Насосы: история и принцип работы разных типов насосных агрегатов

Общие сведения

Чтобы понять принцип работы насоса и почему он устроен именно так, а не иначе, для начала надо определить, что такое автономное водоснабжение. Это сложная система с различным действием в зависимости от типа изделия. Она состоит из множества элементов и обеспечивает подачу воды под давлением. Ключевым элементом этой системы считается насос, разновидностей которого бесчисленное множество. Есть погружаемый, поверхностный. Из производителей преобладают:

• Китай;
• Россия;
• страны Европы.

Но эффективная работа обеспечивается, только если оборудование будет в комплекте с аккумулятором и автоматикой.

Насос всасывает воду из источника, например, колодца, набирает ее в специальную емкость, а потом подает ее под напором потребителю. Основная разница между насосами в характеристиках и габаритных данных. Важно подобрать это оборудование правильно, чтобы водоснабжение было обеспечено на должном уровне.

Как работает помпа

Помпа работает как обычный центробежный водяной насос, но имеет несколько отличий.

Существуют очень компактные водяные насосы, однако они не мощные

Это:

• Создает циркуляцию жидкостей;
• Имеет каналы для отвода и привода жидкостей.

Более мощные насосы имеют несколько колес и называются многоступенчатыми. В насосы, служащие для перекачки каучука либо иных густых материалов, устанавливают керамические роторы.

Кроме бытовых нужд, водяной насос или водяная помпа играет важную роль в работе двигателя автомобилей, обеспечивая охлаждение двигателей внутреннего сгорания. Она обеспечивает принудительное равномерное циркулирование охлаждающей жидкости по охлаждающей системе двигателя: от радиатора до расширительного бачка.

О подаче воды и ее напоре

Собираясь выбирать жидкостный насос, необходимо смотреть на его параметры. Все характеристики важны, но одно из ключевых — скорость подачи воды. Надо подсчитать, сколько кубометров воды владелец дома тратит в час, чтобы узнать, какой вариант подойдет.

Следующая, не менее важная характеристика — напор. Он указывает на то, с какой силой агрегат будет подавать воду. Этот параметр подсчитывают в соответствии с тем, насколько далеко расположен источник воды от дома. Напор теряется под влиянием высоты и развилок в трубопроводе, поэтому лучше при подсчетах предусмотреть небольшой запас.

В случае поиска модели для использования дома границы выбора сужаются. Существуют насосы глубинного и поверхностного типов. Первые используются для колодцев глубиной менее 10 метров. Их закрепляют на специальной платформе.

Вторые подходят для применения в скважинах и колодцах, глубина которых превышает 10 метров. Важно, как насос управляется. Проще всего будет тому, чей выбор падет на автоматическое управление.

Обустройство системы водоснабжения

Если вы решили самостоятельно организовать домашний водопровод с использованием надежного водяного насоса, убедитесь в правильности выполнения подключения.

1. Сначала необходимо подсоединить шланг к насосу и опустить погружное оборудование в скважину. Если вы выбрали поверхностную модель, то закрепите всасывающую трубу и опустите ее в резервуар.
2. После этого следует подготовить траншею. Ее глубина не должна превышать уровень промерзания грунта. Здесь укладывается водопроводная труба. Для ее фиксации с трубой насоса используется соответствующий адаптер. Для установки поверхностного насоса стоит отдать предпочтение кессону. Альтернативный вариант предполагает протягивание всасывающей трубы непосредственно в подвал дома, где установлено насосное оборудование.
3. Далее необходимо завести напорную линию в подвал. Здесь ее подключают к гидроаккумулятору. Подобное оборудование отвечает за поддержку постоянного давления и бесперебойного водоснабжения.

Для организации водопровода в частном доме необходимо использовать водяной насос, который погружают в скважину. Подобное оборудование представлено различными моделями, а значит, вы сможете подобрать агрегат с учетом личных предпочтений и особенностей местной воды.

