Типы насосов

Насос, устройство (гидравлическая машина, аппарат или прибор) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) главным образом капельной жидкости в результате сообщения ей внешней энергии (потенциальной и кинетической). Устройства для безнапорного перемещения жидкости насос обычно не называют и относят к водоподъёмным машинам.

Основной параметр насоса – количество жидкости, перемещаемое в единицу времени, т. е. осуществляемая объёмная подача Q. Для большинства насосов важнейшими техническими параметрами также являются: развиваемое давление p или соответствующий ему напор H, потребляемая мощность N и кпд h.

Терминология. Названия большинства устройств, применяемых для всасывания и нагнетания жидкостей, состоят из слова «насос» и соответствующего определения, характеризующего, как правило, либо принцип его действия (например, центробежный, электромагнитный), либо особенности конструкции (горизонтальный, зубчатый, шиберный), либо подаваемую среду (например, грунтовой насос).

огда определительное слово фиксирует назначение или область применения насос (например, лабораторный, дозировочный), тип привода (ручной, с электроприводом), а также автора конструкции (например, насос Гемфри) или название фирмы (насос СИХИ – по первым буквам слов Simen Hinsch; насос Фарко – по имени владельца завода). Некоторые из рассматриваемых устройств получили особые названия, например: газлифт, одна из конструкций которого называется маммут-насос, или насос Маммута; вытеснители, к которым относится монжус, называемый также насосом Монтежю, или пневматический насос; гидроэлеватор, инжектор и эжектор, являющиеся разновидностями струйного насос Под названием насос известны также устройства совершенно иного назначения, например: вакуумные насосы, предназначенные для удаления газов из замкнутых объёмов; тепловой насос – установка для передачи теплоты из окружающей среды (воздуха или воды), имеющей низкую температуру, к объекту с более высокой температурой (например, к воде отопительной системы); насос магнитного потока, осуществляющий периодические изменения магнитного потока в замкнутой цепи, и др.

Классификация. Устройства для напорного перемещения жидкостей разделяют на виды и разновидности по различным признакам, например по принципу действия и конструкции. Такой признак положен в основу классификации, представленной в Государственном стандарте СССР (ГОСТ 17389-72).

сос можно также условно разделить на 2 группы: насосы-машины, приводимые в действие от двигателей, и насосы-аппараты, которые действуют за счёт иных источников энергии и не имеют движущихся рабочих органов. насос-машины бывают лопастные (центробежные, осевые, вихревые), поршневые, роторные (шестерённые, коловратные, пластинчатые, винтовые и др.). К насос-аппаратам относятся струйные (жидкостно-жидкостные и газожидкостные), газлифты (в том числе эрлифты), вытеснители (в том числе паровые и газовые), гидравлические тараны, магнитогидродинамические насосы и др.

Насосы всех типоразмеров в СССР имеют условные обозначения (марки), состоящие обычно из букв и цифр.

Историческая справка. Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первый насос для тушения пожаров (рис. 1), который изобрёл древнегреческий механик Ктесибий, был описан в 1 в. до н. э. древнегреческим учёным Героном из Александрии в сочинении «Pneumatica», а затем М. Витрувием в труде «De Architectura». Простейшие деревянные насосы с проходным поршнем для подъёма воды из колодцев, вероятно, применялись ещё раньше. До начала 18 в. поршневые насосы по сравнению с водоподъёмными машинами использовались редко. В дальнейшем в связи с ростом потребностей в воде и необходимостью увеличения высоты её подачи, особенно после появления паровой машины, насос постепенно стали вытеснять водоподъёмные машины. Требования к насосам и условия их применения становились всё более разнообразными, поэтому наряду с поршневыми насосами стали создавать вращательные насосы, а также различные устройства для напорной подачи жидкостей. Т. о., исторически наметились три направления их дальнейшего развития: создание поршневых насосов, вращательных насосов и гидравлических устройств без движущихся рабочих органов.

Подъём в развитии поршневых насосов наблюдался в конце 18 в., когда для их изготовления стали применять металл и использовать привод от паровой машины. С середины 19 в. начали широко внедряться в производство паровые прямодействующие поршневые насосы. К этому периоду относится создание крыльчатых насосов, прообразом которых является поршневой насос с кольцевым цилиндром, описанный французским инженером А. Рамелли в 1588 («Le diverse et articiose machine»). Развитие теории поршневых насосов тесно связано с работами отечественных учёных и инженеров (К. Бах, Г. Берг, А. П. Герман, В. Г. Шухов, П. К. Худяков, И. И. Куколевский, А. А. Бурдаков и др.). Достижения в области поршневых насосов были широко использованы также при создании поршневых компрессоров, гидравлических прессов и др. устройств, но сами поршневые насосы начиная с 20-30-х гг. 20 в. стали заметно вытесняться из ряда областей центробежными, роторными и др.

