Разновидности центробежных консольных насосов: их плюсы и минусы + Фото и Видео

Центробежные насосы: устройство, принцип действия, преимущества и недостатки

Центробежные насосные агрегаты (ЦН) используются не только в различных отраслях промышленности, но и в быту. В системах водоснабжения применяют погружные электронасосы для подъема воды из скважин и подачи потребителям. ЦН обеспечивают циркуляцию теплоносителя в системах отопления. Благодаря простоте конструкции и высокой надежности эти устройства являются самыми распространенными гидравлическими агрегатами.

Особенности конструкции и принцип действия

Центробежный насос представляет собой динамический лопастной агрегат, в котором перенос рабочего тела происходит непрерывным потоком за счет центробежных сил, возникающих при вращении рабочего колеса. Жидкость перемещается по подвижным лопастям от центра к периферии, т. е. перпендикулярно оси вращения. В большинстве случаев насосный агрегат состоит из 2 частей: гидравлической (насос) и приводного двигателя.

Корпус ЦН представляет собой разъемную металлическую отливку, имеющую форму улитки, с 2 фланцами – всасывающим и напорным. Внутри, на валу, располагается рабочее колесо открытого или закрытого типа. Последнее состоит из 2 дисков, между которыми расположены лопасти, изогнутые в направлении, противоположном вращению. В переднем диске имеется отверстие, расположенное напротив всасывающего патрубка.

Принцип работы ЦН основан на действии центробежных сил. При вращении колеса в заполненном водой корпусе жидкость начинает двигаться по лопастям от центра к периферии под влиянием сил инерции. В результате этого на выходе получается избыточное давление, которое выталкивает рабочее тело в напорный трубопровод. Разряжение, создающееся в центре колеса, втягивает воду из всасывающего трубопровода и подает на лопатки. Таким образом создается непрерывный поток жидкости.

Во многоступенчатом насосе корпус имеет цилиндрическую форму. Для передачи жидкости с одной ступени на другую устанавливают направляющие аппараты. Устройство располагается над каждым рабочим колесом и представляет собой диск с неподвижными изогнутыми лопатками, которые направляют рабочее тело с выхода вращающегося колеса на всас следующего. Это приводит к существенному повышению давления на последней ступени.

Преимущества и недостатки

Широкое распространение центробежные насосы получили благодаря своим положительным качествам:

  • простоте конструкции;
  • несложному монтажу;
  • простому обслуживанию;
  • длительному сроку службы;
  • высокой надежности.

Как и другие типы гидромашин, ЦН имеют ряд недостатков:

  • невысокая высота всасывания (до 6-8 м);
  • отсутствие сухого всаса;
  • большая вероятность возникновения кавитации.

Для пуска агрегата необходимо заполнение водой гидравлической части и всасывающего трубопровода.

Классификация

Производители предлагают большой выбор центробежных агрегатов, имеющих различное исполнение и характеристики.

  1. По числу ступеней – одноступенчатые, многоступенчатые.
  2. По способу отвода среды – простые без направляющего аппарата; турбоприводные с направляющим аппаратом.
  3. По типу подвода жидкости – с односторонним и двухсторонним подводом.
  4. По параметрам потока – низко- (до 2 атм.), средне- (2-6 атм.), высоконапорные (более 6 атм.).
  5. По расположению вала – с горизонтальным и вертикальным размещением.
  6. По виду перекачиваемой жидкости – водяные, фекальные, землесосные, кислотные и т. д.
  7. По назначению – общепромышленные, шахтные, артезианские (глубинные) и т. д.

Одноступенчатые бытовые насосы применяются в частных хозяйствах для полива или перекачки воды из водоема. В скважинах для подачи питьевой воды устанавливают многоступенчатые погружные ЦН.

Сферы применения

Использование ЦН на производстве.

Область применения центробежных насосов чрезвычайно велика. Они используются в теплоэнергетических установках для питания котлов, подачи воды в систему регенеративного теплообмена, подпитки сетевых теплофикационных установок. На АЭС применяются центробежные агрегаты герметичного исполнения. На тепловых станциях они используются в системах гидрозолоудаления.