Селезнёв Геннадий Антонович

Поверхностные и погружные виды

Поверхностный насос монтируют снаружи колодца. Со дна выводится труба и подходит к оборудованию, которое качает воду. Значительный плюс такой модели в том, что он прост в установке и в обслуживании. Благодаря этому в случае выхода его из строя не приходится прибегать к помощи специалистов.

Главные минусы этих насосов:

1. Малый запас мощности.
2. Применение вентилятора в качестве инструмента для охлаждения, тогда как погружные справляются с перегревом при помощи окружающей их воды.
3. Ограниченная функциональность.

Погружные модели подразделяются на ординарные и глубинные. Отличаются они максимальной глубиной погружения. Плюсы изделий погружного типа в простоте охлаждения и том, что они не замерзают зимой. Устройство водяного насоса такого типа, его ремонт и обслуживание довольно проблематичны, но частота, с которой приходится прибегать к их использованию, довольно низкая.

Что такое водяной насос помпа

От того какой принцип действия создания вакуумной камеры, насосы бывают разными.

А именно:

• Центробежные;
• Вибрационные;
• Вихревые.

Центробежный водяной насос перекачивает жидкость с помощью вращения рабочего колеса. Вращаясь, рабочее колесо создает центробежную силу, которая вытесняет потоки жидкости или воды на большие расстояния. Благодаря этому, давление в центре работающего рабочего колеса уменьшается, за счет чего происходит приток жидкости.

Чтобы водяной насос служил долго, его своевременно нужно обслуживать

Рабочей силой вибрационных водяных насосов является электромагнитный двигатель. Магнит под действием переменного тока притягивает и отпускает поршень, заставляя его менять свое положение десятки раз в секунду. Создающиеся вибрационные колебания способствуют всасыванию жидкости в рабочую камеру. После жидкость выталкивается в напорный патрубок через клапан. Вихревой насос имеет в корпусе плоский диск с радиально расположенными лопатками. Вакуум создается вращением ротора с периферическими лопатками.

Одной из разновидностей водяного насоса является водяная помпа. Водяная помпа представляет собой устройство, имеющее механический или электромеханический привод, который обеспечивает циркуляцию жидкости, забор воды из скважины или колодца.

Состоит помпа из:

• Корпуса;
• Крыльчатки;
• Вала;
• Сальника насосной камеры.

Водяные помпы также применяют для работы двигателей транспорта, на подлодках для работы балластных цистерн и корабельных доках для накачивания и откачивания воды.

Центробежные и вибрационные

Для домашнего пользования больше подходят центробежные насосы, схема работы которых проще и эффективнее. В его конструкции присутствует вал, на котором находятся лопасти. При этом вся сила напора концентрируется на краях лопастей. Но для использования этого оборудования необходимо ставить фильтр, потому что оно недостаточно хорошо реагирует на загрязнения и теряет из-за них мощность.

Хорошо зная назначение и устройство центробежного насоса для воды, можно выбрать подходящую модель. Вы можете уточнить наличие дополнительных компонентов в конструкции у продавца.

Вибрационные не теряют эффективности из-за некачественной и загрязненной песком водой, но постоянные вибрации приводят к заиливанию источника. В итоге производительность данных приборов меньше, чем у вихревых.

Рабочее колесо

Есть 3 вида рабочих колёс:

• открытые,
• полузакрытые
• закрытые

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

Открытое колесо

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

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

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

Полузакрытое колесо

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

Закрытое колесо

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

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

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

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

Кстати, прочтите эту статью тоже: ВСС на базе жидкостного эжектора

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

Вариант управления

Автоматические модели можно использовать в течение долгого срока без вмешательства со стороны использующего. У них имеется множество датчиков:

• давления;
• сухого хода;
• защиты от короткого замыкания.

При появлении угрозы короткого замыкания, засорения или любой другой, способной привести оборудование к поломке, цепь управления отключает насос.

Модели ручного типа используются совсем по-другому. Строение их тоже отличается от прочих видов. Ремонт такому агрегату требуется гораздо чаще. Поэтому для бытового использования больше подходит автоматическое управление. Пусть оно стоит дороже, но со временем этот выбор окупается.

Как правильно выбрать насос для дома

Какую еще разницу можно отметить для самовсасывающих насосов разных типов?