Другой путь развития насоса начался с изобретения так называемых вращающихся насосов, имевших по одному ротору, которые также были описаны Рамелли. Еасос с эксцентрическим ротором является прототипом современных шиберных насосов. В 1624 И. Лейрехон в книге «La rеcrеation mathеmatiqae» описал двухроторный коловратный насос, который можно рассматривать как прообраз современных зубчатых насосов. В дальнейшем появились и др. разновидности роторных насосов, представителем которых является, например, лабиринтный насос, созданный уже в 50-е гг. 20 в. Первый вихревой насос, названный центробежным самовсасывающим, был предложен в 1920 в Германии инженером С. Хиншем, затем появились и др. разновидности.

Идея использования центробежной силы для подачи жидкостей возникла в 15 в. ещё у Леонардо да Винчи и, по-видимому, независимо от него была реализована в начале 17 в. французским инженером Бланкано, построившим простейший центробежный насос для подачи воды, рабочим органом которого служило открытое вращающееся колесо. Один из первых центробежных насос со спиральным корпусом и четырёхлопастным рабочим колесом был предложен французским учёным Д. Папеном, который усовершенствовал конструкцию ранее известной воздуходувки «Hessians». В конце 19 в., когда появились быстроходные тепловые, а затем электрические двигатели, центробежные насосы получили более широкое применение. В 1838 русский инженер А. А. Саблуков на основе созданного им ранее вентилятора построил одноступенчатый центробежный насос, в 1846 американский инженер Джонсон предложил многоступенчатый горизонтальный насос, в 1851 аналогичный насос был создан в Великобритании по патенту Гуинна (насос Гуинна), в 1899 русский инженер В. А. Пушечников разработал вертикальный многоступенчатый насос для буровых скважин глубиной до 250 м. Этот насос, построенный в Париже на заводе Фарко (насос Фарко), предназначался для водоснабжения Москвы, имел подачу 200 м3/ч, кпд до 70%. В России первые центробежные насосы начали изготовлять в 1880 на заводе Г. Листа в Москве.

Развитие осевых насосов основывалось на опыте аналогичных им гидротурбин. Проектирование и исследование осевых (пропеллерных и поворотно-лопастных) насосов относится к концу 19 – началу 20 вв. В СССР эти насосы разрабатываются начиная с 1932 на заводе «Борец» (под руководством М. Г. Кочнева), во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидромашиностроения (С. С. Руднев и др.), в харьковском институте «Промэнергетика» (Г. Ф. Проскура и др.), а с 1934 на опытной установке в г. Дмитрове (под руководством И. насос Вознесенского). Большую роль в создании теории и совершенствовании конструкции центробежных и осевых насосов сыграли труды Л. Эйлера, О. Рейнольдса, насос Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, К. Пфлайдерера и др. учёных.

Третье направление развития устройств для напорной подачи жидкостей объединяет несколько путей создания и совершенствования насос-аппаратов. Прототипы вытеснителей, согласно свидетельству Герона, изготовлялись уже в Древней Греции (устройства для вытеснения из сосуда воды подогретым воздухом или водяным паром). Первым вытеснителем производственного назначения была предложенная в 1698 английским инженером Т. Севери паровая водоотливная установка. Это устройство можно считать прототипом изобретённого в Германии в 1871 Халлем пульсометра, имевшего 2 камеры и действовавшего автоматически.

Идея использования сжатого воздуха для подачи воды высказывалась в 1707 Папеном и др. инженерами, но практически была применена значительно позже (в 20 в.) – в монжусе и в двухкамерном водоподъёмнике вытеснения для водяных скважин (конструкция инженера В. П. Савотина, СССР). Подача воды под действием давления продуктов сгорания жидкого топлива была осуществлена в Великобритании в 1911 насосом Л. Гемфри (см. в ст. Вытеснитель).

Принципиально иной способ подачи воды или нефти из скважин с помощью сжатого воздуха или др. газа был применен в газлифтах, которые были предложены в середине 19 в., а позднее нашли и практическое применение (с 1897 в России на нефтепромыслах в Баку, с 1901 в США).

С изобретением Монгольфье в 1796 автоматически действующего гидравлического тарана наметился ещё один путь развития устройств для напорной подачи жидкости, принцип действия которых был основан на использовании для подачи воды периодически создаваемых гидравлических ударов. В дальнейшем были предложены различные конструкции гидравлических таранов. В СССР нашли распространение установки инженера Д. И. Трембовельского (1927) и др.

Одной из разновидностей насос-аппаратов явился водоструйный насос, который как лабораторный прибор был предложен английским учёным Д.