Широкое применение ЦН нашли на промышленных предприятиях, сельском хозяйстве и в системах водоснабжения городов. Они используются для подачи реагентов и растворов в технологических схемах производств. Применяются в строительстве и угольной промышленности при гидромеханизации разработки грунтов и гидравлическом способе добычи угля.

В сельском хозяйстве для подачи воды на животноводческие фермы применяются глубинные ЦН. В системах полива полей устанавливают насосные агрегаты большой производительности.

Как правильно выбрать центробежный насос

Помпа центробежного типа выбирается исходя из задач, которые она будет выполнять. При выборе гидроагрегата необходимо обратить внимание на технические характеристики.

Аппарат подбирают по параметрам, среди которых:

  1. Высота всасывания.
    Определяется как расстояние от зеркала воды до вала установленного насоса. Для погружных насосов эта величина не указывается.
  2. Эффективность оборудования.
    Чем выше КПД агрегата, тем меньше потери при работе.
  3. Производительность.
    Параметр характеризует расход жидкости в единицу времени. От него зависит продолжительность непрерывной работы.
  4. Напор.
    Измеряется в м вод. ст. На его величину влияет протяженность и диаметр трубопровода. Чем длиннее труба, тем выше гидравлическое сопротивление, тем меньше давление.
  5. Мощность приводного двигателя.
    Величина влияет не только на качество работы агрегата, но и на возможности электрической сети.

В большинстве случаев характеристики выбираемого ЦН должны быть несколько выше требуемых. Агрегат прослужит дольше, если будет работать в менее напряженном режиме.

Подготовка к работе

Подготовка насоса к работе.

Некоторые виды центробежных насосов не требуют подготовки перед пуском. К ним относятся глубинные (скважинные), насосы систем отопления и другие агрегаты, корпуса которых постоянно заполнены водой. Бытовые гидроагрегаты, предназначенные для подъема воды из колодца или ее подачи из водоема на полив, перед включением требуют некоторой подготовки.

При пуске ЦН с сухой гидравлической частью во всасывающем патрубке не создается разряжение, и жидкость не поступает на рабочее колесо. В результате такой работы вращающие части нагреваются, что приводит к выходу насоса из строя. Существует несколько вариантов решения этой проблемы.

Заливка воды из трубопровода

Применяется для водопроводных систем со стационарно закрепленными трубопроводами. Чаще всего такой способ используют для подъема воды из колодца. Насос устанавливают таким образом, чтобы расстояние до воды было не больше величины, указанной в описании (паспорте) устройства. На всасывающем трубопроводе монтируют обратный клапан, предотвращающий слив воды. Корпус насоса вместе с трубопроводом заполняют водой, а затем включают двигатель.

Такая процедура проводится при первом пуске. Если обратный клапан работает правильно, то вода не сольется и последующие пуски будут проходить с заполненным контуром. Если насос пускают редко, то обвязку насоса делают таким образом, чтобы была возможность подачи воды из напорного трубопровода на всас насоса, т. е. проводят байпасирование агрегата. Воду подают до тех пор, пока из заполняемого контура не выйдет весь воздух.

Заливка воды из резервуара

Центробежный насос в действии.

Для заполнения гидравлической части применяют емкости с водой. Их располагают выше агрегата, тогда жидкость будет самотеком поступать в насос и трубопровод. После пуска ЦН закрывают вентиль на магистрали заполнения. Для подачи воды в бак на напорном трубопроводе насоса устанавливают трубку с запорной арматурой. Этот процесс можно автоматизировать, поставив в емкость поплавковый клапан, который будет закрываться при полностью заполненном баке.