1. Центробежные агрегаты превосходят вихревые по своим габаритам и массе. При этом они работают намного тише и могут перекачивать через себя без страха поломки воду с достаточно крупными инородными включениями. Например, фекальные и дренажные насосы имеют именно такое строение. Вихревые агрегаты достаточно чувствительны, поэтому перед ними обязательно ставятся фильтрующие установки, очищающие воду.
2. Центробежные насосы считаются более надежным оборудованием. Срок их службы при регулярном обслуживании может составлять 20 лет и более. В ремонте они тоже достаточно просты – деталей продается много, все при желании можно сделать самому, если есть хотя бы базовые знания строения электромоторов.
3. Про расход электричества и КПД мы уже писали, повторяться не будем.

Компактный и легкий насос для полива огорода
Перед покупкой обязательно попросите паспорт изделия и ознакомьтесь с его рабочими характеристиками. Нас интересует следующее:

1. Первым делом смотрим на производительность и мощность. Этот параметр нужно сопоставить с удаленностью скважины от дома, глубиной, с которой агрегат поднимает воду, объемом всего водопровода и с максимально возможным объемом расхода воды ежемоментно. Перед походом в магазин вам нужно произвести соответствующие расчеты, чтобы не пришлось гадать – хватит или нет. Методика проведения таких расчетов не сложна, ее легко отыскать в сети. Также вы можете воспользоваться удобными онлайн калькуляторами, в которые нужно просто вбить все необходимые данные.
2. Минимальное давление, которое должно быть в системе, составляет 0,3 Бар. Оно должно быть постоянным, иначе бытовая техника, подключенная к водопроводу, может просто выйти из строя.
3. Так же стоит соотнести возможности вашего насоса с диаметром обсадной трубы скважины и ее максимальной производительностью. Такую информацию лучше получить от специалистов, выполнявших бурение на вашем участке.

С подключением такого насоса справится любой

Модели «Грундфос»

Маловероятно, что найдется человек, который не слышал об изделиях этой компании. Сейчас это самый распространенный и крупный производитель такого оборудования, который поставляет погружные, вихревые, циркуляционные, дренажные и вибрационные модели. Покупатель, в свою очередь, получает большой выбор и может подобрать любой насос в зависимости от потребностей.

Вся техника от этого производителя оснащена множеством датчиков для защиты от поломок. В ассортименте присутствуют насосы всех типов мощности — как малой мощности для колодцев, так и более мощные, для шахтных скважин. Модели хорошего качества начиная от деталей и заканчивая самой сборкой.

Виды бытовых насосов

По назначению насосы делятся на:

• устройства для водоснабжения;
• дренажные насосы;
• циркуляционные насосы.

По принципу работы насосы разделяют на:

• колодезные;
• скважинные;
• самовсасывающие;
• ручные.

По способу забора воды насосы бывают:

• наружные;
• погружные;
• инжекторные.

Рассмотрим более подробно насосы по способу забора воды.

Наружные насосы

вода всасывается в трубу,его мощности.центробежныеболее глубоких скважин.
Достоинства наружных насосов:

• без труда закачивает воду на высоту от 15 до 20 метров;
• насос легок в обслуживании;
• просто монтируется.

Недостатки наружных насосов:

• с его помощью невозможно откачать воду с глубины более чем 7−8 метров;
• очень шумно работает электродвигатель, есть, конечно, вариант приобрести бесшумный насос, но цена его будет в разы выше.

Погружные насосы

Погружные насосы, также как и наружные, используются для забора воды из колодцев и скважин. По самому названию можно понять, что такой насос погружается непосредственно в саму воду, благодаря чему ему не нужно обеспечивать защиту сухого хода.

Достоинства погружных насосов:

Свежие записи Бензопила или электропила — что выбрать для сада?4 ошибки при выращивании томатов в горшках, которые совершают почти все хозяйкиСекреты выращивания рассады от японцев, которые очень трепетно относятся к земле

• с необычайной легкостью, такой насос в состоянии поднять воду с большой глубины, справится даже с глубиной в 40−50 метров;
• бесшумная работа двигателя насоса;
• не занимает много места;

Одним самым большим недостатком погружных насосов считается его высокая стоимость по сравнению с наружным.