мпсоном в 1852 и служил для отсасывания воды и воздуха. Первый промышленный образец струйного аппарата применил инженер Нагель в 1866 (предположительно в Германии) для удаления воды из шахт. Позднее созданы различные струйные насосы в виде водо-водяных эжекторов, паро-водяных инжекторов и многие др. Основы теории струйных насосов были заложены в работах Г. Цейнера и У. Ранкина во 2-й половине 19 в. и получили существенное развитие в 30-х гг. 20 в. благодаря исследованиям американских инженеров О’Брайена и Гослина и советских специалистов Л. Д. Бермана, К. К. Баулина, А. насос Ложкина, Е. Я. Соколова, насос М. Зингера и др. Позднее предложен гидропневматический водоподъёмник для скважин (В. П. Сироткин, Я. С. Суреньянц), в конструкции которого объединены струйный насос и эрлифт. Одним из направлений развития насос-аппаратов является создание магнитогидродинамических насосов. Первые такие насосы на постоянном токе были предложены Голденом (1907) и Гартманом (1919) и насосы на переменном токе – Чаббом (1915). Однако широко их стали применять в СССР и за рубежом только в 50-60-е гг. 20 в., главным образом в связи с успехами атомной энергетики. Т. о., техника подъёма и перемещения вначале только воды, а затем нефти и др. жидкостей в каждую эпоху в основном соответствовала уровню развития производительных сил и производственных отношений.

Основные типы современных насосов.
Центробежные насосы являются наиболее распространёнными и предназначаются для подачи холодной или горячей (t° > 60°C) воды, вязких или агрессивных жидкостей (кислот и щелочей), сточных вод, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом, раздробленным каменным углём и т.п.

действие основано на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса тем частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влиянием возникающей при этом центробежной силы Р частицы подаваемой среды из рабочего колеса перемещаются в корпус насоса и далее, а на их место под действием давления воздуха поступают новые частицы, обеспечивая непрерывную работу насоса

Рабочие колёса насоса могут быть не только с односторонним подводом жидкости, но и с двухсторонним, что позволяет почти полностью уравнивать давление жидкости на внешние боковые поверхности колеса. Одной из важных практических характеристик рабочих колёс центробежных и некоторых др. насосов является коэффициент быстроходности ns – число оборотов в 1 мин такого рабочего колеса, которое геометрически подобно рассматриваемому и при подаче Q = 75 л/сек развивает напор Н = 1 м. Классификация рабочих колёс центробежных насосов по быстроходности представлена в табл. 1, в которой каждый тип колеса характеризуется отношением внешнего диаметра Dвн к диаметру его входного отверстия Doтв.

Значения ns < 50 имеют вихревые насосы, а область ns = 400-1500 об/мин соответствует осевым, а также диагональным насосам, занимающим промежуточное положение между центробежными и осевыми насосами.

Для создания больших напоров применяют многоступенчатые насосы, в которых жидкость проходит последовательно несколько рабочих колёс, получая от каждого из них соответствующую энергию. Важнейшей особенностью центробежных насосов является непосредственная зависимость напора, а также мощности, кпд и допустимой высоты всасывания от подачи, которая для каждого типа насос выражается соответствующими графиками, называемыми характеристиками. Кпд центробежного насоса при определенном режиме его работы достигает максимального значения, а затем с увеличением подачи снижается. Крупнейшие центробежные насосы отечественного производства могут обеспечить подачу воды до 65 000 м3/ч при напоре 18,5 м, потребляя мощность 7,5 Мвт, максимальный кпд равен 88-92%. В США для насосной станции Гранд-Кули создан вертикальный одноступенчатый центробежный насос с подачей 138 000 м3/ч и напором 95 м при мощности 48 Мвт.

Осевые насосы предназначаются главным образом для подачи больших объёмов жидкостей. Их работа обусловлена передачей той энергии, которую получает жидкость при силовом воздействии на неё лобовой поверхности вращающихся лопастей рабочего колеса. Частицы подаваемой жидкости при этом имеют криволинейные траектории, но, пройдя через выправляющий аппарат, начинают перемещаться от входа в насос до выхода из него, в основном вдоль его оси (откуда и название).

Существуют 2 основных разновидности осевых насос: жестколопастные с лопастями, закрепленными неподвижно на втулке рабочего колеса, называемые пропеллерными, и поворотно-лопастные, оборудованные механизмом для изменения угла наклона лопастей. Насосы обеих разновидностей строят обычно одноступенчатыми, реже двухступенчатыми.

Изменением наклона лопастей рабочего колеса достигается регулирование подачи с поддержанием кпд на высоком уровне в широких пределах. Рабочие колёса осевого насоса имеют очень высокий коэффициент быстроходности (ns от 500 до 1500 об/мин). При малых подачах характеристики Н – Q и N – Q круто снижаются. Максимальные значения Н и N соответствуют режиму холостого хода. Крупнейший отечественный осевой поворотно-лопастной насос рассчитан на Q = (45?50)?103 м3/ч при H от 13 до 10 м, N = 2 Мвт и 11 = 86%. Марка этого насос: ОП2-185. где ОП – осевой поворотно-лопастной, 2 – тип рабочего колеса и 185 – диаметр рабочего колеса (по концам лопастей, в см).