В некоторых случаях используют баки-аккумуляторы, которые устанавливают на всасе насоса. Подача воды на ЦН проводится из нижней точки емкости, а всасывающий трубопровод подключают в верхней части. Аккумулятор не должен иметь связей с атмосферой помимо предусмотренных конструкцией. Емкость бака выбирают равной двукратному объему полостей насоса и всасывающего трубопровода. При полностью герметичной системе после остановки насоса уровень в аккумуляторе позволит провести последующее включение без заполнения емкости жидкостью.

Эксплуатация и ремонт

Циркуляционный насос будет работать без дефектов, если монтаж проведен правильно. В большинстве случаев снижение производительности и уменьшение напора происходит не из-за поломки ЦН, а возникновении проблем с элементами трубопровода. Поэтому перед тем как начать разбирать агрегат, необходимо проверить работоспособность системы.

При засорении фильтра на всасывающем трубопроводе происходит срыв потока, что приводит к кавитации. Неплотности в соединениях, превышение высоты всасывания, большое гидравлическое сопротивление трубопровода негативно отражается на параметрах ЦН.

Чаще всего дефекты возникают в узле уплотнения вала насоса. Если используется сальниковая набивка, то нажимная букса должна уплотнять вал так, чтобы была небольшая протечка для охлаждения и смазки набивки. На работу торцевого уплотнения большое влияние оказывает соосное расположение валов насоса и приводного двигателя. Узел устроен так, что уплотнительные графитовые кольца должны находиться в одной плоскости. В противном случае будет неравномерная выработка поверхностей, что приведет к увеличению протечек.

Износ дорожек или разрушение сепараторов подшипников приводит к биению вала, увеличению нагрузки на приводной двигатель и снижению показателей работы ЦН. Без наличия опыта и специальных инструментов самому разбирать насос не стоит. Эту работу качественно могут сделать специалисты. Замену набивки чаще всего проводят самостоятельно.

Для поддержания насоса и системы в работоспособном состоянии необходимо проводить периодические осмотры в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Консольный Насос: Принцип Работы + Теххарактеристики

Фото горизонтального консольного насоса

Насос консольный центробежный выполняет функцию перекачивания жидкости, путем вращения нескольких или одного колеса. Агрегаты изготавливаются для различных целей, а разница между ними в разработке самой конструкции.

Насосы центробежные консольные типа «К»: принцип работы

Во время воздействия рабочего колеса, вода или иная жидкость выходит из него с большей скоростью и давлением, чем на входе. Центробежный насос оснащен направляющим аппаратом, который также используется в обязательном порядке при работе гидравлических турбин.

Примечание. Насосы с направляющим аппаратом называются турбинными конструкциями.

Виды центробежных насосов:

  • Самый распространенный вид устройств — одноступенчатые насосы, с горизонтальным валом и одностороннего входа рабочего колеса.
  • Консольные насосы типа «К» с приводом от электрического двигателя предназначены для перекачки чистой воды.

Конструкция типа К состоит из:

  • Рабочего колеса.
  • Корпуса и крышки корпуса.
  • Узла уплотнения опорной стойки и вала.
  • Защитной втулки.
  • Шарикоподшипников.
  • Набивки сальника.
  • Вала.
  • Защитной втулки.
  • Опорного кронштейна.
  • Гаек.

Примечание. Для того, чтобы увеличить ресурс работы консольные центробежные насосы оснащены уплотняющими кольцами.

Как работает конструкция:

  • Высокий КПД обеспечивается за счет небольшого зазора между уплотнительным пояском колеса и уплотняющим кольцом. Это ограничивает перекаченную жидкость из области высокого давления.
  • Для того, чтобы обеспечить ресурс работы и предотвратить преждевременный износ, в зону узла надевается защитная втулка.

Опорная стойка, выполняет функцию опорного кронштейна, в котором и установлен вал консольного насоса.

