор будет служить долго без всяких проблем, если точно запомнить его основные характеристики и параметры.
      • Производитель и параметры могут довольно сильно определять цену. Итальянские и российские приборы получили у нас наибольшее распространение. Своими руками при желании такую конструкцию тоже легко собрать, но это только для любителей.

      Надёжностью на рынке выделяются следующие производители:

      • Именно технические характеристики должны стать основой для выбора, но полезно будет знать, что цена может варьироваться в пределах от 60 до 500 у.е.>
      • Например, оценку примерно в 200 у.е. имеет модель Водолей БЦПЭ. Инструкция к устройству всегда прилагается. Он рассчитан на выкачивание воды из скважин. 60 лмин – в таких пределах рассчитывается показатель его производительности.
      • Для водоснабжения загородного участка или дома не найти лучшего варианта. Станция от этого производителя может опускаться на глубину до 40 метров, если присоединить бак к насосу.

      Широкое применение в быту способна получить разработка из Китая WerkJSW10 М. При правильной эксплуатации срок службы в этом случае может быть действительно длительным. 60 у.е. – доступная цена, которая устроит потребителей с разным уровнем финансовой обеспеченности.
      При невысокой производительности напор достаточно хороший, да и габариты делают устройство применимым в совершенно разных условиях.

      Многоступенчатые насосы – устройство, принцип работы и виды оборудования

      Многоступенчатый насос – это один из наиболее оптимальных агрегатов для подачи воды. С его помощью возрастает давление в системах водоснабжения многоэтажных и частных домов, а также на производстве.

      Назначение многоступенчатых насосов

      Главная задача, с которой должен справляться многоступенчатый насос, заключается в создании максимально возможного давления в системе водоснабжения. Другими словами, агрегаты этого типа предназначены для перекачивания воды и других неагрессивных жидкостей, температура которых может достигать 100 °C.

      Среди других областей эксплуатации оборудования можно выделить:

      • Полив и орошение сельскохозяйственных угодий;
      • Поддержка бесперебойного снабжения водой в коммунальных предприятиях;
      • Обеспечение работы систем пожаротушения в автоматическом режиме;
      • Поддержка работы водоотлива в шахтах;
      • Охлаждение паровых котлов на котельных предприятиях;
      • Забор и перекачивание неагрессивных веществ и соединений в химической промышленности.

      Из перечисленных сфер использования можно сделать вывод о том, что насосы данного типа применяются преимущественно для воды. При работе с этой жидкостью скважинный агрегат может создать наиболее сильный напор и стабильно выполнять свои функции на протяжении длительного времени.

      Устройство многоступенчатого насоса – из чего состоит агрегат?

      Подобного рода насосы имеют простую конструкцию. Они состоят из следующих элементов:

      • Корпус, изготовленный из материалов, обладающих устойчивостью к коррозии;
      • Всасывающий патрубок, который принимает жидкость;
      • Патрубок нагнетания – сквозь него вода под напором подается внутрь системы;
      • Основной вал;
      • Рабочие колеса;
      • Подшипники с функцией самостоятельного смазывания;
      • Уплотнители на торцах устройства – предотвращают утечки воды из рабочей камеры.

      Простое устройство насосного оборудования существенно облегчает его обслуживание и устранение неисправностей. Это помогает сэкономить деньги на услугах специалистов.

      Принцип работы многоступенчатых насосов

      Центробежный многоступенчатый насос является секционным устройством и работает в определенном порядке. Сначала жидкость через всасывающий патрубок поступает в первую секцию, в которой расположено рабочее колесо. После создания необходимого напора вода сквозь нагнетательный патрубок проходит внутрь второй секции, где на нее снова воздействует центробежная сила, образованная вторым рабочим колесом. После этого жидкость под давление поступает из насоса в выходной шланг.

      Другим словами, с прохождением каждой секции насоса, на жидкость воздействует больший напор, который создают рабочие колеса. Из этого можно сделать вывод, что давление в многоступенчатом насосе равно сумме всех показателей напоров, создаваемых в каждой отдельной секции.

      Стоит отметить, что с увеличением диаметра рабочего колеса и скорости его вращения внутри агрегата напор выходящей из насоса жидкости также будет увеличиваться.

      Виды многоступенчатых насосов – классификация рыночных моделей

      Современное многоступенчатое насосное оборудование делится на такие типы:

      • Вертикальные агрегаты – насосы этого типа устанавливаются в вертикальном положении. Среди преимуществ вертикального агрегата следует выделить вырабатывание очень высокого напора жидкости, способность перекачивать жидкость, температурой 100 °C и продолжительные сроки эксплуатации без сбоев;
      • Горизонтальные многоступенчатые насосы – это оптимальное оборудование для обустройства водоснабжения в загородном доме. Рабочие плоскости такого насоса выполняются в горизонтальном положении. Это дает возможность получать воду под высоким напором при небольшой производительности устройства.

      В зависимости от областей применения, на рынке выделяются такие агрегаты:

      • Промышленные насосы высокого давления – обладают большими габаритами и более высокой мощностью. Каждый промышленный насос имеет специальное покрытие, защищающее его от воздействия химических веществ;
      • Бытовые устройства – эти агрегаты имеют меньшие габариты и небольшую массу. Их гораздо проще обслуживать и чинить, они потребляют меньше электричества и издают меньше шума. Вместе с тем, они не выдают столь высокого напора, как оборудование первого типа.

      Покупая многоступенчатый агрегат необходимо помнить, что промышленный устройства отличаются достаточно большим потреблением электричества. Из-за этого их лучше не покупать даже для обслуживания больших хозяйств. Вместо этого можно приобрести два бытовых насоса, которые суммарно будут потреблять гораздо меньше энергии, чем потребуется для работы одного промышленного агрегата.

      Читайте также:  Тампонирование скважин: виды растворов, этапы работы
  • Добавить комментарий