Вихревые насосы обладают хорошей способностью самовсасывания, т. е. возможностью начинать действие без предварительного заполнения всасывающей трубы подаваемой средой, если она имеется в корпусе насоса. Благодаря этому они применяются для подачи легкоиспаряющихся или насыщенных газами капельных жидкостей и в комбинации с центробежными насосами. Существуют 2 разновидности вихревых насосов: закрытого и открытого типа. В вихревом насосе закрытого типа частицы жидкости из ячеек, расположенных по периферии рабочего колеса, под влиянием центробежных сил будут переходить в канал корпуса насоса и затем, передав часть своей кинетической энергии находящейся там среде, возвратятся в др. ячейки. Совершая винтообразное вихревое перемещение, каждая частица за время её нахождения в насосе несколько раз побывает в ячейках ротора и получит от него определенную энергию. В результате такого многоступенчатого действия вихревые насосы по сравнению с такими же (по размерам и скорости вращения) центробежными насосами развивают в 3-7 раз больший напор, но работают с более низким (в 2-3 раза) кпд. В вихревых насосах открытого типа жидкость подводится вблизи вала насоса, проходит между лопатками рабочего колеса и отводится к выходному отверстию в корпусе из открытого (без перемычки) периферийного канала. В зарубежной литературе вихревые насосы называются фрикционными, регенеративными, турбулентными, самовсасывающими и др.

Поршневые насосы отличаются большим разнообразием конструкций и широтой применения. Действие поршневых насосов состоит из чередующихся процессов всасывания и нагнетания, которые осуществляются в цилиндре насоса при соответствующем направлении движения рабочего органа – поршня или плунжера. Эти процессы происходят в одном и том же объёме, но в различные моменты времени. По способу сообщения рабочему органу поступательно-возвратного движения насосы разделяют на приводные (обычно с коленчатым валом и шатунным механизмом) и прямодействующие. Чтобы периодически соединять рабочий объём то со стороной всасывания, то со стороной нагнетания, в насос предусмотрены всасывающий и нагнетательные клапаны. Во время работы насоса жидкость получает главным образом потенциальную энергию, пропорциональную давлению её нагнетания. Неравномерность подачи, связанная с изменением во времени скорости движения поршня или плунжера, уменьшается с увеличением кратности действия насоса и может быть почти полностью устранена применением воздушно-гидравлического компенсатора. Поршневые насосы классифицируют на горизонтальные и вертикальные, одинарного и многократного действия, одно- и многоцилиндровые, а также по быстроходности, роду подаваемой жидкости и др. признакам. По сравнению с центробежными насосами поршневые имеют более сложную конструкцию, отличаются тихоходностью, а следовательно, и большими габаритами, а также массой на единицу совершаемой работы. Но они обладают сравнительно высоким кпд и независимостью (в принципе) подачи от напора, что позволяет использовать их в качестве дозировочных. Поршневые насосы могут создавать при нагнетании жидкости давления порядка 100 Мн/м2 (1000 кгс/см2) и более.

Роторные насосы получили распространение главным образом для осуществления небольших подач жидкости. По особенностям конструкции рабочих органов роторные насосы можно подразделить на зубчатые (в том числе шестерённые), винтовые, шиберные, коловратные, аксиально- и радиально-поршневые, лабиринтные и др. Каждый из них имеет свои разновидности, но объединяющий их признак – общность принципа действия, в основном аналогичного действию поршневых насос Роторные насосы отличаются отсутствием всасывающего и нагнетательного клапанов, что является их большим преимуществом и упрощает конструкцию.

Зубчатый насос с внешним зацеплением двух шестерён – наиболее распространённый – всасывает жидкость при выходе зубьев одного колеса из впадин другого и нагнетает её при входе зубьев одной шестерни в зацепление с другой. Зубчатые насосы снабжаются предохранительным клапаном, который при достижении максимально допустимого давления перепускает жидкость со стороны нагнетания на сторону всасывания. Зубчатые насосы используют для подачи нефтепродуктов и др. жидкостей без абразивных примесей.

Шиберный пластинчатый насос действует в результате изменения рабочих объёмов, заключённых между соседними пластинами и соответствующими участками поверхностей ротора и корпуса насос В левой части насос при вращении по часовой стрелке эксцентрично расположенного ротора этот объём увеличивается, из-за чего давление в нём понижается и создаётся возможность для всасывания жидкости. В другой части насоса при вращении ротора межлопаточные пространства уменьшаются, что обеспечивает нагнетание подаваемой среды. Эти насосы бывают одинарными и сдвоенными. Они предназначены для нагнетания чистых не очень вязких минеральных масел до давления 6 Мн/м2 (60 кгс/см2) и более и применяются в системах гидропривода и др. устройствах.

Струйные насосы из числа насос-аппаратов имеют наиболее широкую область применения и наибольшее разнообразие конструкций. Одним из них является водоструйный насос, действие которого состоит в основном из трёх процессов – преобразования потенциальной энергии рабочей жидкости в кинетическую (в коническом сходящемся насадке), обмена количеством движения между частицами рабочей жидкости и подаваемой среды (в камере смешения), а также перехода кинетической энергии смеси рабочей и транспортируемой жидкостей в потенциальную (в диффузоре). Благодаря этому в камере смешения создаётся разрежение, что обеспечивает всасывание подаваемой среды. Затем давление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повышается в результате снижения скорости движения, что делает возможным нагнетание. Струйные насосы просты по устройству, надёжны и долговечны в эксплуатации, но их кпд не превышает 30%.