Центробежные насосы: области применения и преимущества

Консольный насос типа К

Центробежные консольные насосы типа «К» предназначены для перекачивания чистой жидкости для производственного и технического назначения. Конструкция подходит для любой чистой воды и других жидкостей, приближенных к ней по плотности.
Также они применяются:

  • Для теплоснабжения и водоснабжения и обеспечения дополнительной циркуляции в хозяйственных и жилых объектах.
  • Для подачи в системе технической воды. Также техника обеспечивает технологический процесс в сферах промышленности, включая металлургические и нефтяные отрасли.
  • Для обеспечения водоснабжения дачных поселков.
  • Для жилых и гражданских объектов в целях пожаротушения.
  • Для работы вспомогательных систем станций, связанных с использованием чистой и технической воды, находящихся на объектах ТЭС и АЭС.
Читайте также:  Обсадная труба для скважины: для чего нужна, разновидности

Преимущества конструкций консольно-моноблочных насосов:

  • Корпусное отделение имеет собственные опоры, это позволит демонтировать технику без отсоединения трубопроводов.
  • Рабочие колеса изготавливаются в любом диаметре, в зависимости от пожелания заказчика. Параметры консольного насоса подбираются индивидуально, исходя от характеристик на месте эксплуатации.
  • Сальниковые набивки изготовлены из современных материалов, что сокращает время на ремонт и обслуживание агрегата, иногда можно эти действия произвести своими руками без специализированной помощи.
  • Цена на конструкцию приемлемая, все зависит от сложности модели.

Примечание. Торцовые одинарные уплотнители расширяют область применения, таким образом, насосы применяются в взрывоопасных и пожароопасных помещениях.

Центробежные консольные насосы тип КМ (моноблочные)

Моноблочный консольный насос

Разберем детально моноблочные насосы, их классификацию и в каких областях их применяют.
С общепринятой классификацией КМ их можно трактовать:

  • По виду конструкции. Рабочее колесо в отличие от К расположено на валу и приводит электродвигатель в работу.
  • По принципу действия. Колесо рабочее закрытого типа.


Существуют моноблочные насосы специального назначения:

  • Для перекачивания химических сред.
  • Пищевых продуктов.
  • Нефтепродуктов легкого типа.
  • Иные моноблочные насосы, предназначенные для различных сред.

Примечание. Большинство бытовых насосов производится в моноблочном исполнении.

Какая применяется температура для консольных насосов КМ для перекачиваемой жидкости:

  • С торцевым уплотнением от 0 до 105 градусов.
  • С сальниковым уплотнением от 0 до 80 градусов.

Допустимое давление на входе:

  • С торцовым уплотнением до 6 атмосфер.
  • С сальниковым уплотнением 3,5 атмосфер.
  • КМ насосы допускают маленькое количество механических примесей в перекачиваемой жидкости.

Насос КМ не самовсасывающий. Высота всасывания зависит от марки конструкции.

Преимущества и недостатки насоса КМ

Схема консольного насоса КМ

Основные части насоса КМ изготовляются только из качественных материалов. Для рабочего колеса и насоса используется чугун серого цвета СЧ20.
Но есть один недостаток перед гидравлическими машинами типа К:

  • Из-за того, что рабочее колесо монтируется прямо на электрический двигатель и из-за некачественного изготовления может быстро выйти из строя.
  • Преимущество перед моделью К:
  • Модель КМ насоса намного компактнее.
  • Меньше запасных частей.
  • Отпадает необходимость производить центровку.
  • Маленькое потребление электрической энергии.

Модели К и КМ применяются практически во всех областях (сельское хозяйство, жилищные и коммунальные отрасли, промышленность). Инструкция к применению не сложная. Рекомендуется посмотреть видео и подробнее узнать о работе консольного насоса КМ.

Насос центробежный консольный: принцип действия и область применения, классификация

При помощи консольных центробежных насосов для воды подаётся чистая, либо немного мутноватая вода, а также разного рода неагрессивные химические жидкости.

Это оборудование, благодаря ряду полезных свойств, нашло своё применение во многих отраслях народного хозяйства.

Консольные насосы применяются в большом количестве технологических процессов, проявляя при этом высокую износоустойчивость.