Отзывы потребителей

Для выбора подходящего насоса требуется хорошо знать условия его использования и характеристики модели. Но не помешает изучить и то, что думают о них потребители. Проблема в том, что все производители нахваливают свои товары, но не каждый может похвастаться хорошими отзывами. У многих остается горький опыт в связи с выбранным товаром. Они могут поделиться им совершенно бесплатно.

Оборудование от китайского производителя покупать не стоит, потому что качество оставляет желать лучшего. Таково мнение пользователей. Зато покупатели сообщают, что с оборудованием от «Вило», главного поставщика из Европы, трудностей не будет. А насосы фирмы SAER ремонтируется в сервисных центрах долго и часто. Лучше искать золотую середину, когда сочетаются хорошие цена и качество.

Насосы: история и принцип работы разных типов насосных агрегатов

Сегодня мы постараемся рассказать, что такое насос, принцип работы разных типов насосных агрегатов, как они приводятся в движение, какие функции выполняют.

Некоторые люди, которые использовали или используют насосные агрегаты, не всегда понимают принцип работы агрегата, знают только какую задачу решает данный насос. В данной статье мы постараемся объяснить принцип работы тех или иных насосов. И это будет не просто удовлетворение любопытства. Если Вы столкнетесь с потребностью в насосном агрегате, Вы уже будете «подкованы» для правильного выбора насоса.

Сначала немного истории…

Первые методы перекачивания воды известны с очень далеких времен. Воду черпали ковшиками или другой емкостью. Было физически тяжело обеспечить объём и скорость подачи воды, добывая жидкость из водоема. Первое, что придумали наши предки – это водочерпательное колесо. Согласно археологическим источникам, это было устройство в виде колеса со спицами, в конце которого, на стыке обода и спиц крепились ковши. Нижний сосуд был помещен в воду. Когда колесо начинало вращаться вокруг оси, ковши зачерпывали воду из водоема, а потом в самой верхней точке колеса, с высотой подъема равной диаметру колеса, вода выливалась из ковшей в желоб, расположенный сбоку, с определенной длиной и уклоном (самотеком), так сказать до потребителя. Колесо вращали физической силой с помощью быков, волов или просто руками. Ковш свисал набок, затрудняя вращение колеса, это также приводило к потере воды. Избавиться от потерь помогла конструкция, основанная на использовании пустого пространства между внешним и внутренним ободами колеса, где сбоку имелись отверстия для черпания воды. Это уменьшало потери воды при выливании, т. к. скорость вращения водочерпального колеса была постоянной. Уже с третьего века до н.э. в качестве силы вращения колеса водочерпальных системах использовали напор воды. Ниже мы покажем самые распространенные варианты добычи и подачи воды, которые придумали наши далекие предки.

На первом рисунке колесо с «ручным приводом» (емкости в ободе колеса).

На втором рисунке «ножной привод» – приводился в движение человеком, переступавшим с одной перекладины на другую, и уже водочерпальные сосуды находились сбоку.

Третий рисунок самое «прогрессивное» решение того времени – самодвижущееся колесо с лопастями в виде ложек. Колесо с ложковидными лопастями вращает нижний барабан, который, в свою очередь, жестко соединяется цепью с верхним барабаном. На цепи укреплялись ведра, при движении вверх, они наполнялись водой, которая выливалась в сточный желоб, находившийся в верхней точке конструкции. Таким образом, вниз ведра спускались уже пустыми, чтобы вновь зачерпнуть воду из реки.