Области применения. Особенности конструкции и принцип действия различных насос определяют диапазоны подачи и напора, в пределах которых целесообразно применять насос того или иного типа. Использование трёх основных типов насосов характеризуется данными.

Рассматривая области применения устройств для напорной подачи жидкостей, следует также иметь в виду, что ещё в 19 в., особенно в Великобритании, насосы использовались (до внедрения электропривода) как генераторы гидравлической энергии. Эта энергия от центральных энергетических установок (с поршневыми насос и паровыми машинами) по специальным водопроводам высокого давления передавалась на промышленные предприятия к потребителям. С начала 20 в. стали применять центробежные и роторные насосы в качестве генераторов гидравлической энергии в гидравлических передачах и системах гидропривода машин, в которых наряду с гидравлическими двигателями они являются основным элементом.

Источник: http://www.rubricon.com

Источник: www.promcomplex.ru

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.

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

  

  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.

    

  • 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.

• 

  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.
    
    
  • 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.
    

    

    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

    Водоочистные сооружения

    Энергетика

    Нефтяная и газовая промышленность

    Химическая промышленность

    Целлюлозно-бумажная промышленность

    Горнодобывающая промышленность

    Пищевая

    Фармацевтическая

Основные производители

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

Водоснабжение, водоотведение, водоочистка

• Grundfos : grundfos.com
• Wilo :wilo.ru
• Группа компаний Xylem. Насосы Lowara, Goulds, Flygt, Vogel и.т.д : http://xylem.ru
• KSB: https://www.ksb.com/ksb-ru/
• Pentair : www.pentair.com
• Ebara : http://www.ebaraeurope.ru/
• Caprari : www.caprari.it

Нефтехимическая отрасль

• Flowserve www.flowserve.com
• ITT www.itt.com/
• Sulzer www.sulzer.com
• Hermetic Pumpen www.hermetic-pumpen.com
• Kirloskar pumps www.kirloskarpumps.com/
• Ruhrpumpen www.ruhrpumpen.com

Химическая промышленность

• Munsch munsch.de/
• Pompe Travaini www.pompetravaini.it/
• Someflu pump www.someflu.com/
• Rutschi Gruppe www.grupperutschi.com

Горнодобывающая отрасль

• Warman . Группа компания Weir mineral https://www.global.weir/brands/
• Krebs . Группа компаний flsSmidt http://www.flsmidth.com/en-US/Krebs
• Habermann pumpen www.aurumpumpen.de/ru/

 

 

 

Источник: RuPumps.com

Что такое насос

Насос – это механическое устройство для подачи/перекачки некоего текучего вещества, например, жидкости или газа, из более низкой в более высокую точку или из зоны низкого в зону высокого давления, т.е. туда, куда это вещество не может прийти самотеком.

Чаще всего насосы представляют собой гидравлические машины для обеспечения движения жидкостей под напором. Преобразуя механическую энергию приводного двигателя в механическую энергию движения жидкости, насосы способны:

• поднять жидкость на определенную высоту,
• подать ее на требуемое расстояние в горизонтальном направлении,
• заставит циркулировать жидкость в какой-либо замкнутой системе.

Типы насосов

Существует множество типов насосов, которые различаются по своим техническим характеристикам и целевому назначению. К основным техническим характеристикам насосов относятся:

• коэффициент полезного действия,
• мощность насоса (полезная мощность насоса),
• производительность или объем перекачиваемой за единицу времени жидкости,
• максимальный напор исходящей жидкости,
• создаваемое давление насоса.

По целевому назначению бытовые насосы делятся на:

• насосы для чистой воды,
• насосы для грязной воды, в том числе, канализационных стоков.

Насосы для чистой воды, главным образом, используются для обеспечения работы системы водоснабжения, а также для бассейна. Под чистой водой понимается та, что имеет содержание твердых примесей менее 150 г/куб. м.

Другие публикации TopClimat.ru по теме
	Что такое насосная станция
	Скважинный насос – верный помощник каждого дачника

Насосы для загрязненной воды имеют более широкое применение. К ним относятся дренажные насосы, фекальные и канализационные, фонтанные и поливочные насосы. Они, в свою очередь, делятся на агрегаты, работающие с жидкостью средней степени загрязнения (содержание в воде твердых примесей – менее 200 г/куб. м) и агрегаты, работающие с жидкостью высокой степени загрязнения (содержание в воде твердых примесей – более 200 г/куб. м).

Не следует применять агрегаты первого типа для перекачки сильно загрязненных жидкостей – нарушение условий эксплуатации неизбежно приведет к быстрому износу механических деталей насоса и выходу его из строя. С другой стороны, нет смысла переплачивать за дорогой насос, рассчитанный на сильное загрязнение, если вы используете его для более чистой воды.