Основные технические характеристики

Устройство консольного центробежного насоса АК. (Для увеличения нажмите) Большинство современных моделей консольных насосов это одноступенчатые, несамовсасывающие, центробежные агрегаты.

Их конструкция выполнена таким образом, чтобы уменьшить осевую нагрузку на рабочее колесо центробежного насоса, вплоть до полного освобождения от неё.

И сам насос, и его силовой привод, в частности электрический двигатель, устанавливаются на единой, моноблочной раме из стали. Что касается самого насоса, то его корпус выполняется из чугуна.

Вращающиеся части устанавливаются на шариковые подшипники. Торцевые уплотнения центробежных насосов консольного типа производятся в стандартном исполнении. Габариты изделий и размеры присоединительных частей выполняются в соответствии с нормативами, прописанными в ISO 2858.

На насосы, в качестве силовых агрегатов, чаще всего устанавливаются асинхронные электродвигатели, снабжённые системой внешнего охлаждения, имеющие высокую степень защиты.

Технические характеристики оборудования позволяют использовать его при температурах окружающей среды в пределах — 15°С — + 120°С для перекачивания самых разных неагрессивных жидкостей, схожих по физическим характеристикам с водой. При этом в растворе допускается наличие механических частиц, имеющих размер не более 0.2 мм.

Сферы использования и достоинства

Консольные насосы широко используются:

  • на промышленных предприятиях;
  • в системах отопления;
  • в сельском хозяйстве, при поливе и ирригации;
  • для работы систем пожаротушения и других процессах.

Центробежному консольному насосному оборудованию характерны очень важные преимущества:

  • надёжность;
  • долговечность;
  • для его изготовления используются только качественная нержавеющая сталь и чугун;
  • высокий уровень защиты;
  • большой запас прочности;
  • способность работать в продолжительном режиме;
  • может выдерживать самые сложные условия эксплуатации.

Благодаря этим особенностям, такие агрегаты способны решать многие задания по подаче воды и различных химических неагрессивных жидкостей.

Несмотря на серьёзные показатели производительности и мощности, насосы экономно потребляют энергетические ресурсы, при этом их не нужно обслуживать часто. (Кстати, о способах диагностики и ремонта центробежных насосов своими руками Вы можете прочитать здесь).

Устройство

Несамовсасывающие центробежные насосы сделаны в чугунном корпусе и оснащены подшипниками, благодаря чему исключается радиальная вибрация и обеспечивается максимально точная центровка.

Насос и двигатель соединяются между собой посредством использования упругой муфты, ограждённой специальным защитным кожухом, увеличивающим надёжность агрегата и минимизирующим появление неисправностей.

Различные модели насосов отличаются уровнем производительности, размерами и мощностью. Плюс, отдельные производители добавляют к стандартной конструкции свои оригинальные особенности.

Центробежное колесо состоит из пары дисков, соединённых друг с другом лопастями, которые изогнуты особым образом. Во время вращения этого устройства жидкость, разместившаяся в центробежном колесе, подвергается воздействию центробежной силы, которая находится в прямо пропорциональной зависимости от того, каково расстояние между молекулой жидкости и центром рабочего колеса.

Следовательно, консольный насос, относящийся к центробежному типу, тем эффективнее и обеспечивает тем большее давление на выходе, чем с большей скоростью вращается его рабочее колесо.

Центробежная сила, появляющаяся при вращении рабочего колеса, накачивает жидкость в патрубок, соединённый с магистральным трубопроводом, благодаря чему ближе к центру колеса появляется разряжение, а на его периферии – высокое давление.

Существует несколько разновидностей консольного насосного оборудования:

  1. Насосы типа К, встречающиеся на рынке чаще других. Они представляют собой горизонтальные агрегаты, где насос и привод связывает между собой упругая муфта.
  2. Насосы типа КМ, — моноблочные конструкции с рабочим колесом, расположенным на краю вала электрического двигателя.
  3. Насосы КМЛ и ЦВЦ имеют линейно расположенные оси всасывающего и напорного патрубков.