Следующий шаг в цивилизационной спирали развития «насосостроения» стал так называемый «Архимедов винт»

Архимед — древнегреческий ученый-мыслитель, известно о нем из трудов античных историков, изобрел винтовое водоподъемное устройство, названное позже в его честь. Это устройство представляло собой наклонную деревянную трубу с винтом, установленным внутри. Вращался винт, с помощью ветряного колеса или вручную. В то время как поворачивается нижний конец винта, он собирает некоторый объём воды. Это количество воды будет скользить вверх по трубе во время вращения вала, пока наконец вода не выльется из вершины трубы. Однако потери были неизбежны, так как какое-то количество воды стекало обратно, т.е. эффективность оставляла желать лучшего. Чем больше угол наклона винта, тем больше высота подачи, при уменьшении производительности. Кстати, к примеру, такого типа конструкция использовалась для осушения затопленных трюмов кораблей и шахт.

Следующий вид изобретенного вида насоса — это поршневые насосы.

Поршневой насос — детище греческого изобретателя Ктезибия Александрийского, который жил в III веке до н. э. Поршневые насосы использовались для подъема воды из колодцев. В основе работы подобных насосов базовые принципы пневматики и гидравлики. Кстати он же изобрел прототип такого музыкального инструмента, как орган, с помощью двух поршневых насосов. Звуки извлеченные из этого инструмента были на удивления очень «чистыми». Принято считать, что эти насосы пионеры в истории человечества, так как надолго вперед, вплоть до наших дней, определи компоновку устройства. Произошел переход на замену материала конструкции от дерева на бронзу. Но базовые элементы устройства теже, что и современных насосах: плунжер, цилиндры, клапаны.

Появление парового двигателя и гидроприводов, подтолкнуло к технической революции в промышленности. В 1712 году английский изобретатель Томас Ньюкомен создал поршневой насос с паровым приводом, для откачки воды. В современное время, поршневые насосы все также используются для подъема воды из скважин и колодцев.

Сильфонный насос

Сильфонные насосы представляют собой сильфон типа вертикальной гармошки, сжимая которую производят перекачивание жидкости. Простейшая конструкция насоса состоит всего из нескольких деталей, которые, как правило, изготавливаются из пластика, соответственно они не подвержены коррозии. Применяются для выкачивания жидкостей, в том числе агрессивных из бочек, бутылей, канистр и т.п.

Пластинчато-роторный насос

Пластинчато-роторные насосы – это самовсасывающие насосы объемного типа – перемещение жидкости происходит за счет изменения объема в рабочей камере насоса. Используются для перекачивания вязких жидкостей, масел.

Конструкция насоса представляет собой эксцентрично расположенный ротор, имеющий продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины, они выходят из пазов и прижимаются к цилиндрической поверхности расточки корпуса. В результате перекачиваемая вязкая жидкость заполняет пространство между пластинами, а дальше выталкивается в нагнетательный патрубок. Пластинчато-роторные насосы нашли широкое применение в различных сферах, где в рабочем процессе применяется вакуумное масло.

Шестеренный насос

Шестеренные насосы – устройство настолько простое, что в очередной раз подтверждает, гениальность в самой простоте изобретения. Шестеренные насосы предназначены для перекачки вязких сред маслянистого типа. Агрегат представляет собой сцепленные между собой шестерни, которые приводятся в движение под принудительным изменением полости между шестернями. Ведущая шестерня находится в постоянном сцеплении с ведомой и приводит её в движение, вращает в противоположное направление. Жидкость поступает во впадины между зубьев, перемещаясь вдоль стенки насоса с внутренней части и выталкивает через выходной патрубок в трубопровод.

Импеллерный насос

Импеллерные насосы (ламельные, насосы с мягким ротором) являются подвидом пластинчато-роторных насосов. Насосы с гибким рабочим колесом (импеллером) благодаря своей особой конструкции позволяют бережно и эффективно перекачивать определенные среды с различной вязкостью и плотностью. Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, выполненный из эластомера. Ось ротора расположена эксцентрично к корпусу. Ротор вращается, лопасти изгибаются и распрямляются, создают вакуум и всасывают среду. Движение лопаток переносит среду к выходному отверстию насоса насоса.

Синусный (синусоидальный) насос

Важнейшим элементом конструкции синусоидального насоса является ротор, имеющий форму с синусоидной структурой (отсюда и название всего устройства). Синусоидальные насосы имеют четыре камеры, которые открываются и закрываются по очереди, что позволяет перекачивать даже очень нежные структуры, например, измельченные помидоры.