Но самостоятельно оценить степень чистоты воды очень сложно. Чаще всего это делается визуально – по количеству осадка и плавающим твердым частицам. Насколько надежен такой метод – судить только вам.

Погружные, поверхностные и циркуляционные насосы

Помимо приведенной выше классификации, бытовые насосы можно разделить по месту их установки на:

• погружные насосы,
• поверхностные насосы,
• циркуляционные насосы.

Погружные насосы или насосы погружного типа, как уже явствует из названия, размещаются непосредственно в жидкости, с которой работают. Корпус такого насоса должен быть полностью либо частично погружен в воду. Если насос полностью «утоплен», он закрепляется под водой с помощью страховочного каната на определенной глубине (обычно это 0,5–1 метр от поверхности дна).

Поверхностные насосы устанавливаются на некотором расстоянии от источника жидкости, чаще всего в подсобном помещении, и сообщаются с ним посредством трубопровода или шланга.

Погружные и поверхностные насосы относятся к внешнему насосному оборудованию.

Циркуляционные насосы являются внутренними устройствами, монтируются как часть системы водоснабжения или отопления и способствуют циркуляции жидкости в них. Существуют также насосы для поднятия давления в системе, которые тоже относятся к числу внутренних.

Электронасосы и жидкотопливные насосы

Важно выбрать насос не только по целевому назначению или техническим характеристикам, но и по типу питания. Существуют условия, когда электроэнергия по каким-либо причинам дорога или вообще недоступна, а насос подключить надо. В этом случае можно применить насос, работающий на жидком топливе.

Существуют:

• электрические насосы,
• бензиновые насосы,
• дизельные насосы.

Как правило, самым экономичным является вариант с установкой дизельного насоса. Но этот вариант не лишен недостатков: придется заботиться о своевременной заливке топлива, кроме того, дизельный насос сильно шумит при работе. Бензиновый шумит тише дизельного, но стоимость бензина выше. Электрический насос наиболее универсален, поэтому и наиболее широко распространен.

Насосы для чистой воды

В быту насосы для чистой воды выполняют две основные функции: подают воду из источника в систему водоснабжения дома и обеспечивают ее циркуляцию в этой системе.

Насосы для подачи воды

Забор чистой воды может производиться из скважины, колодца, резервуара, открытого водоема. Правда, в последнем случае вам понадобится дополнительно потратиться на станцию очистки воды. Можно качать чистую воду как погружными, так и поверхностными насосами. Оба типа неплохо справляются со своими обязанностями, но каждый имеет свои особенности, которые следует знать.

Поверхностные насосы

Имеют наиболее простое устройство и невысокую стоимость. Как правило, поверхностные насосы бывают двух основных типов: центробежные и вихревые. Насосы центробежного типа наиболее распространены. Они легко ремонтируются, просты в эксплуатации и обслуживании. Насосы вихревого типа дороже, дают больший напор, чем центробежные, но их производительность и КПД меньше. Поэтому, если вам требуется большой расход воды, лучше выбрать центробежный насос. А если критичен именно напор – то лучше взять вихревой насос.

Есть и еще одна деталь, которую необходимо учитывать при выборе любого насоса – это так называемое самовсасывание. Самовсасывание – это способность насоса начинать работу сразу, без предварительного залива внутрь него жидкости. Так вот, в отличие от вихревых, центробежные насосы не обладают самовсасыванием, т.е. перед началом работы их требуется залить водой. Заполнение насоса, как правило, осуществляется при помощи ручной помпы. Самовсасывающий насос, конечно, удобнее в эксплуатации.

Поверхностные насосы охлаждаются с помощью воздуха, т.е. не требуют дополнительное охлаждение, как некоторые типы погружных. Их можно разместить как рядом с источником влаги колодца или скважины, так на некотором удалении от него. В общем плюсов у них много, но есть и ряд существенных минусов.

Во-первых, поверхностные насосы в зимнее время требуется защищать от холода, поэтому чаще всего их использование носит сезонный характер. Во-вторых, они способны поднять воду с глубины не более 8-9 метров. Если ваши колодец или скважина глубже, то вам придется или отказаться от поверхностного насоса в пользу погружного, либо купить специальное устройство к погружному насосу под названием эжектор.

Эжектор – относительно простое устройство, позволяющее увеличить глубину забора воды поверхностным насосом до 20 и даже 40 метров. Нужно знать, что жидкость в эжектор поступает не из скважины или колодца, а из насоса, что усложняет общую конструкцию насоса. Некоторые насосы имеют встроенный эжектор, который однако менее эффективен, чем внешний.

Есть специальные переносные модели поверхностных насосов для откачки воды из бассейна.