Каждая из этих разновидностей отличается надёжностью, экономичностью и высокой эффективностью работы.

Смотрите видео, в котором показаны технические характеристики насоса центробежного консольного типа К модель 160-30:

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.
Читайте также:  Центробежный глубинный насос для скважин Водолей: технические характеристики, особенности установки и обслуживания

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:

      8 лучших консольных насосов

      Насосы выпускаются самых разных видов. Наиболее распространенные и востребованные – центробежные, среди которых особо популярны – консольные и консольно-моноблочные. С их помощью решаются задачи во многих секторах: бытовом, коммунальном, энергетическом, промышленном, сельскохозяйственном. Предлагаем Вашему вниманию лучшие консольные (консольно-моноблочные) насосы для отопления, водоснабжения, кондиционирования, орошения и пожаротушения. Выбирайте.

      Лучшие консольные насосы для воды

      Grundfos NK – консольный насос для любого пользователя

      Нормальновсасывающий центробежный агрегат с одноступенчатым консольным насосом, 1-,3-фазным асинхронным электродвигателем и рамным основанием. Первый создается с радиальным или тангенциальным отводом. Второй бывает 2-,4-,6-полюсным, оснащается вентилятором.

      На концах своих валов узлы соединяются муфтой (жесткой либо с проставкой). Напор от 5 до 150 м; подача от 8 до 2000 м3/ч; мощность от 0,25 до 355 кВт. Устанавливается на бетонный фундамент. Перед запуском заполняется водой. Управляется с помощью клеммной коробки.

      Плюсы:

      • широкая сфера применения: водоснабжение и транспортировка жидкостей, повышение давления и вентиляция, отопление, кондиционирование, а также с/х и промышленность;
      • инновационность, энергоэффективность, надежность, долговечность, стойкость к коррозии и износу:изделие состоит из нержавеющих гальванизированных деталей; подшипники служат до 100 тыс. ч;
      • гидравлическая отбалансированность, минимальные утечки и широкий диапазон рабочих температур: от –25 (–40) до +140 (+220) °С;
      • обслуживание одним человеком (с помощью крана): легко демонтируются мотор, муфта, опорный кронштейн;
      • огромный ассортимент и конструкционное разнообразие: доступны различные варианты двигателей (IE1 / IE2, IE3), материалов (чугун, бронза, латунь, нержавейка) и торцевого уплотнения (стандартное BAQE / типы B, A,D);
      • возможность понижения вибраций и шума специальными вставками и опорами для труб;
      • допускается подрезание рабочего колеса под конкретные эксплуатационные параметры;
      • бесплатное гарантийное обслуживание от 2 до 5 лет.

      Минусы:

      • необходимость в специально обустроенном помещении: сухом, проветриваемом, с плюсовой температурой, без взрывоопасной обстановки;
      • нельзя перекачивать вязкие, агрессивные и горючие вещества;
      • высокие цены: 62,9-2070,7 тыс. руб.

      Wilo-CronoNorm-NL – консольный насос для долгой службы

      Одноступенчатый с аксиальным всасыванием агрегат на опорной раме. Состоит из консольного насоса с радиальным напорным патрубком и электродвигателя с термодатчиками. Оснащается прифланцованным подшипниковым узлом с кронштейном, муфтой с кожухом и клеммной коробкой с кнопками управления.

      DN1 напорного патрубка от 32 до 300 мм; DN2 рабочего колеса от 125 до 550 мм; мощность от 0,37 до 315 кВт. Монтируется горизонтально на бетонный фундамент: крепится анкерными болтами. Включается «под залив» с пусковой коробки.