Погружные насосы

В отличие от поверхностных, погружные насосы могут эксплуатироваться круглый год. Они способны «достать» воду даже с глубины 70-80 метров. Работают эти насосы, как правило, бесшумно, т.к. погружены в воду. Все погружные насосы можно отнести к двум большим категориям: скважинные насосы и колодезные насосы.

Уже по названию понятно, что скважинные насосы предназначены, чтобы добыть воду из скважин и поэтому имеют небольшой диаметр: обычно 3 или 4 дюйма. Колодезные насосы более универсальны, их диаметр может быть довольно большим.

Кроме этого, погружные насосы бывают четырех основных типов:

• центробежные,
• винтовые,
• вихревые,
• вибрационные.

Если первые три типа принципиально схожи между собой, то вибрационные погружные насосы имеют ряд серьезных отличий. Во-первых, насосы такого типа имеют меньшие производительность и КПД, производят больше шума при работе, а главное – могут «достать» воду с глубины не более 40 м. И самое главное, вибрационные насосы – это временное решение для дома. Дело в том, что вибрация, которую создают этот насос во время работы, негативно влияет на состояние скважины, в которую его помещают. Поэтому скважина со временем неизбежно будет разрушаться, а качество воды, подаваемое насосом, соответственно, станет все хуже и хуже. В чем же привлекательность вибрационных насосов? Все просто – они наиболее дешевы.

Кстати, многие обладатели вибрационных насосов не замечают их недостатки и уверяют, что они могут «раскачать» скважину, прочистить ее и успешно справиться с главной задачей – обеспечением водой дома.

Центробежные, винтовые и вихревые погружные насосы способны работать долго и качественно. Чтобы повысить срок их службы, лучше выбирать модели, имеющие специальный контур охлаждения. Правда, наличие такой опции сразу приведет к существенному подъему цены на это оборудование.

Продляет срок службы и специальный поплавковый выключатель, которым оборудованы некоторые модели насосов. Если уровень жидкости ниже критической отметки, т.е. вода в колодце закончилась, то выключатель срабатывает и насос автоматически прекращает свою работу. Таким образом, устройство не работает «посуху», а «сухой» режим очень опасен для насоса. Обычно поплавковые выключатели имеют погружные насосы для колодцев, а не для скважин. Хотя поплавковыми выключателями оснащены и другие типы насосов, например, дренажные.

В принципе, для обычного пользователя особой разницы между центробежным, винтовым или вихревым погружным насосом нет. Небольшая подсказка. Для высокодебетовых скважин (1500 л/ч и более) лучше подойдут центробежные, а для низкодебетовых (менее 1000 л/ч) – вихревые или винтовые. Винтовые насосы способны перекачивать жидкости, содержащие твердые частицы (кроме абразивных) без ущерба для своей производительности.

Существуют и полупогружные насосы для чистой воды, но они менее распространены.

Циркуляционные насосы

Циркуляционные насосы «отвечают» за то, чтобы вода в трубах системы водоснабжения, канализации или отопления двигалась, а не стояла на месте, т.е. циркулировала. Иными словами, обеспечивают ток жидкости.

Циркуляционные насосы применяются для перекачки как чистой, так и грязной воды. Разумеется, модели, используемые для обеспечения циркуляции сточных вод несколько отличаются от тех, что устанавливаются в системе питьевого водоснабжения, но в целом конструкция их схожа. Поэтому не будем отдельно рассматривать циркуляционные насосы для грязной и чистой воды и поговорим об особенностях данного типа насосов в этом разделе.

Циркуляционные насосы как правило относятся к роторному типу. Этот тип отличается высоким КПД, низким уровнем шума при работе и малыми вибрациями. Существуют две основные разновидности роторных насосов, которые различаются по способу охлаждения ротора. Это:

• насосы с мокрым ротором,
• насосы с сухим ротором.

Последние имеют более сложную конструкцию, т.к. ротор такого насоса, в отличие от оборудования с мокрым ротором, расположен не в самой перекачиваемой жидкости, которая естественным образом охлаждает ротор. Для насосов с сухим ротором охлаждение происходит за счет окружающей среды, в основном за счет воздуха.

Важно знать, что насосы с мокрым ротором имеют меньшие размеры, чем насосы с сухим ротором, их легче устанавливать. Если для вас габариты насоса критичны, этот фактор может оказаться решающим при выборе. Они дешевле и меньше шумят, зато имеют значительно меньшие КПД и производительность. Кроме того, насосы с сухим ротором могут применяться даже в условиях агрессивных жидкостей.

Насосы для грязной воды

Насосы для грязной воды решают больше задач, чем их собратья по цеху, предназначенные для чистой воды. Они перекачивают сточные воды, откачивают воду из подвала или котлована, подают влагу для полива и даже заставляют работать фонтаны. Конструкция насосов для грязной воды позволяет им без особого ущерба для своей конструкции справляться с водой, в которой содержится большое количество различных примесей: песка, травы, глины, ила, фекалий и другого мелкого мусора. В данной статье мы рассмотрим три основных типа насосов для грязной воды:

• дренажные,
• фекальные,
• фонтанные.

Дренажные насосы

Эти насосы незаменимы, когда нужно избавиться от большого количества грязной воды, которая скопилась в одном месте. Такая вода представляет собой не только загрязненную, но и химически агрессивную жидкость. Как и насосы для чистой воды, дренажные насосы бывают погружными, полупогружными и поверхностными. А по типу – центробежными или винтовыми. И также чаще всего их оснащают поплавковыми выключателями.

Помимо поплавкового выключателя дренажный насос всегда имеет специальный входной фильтр, предотвращающий попадание крупного мусора внутрь устройства. В паспорте насоса указывается предельная величина твердых частиц, с которыми он может справиться. Лучше, чтобы в рабочей жидкости не встречались частицы крупнее.

Но при выборе дренажного насоса следует обратить внимание не только на «калибр» частиц загрязнения, но и на расположение всасывающего клапана. В зависимости от этого расположения различают:

• насосы с всасывающим клапаном в дне корпуса,
• насосы с всасывающим клапаном сверху.

Насосы с верхним клапаном отличаются большим сроком службы, т.к. снижается риск попадания внутрь устройства крупного мусора. Зато производительность «донного» варианта заметно выше. Чтобы уберечь насосы с всасывающим клапаном в дне корпуса от забивания мусором их устанавливают на специальные подставки.

Фекальные насосы

Фекальные или канализационные насосы, главным образом, нужны для обеспечения работы автономной канализации дома. Конструктивно они очень похожи на дренажные и отличаются от них наличием специальных ножей, которые измельчают органические остатки и даже пластик перед попаданием в рабочую камеру насоса. Также они изготавливаются из материалов, с повышенной устойчивостью к температуре и агрессивной среде.

Существуют модели фекальных насосов с охлаждением самой перекачиваемой жидкостью и имеющие специальный охлаждающий контур. Разумеется, последние более надежны, но и имеют более высокую цену.

В отличие от насосов для чистой воды, среди фекальных некоторой популярностью пользуются полупогружные насосы. У них в жидкость погружена только сама насосная камера, а верхняя часть, где расположен двигатель, находится на специальном поплавке, который может долгое время выдерживать воздействие агрессивной среды. Такие насосы отличается невысокой ценой, их удобно монтировать, но работают они только с жидкостями, где размер частиц загрязнения не превышает 1,5 см, т.к. ножами они не оборудованы.

Фонтанные насосы

Фонтанные насосы позволяет обустроить на участке настоящий фонтан. Как правило, вместе с фонтанным насосом продается комплект телескопических насадок, с помощью которых можно создавать фонтанную струю разной высоты и геометрической формы. Существуют поверхностные и погружные фонтанные насосы.

Кстати, фонтан на участке не только радует глаз, но и способствует насыщению воды кислородом, что предотвращает ее цветение, заиливание и упрощает уход за водоемом.

Основные технические характеристики насосов

Производительность – определяет, какой объем жидкости насос способен перекачать за единицу времени. Измеряется в кубометрах/литрах в секунду/час.

Напор – величина, характеризующая способность насоса подать воду к точке водоразбора, т.е. туда, где ею будут пользоваться. Измеряется в метрах.

Мощность. Существует в двух ипостасях: потребляемая или мощность двигателя насоса и полезная мощность. Потребляемая мощность мало заботит потребителя. Гораздо важнее для него полезная мощность насоса, которая характеризует его способность по перекачке определенного количества жидкости. Измеряется в ваттах или киловаттах.

КПД показывает, как связаны между собой потребляемая и полезная мощности и таким образом, характеризует эффективность работы насоса. Чем совершеннее конструкция насоса, тем меньше потери мощности и, соответственно, тем выше КПД.

Существует еще и ряд потребительских качеств, которые имеют второстепенное значение, но важны с точки зрения удобства пользования и комфорта окружающих. А также тех, которые присущи лишь некоторым типам оборудования. К их числу относятся:

• уровень шума работающего насоса,
• коррозионная стойкость частей, соприкасающихся с водой,
• герметичность насоса,
• диаметр устройства,
• материал, из которого изготовлен корпус,
• является или нет насос самовсасывающим.

Чтобы оценить требуемую производительность насоса, можно грубо прикинуть водоразбор в доме. Скажем, чтобы принять ванну нужна производительность на уровне 300 л/ч; для умывальника достаточно 60 л/ч; для кухни потребуется порядка 500 л/ч; для туалета, в среднем, около 80 л/ч. А для бани нужно уже примерно 1000 л/ч влаги.

Чтобы оценить требуемый напор, нужно определить, на какое расстояние насос должен доставить воду от точки водозабора до дома. К полученной цифре стоит добавить 20%, которые нужны, чтобы учесть трение жидкости, проходящей по шлангу или трубопроводу.

Расчет мощности насоса лучше оставить специалистам. А с КПД все понятно – чем больше, тем лучше.

 

Источник: TopClimat.ru

Источник: www.TopClimat.ru