      Плюсы:

      • практичность: коммунальное, промышленное и с/х назначение – для орошения и водоснабжения, отопления, охлаждения, кондиционирования;
      • высокая энергоэффективность, надежность, коррозионная стойкость: материалы изготовления – нержавеющая сталь, чугун, бронза, EPDM / карборунд / графит;
      • разнообразие поставки: со свободным концом вала; дополнительно с муфтой и рамой; вдобавок с электромотором;
      • опциональная комплектация: сменная муфта, бронзовое рабочее колесо, мотор с более высоким КПД;
      • индивидуальные преимущества: фирменная защита вала, скользящее торцевое уплотнение, большой подшипник с регулярной смазкой;
      • значительные температурные границы перекачиваемой среды: от –20 до +120 °С;
      • длинная модельная линейка, простое обслуживание, широкая сервисная сеть;
      • гарантийные обязательства в течение 2 лет.

      Минусы:

      • только для чистой / слабозагрязненной воды без абразивных включений;
      • монтаж – сложный: запрещается во взрывоопасном помещении;
      • дорого: 110,6-2724,7 тыс. руб.

      DAB KDN – консольный насос для повседневной эксплуатации

      Нормальновсасывающий агрегат с центробежным консольным насосом, 2-,4-полюсным электродвигателем и стальной рамой. Обладает шарикоподшипниковым узлом, муфтой, пусковой коробкой. Протечки предотвращаются сальниковой набивкой или торцевым уплотнением.

      Напор от 5,5 до 100 м; подача от 1 до 500 м3/ч; мощность от 0,37 до 110 кВт. Устанавливается с использованием крана на фундамент, превосходящий агрегат по массе в 1,5 раза. Управляется механически: включается и выключается кнопками, расположенными на клеммной коробке.

      Плюсы:

      • популярные направления использования: для водоснабжения, циркуляции, повышения давления;
      • прочность, долговечность, стойкость к износу и коррозии: основные материалы: чугун, нержавейка, листовая сталь с порошковым покрытием;
      • доступность заказа изделия в специальном исполнении: для транспортировки жидкости с иными, чем у воды характеристиками;
      • разные дополнительные варианты уплотнения: в комбинациях карбида кремния, EPDM, графита, Viton;
      • стандартное рабочее давление: максимум 10, 16 бар;
      • широкий температурный коридор перекачиваемой жидкости: от –10 до +140 °С;
      • самодостаточный модельный ряд: всегда можно выбрать подходящий насос;
      • 2 года гарантийного срока.

      Минусы:

      • только для воды: невязкой, неагрессивной, химически нейтральной, без твердых включений;
      • немалая цена: 51,0-836,4 тыс. руб.;
      • монтаж выполняется исключительно профессионалами.

      К – консольный насос для бюджетного пользования

      Поверхностный центробежный агрегат с тремя опорными узлами: консольным насосом (с рабочим колесом, входным / напорным патрубками), корпусом с подшипниками и асинхронным электродвигателем. Основанием для всей конструкции служит прямоугольная стальная рама.

      Напор от 16 до 80 м; подача от 8 до 400 м3/ч; мощность от 1,5 до 90 кВт. Устанавливается в специальном помещении: монтируется горизонтально на фундамент с последующей центровкой. Запуск – только в заполненном водой состоянии. Производится многими заводами России.

      Плюсы:

      • прочность, надежность, долговечность, коррозионная стойкость рабочих деталей;
      • практичность: для сливания воды и удаления воздуха предусмотрены нижний и верхний каналы;
      • возможность выбора сальниковой набивки / торцевого уплотнения (допустимая температура жидкости – до +85 / +105 °С);
      • большой ассортимент моделей: выбор осуществляется по нужным параметрам и графику работы насоса;
      • простота эксплуатации и техобслуживания: доступность понижения вибраций специальными вставками;
      • ремонтопригодность: благодаря простому демонтажу конструкционных элементов;
      • относительно небольшая цена (5,8 – нескольких сотен тыс. руб.), стандартная годовая гарантия;
      • широкое применение и высокая популярность: наиболее востребованные модели – К 50-32-125, К 65-50-160, К 80-50-200, К 100-65-200.

      Минусы:

      • большие размеры (по сравнению с консольно-моноблочными моделями);
      • высокие требования к характеристикам воды или аналогичной по составу жидкости: pH от 6,5 до 8,5; содержание частиц Ø0,2 мм до 0,1% по массе;
      • не для морской воды и горючих жидкостей.

      Лучшие консольно-моноблочные насосы для воды

      Grundfos NB – консольно-моноблочный насос с большими возможностями

      Одноступенчатый центробежный агрегат с консольно-моноблочным насосом (с тангенциальным либо радиальным отводом) и 2-,4-,6-полюсным мотором с вентилятором. Оснащается горизонтальным и вертикальным патрубками, короткой соединительной муфтой и кронштейнами в разных комбинациях.

      Напор от 4,9 до 160 м; подача от 10 до 1000 м3/ч; мощность от 0,25 до 200 кВт. Устанавливается на массивный бетонный фундамент, подключается к однофазной / трехфазной сети, включается после заливки водой. Управляется кнопками на клеммной коробке.

      Плюсы:

      • многоцелевое назначение: на ТЭЦ, в многоквартирных домах, на заводах, в сельском хозяйстве – для ирригации и систем водоснабжения, отопления, кондиционирования;
      • долговечность, надежность, стойкость к износу и коррозии: используются нержавеющие материалы (некоторые из них с гальваническим покрытием);
      • оптимизация производственных площадей: благодаря небольшим размерам (по сравнению с моделями серии NK);
      • широкий ассортимент: доступно выбрать агрегат как для бытового использования, та и для промышленного применения;
      • возможность транспортировки жидкости с температурой от –25 до +140 °С (при исполнении по заказу от –40 до +180 °С);
      • разные варианты основания: с лапами под насосом, с кронштейнами под двигателем, с опорами под двумя узлами, с общей рамой;
      • возможность обслуживания 1 человеком: доступно снять мотор с рабочим колесом без демонтажа корпуса насоса и отсоединения труб;
      • гарантийные обязательства на срок от 24 до 60 месяцев.

      Минусы:

      • слегка повышен уровень шума (от 40 до 75 дБ): доступно понизить специальными вставками;
      • нельзя перекачивать жидкие илегковоспламеняющиеся жидкости, устанавливать во взрывоопасных местах;
      • высокие цены: 60,4-1660,5 тыс. руб.

      Wilo CronoBloc BL – консольно-моноблочный насос с высокой эффективностью

      Поверхностный центробежный агрегат в компактном исполнении. Состоит из консольно-моноблочного насоса, асинхронного электродвигателя и пусковой коробки. В конструкции: входной горизонтальный патрубок, радиальный отвод, моторные опорные лапы и соединительный модуль.

      DN1 нагнетательного патрубка от 32 до 150 мм; DN2 рабочего колеса от 110 до 400 мм; напор от 5 до 105 м; подача от 15 до 380 м3/ч; мощность от 0,37 до 90 кВт. Устанавливается на фундамент, перед пуском заливается, включается / выключается кнопками.

      Плюсы:

      • обширный выбор моделей: доступно подобрать вариант как для частного дома, так и для многоквартирного здания, системы орошения, охлаждающего комплекса;
      • долговечность, надежность, коррозионная стойкость: благодаря нержавеющим материалам и покрытию KTL;
      • компактность: нет надобности в большом помещении, как следствие, косвенно экономятся средства;
      • индивидуальные особенности: отверстия под конденсат в моторе и фонаре; скользящие уплотнения торцевых зазоров;
      • широкий рабочий диапазон воды / гликолевой смеси: от –20 до +140 °С;
      • упрощенная установка (выполняется специалистами), сравнительно несложное обслуживание;
      • ремонтопригодность: агрегаты оснащаются высокоэффективными, но стандартными двигателями, поэтому легко и просто подобрать замену;
      • 2-летний гарантийный срок.

      Минусы:

      • только для чистой либо слегка загрязненной воды: включения с абразивными частицами не допускаются;
      • неудобство демонтажа мотора (при ремонте): у насоса отсутствуют опорные кронштейны;
      • немалая цена: 83,7-1202,0 тыс. руб.

  • Добавить комментарий