Конструкция насоса обеспечивает высокую мощность всасывания, но в отличие от традиционных насосов, оснащенных рабочим колесом, которое «режет» транспортируемую жидкость, синусное рабочее колесо мягко проталкивает жидкость через насос. Максимально допустимый размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.

Насос не имеет клапанов. Конструкция насоса очень простая, что гарантирует долгую и безотказную работу устройства.

Винтовой насос

Винтовые насосные агрегаты объемного типа предназначены для перекачивания жидких сред с повышенной вязкостью, допустимо перекачивание жидкостей с включением твердых фракций. Благодаря особенностям конструкции, винтовые насосы отлично всасывают и перекачивают жидкости различной вязкости и консистенции. Перекачиваемые жидкости не подвергаются центробежным или пульсирующим усилиям, благодаря этому винтовые насосы очень аккуратно перекачивают даже самые чувствительные среды. Условием правильной работы насоса является выбор подходящей скорости для данной среды. Винтовые насосы обладают высокой надёжностью, они экономичны и просты в эксплуатации, обладают высокой ремонтопригодностью.

Преимущества винтовых насосов:

• простота конструкции, хорошая ремонтопригодность
• высокая мощность всасывания
• жидкости не подвергаются центробежным или пульсирующим усилиям, поэтому нет необходимости использовать гасители пульсации или компенсаторы в трубопроводах
• возможность перекачивания жидкостей, содержащих твердые включения
• большой диапазон применения по подаче за счет возможности ее изменения, изменением частоты вращения

Винтовые насосы нашли широкое применение в нефтехимической и пищевой промышленности.

Перистальтический (шланговый) насос

Перистальтические насосы часто называют линейными или шланговыми насосами. Первый патент, защищающий изобретение, был подан в конце 19-го века в Соединенных Штатах, и устройство первоначально предназначалось для переливания крови во время операции. Транспортировка жидкости с использованием перистальтического насоса возможна благодаря движению роликов или башмаков, скользящих по шлангу. Эти насосы позволяют перекачивать жидкость без загрязнения, обеспечивая при этом относительно низкие эксплуатационные расходы. Благодаря этим характеристикам дозирующие насосы на основе перистальтических насосов играют огромную роль в различных отраслях промышленности и медицины. Принцип работы здесь прост — он включает перемещение среды, расположенной в специальном толстостенном шланге. Это возможно благодаря вращающейся головке с роликами (башмаками), которые пережимают сливной шланг, расположенный по окружности внутри корпуса, ролики проталкивают жидкость на выход насоса.

Вихревой насос

Вихревые насосы, по большей части, предназначены для перекачки жидкости, но также могут использоваться и для перекачивания газообразных сред, движение жидкости в нем осуществляется за счет сил инерции и трения. Существует несколько подвидов вихревых насосов, но аналогичным компонентом у всех является рабочее колесо в виде стального диска, где на внешнем диаметре находятся ямки, которые формируют лопасти различного вида. Колесо с лопастями вращается внутри корпуса, имеющего форму цилиндра, при этом расстояние от торца лопатки до стенки минимальное. Принцип действия вихревого насоса заключается в том, что вода всасывается во входное отверстие и закручивается в вихрь благодаря крыльчатке. При малых энергозатратах, мощность потока многократно увеличивается, и жидкость с большим давлением выбрасывается из выходного патрубка. Большим преимуществом вихревых насосов является возможность работы с небольшими объемами жидкости, при этом насосы могут обеспечить достаточно сильный напор. Учитывая вышеописанные особенности, вихревые насосы, нашли применение в системах, где есть необходимость создать высокий напор при, относительно небольшой подаче. Например, в небольших автоматических насосных станциях водоснабжения. Способность перекачивать жидкостно газовую смесь дает возможность эксплуатировать вихревые насосы для перекачивания летучих жидкостей (бензины, керосины и т.д.), что является основанием для использования подобных насосов в системах заправки топливом.

Насос газлифт

Газлифтные насосы — это один из методов принудительного подъёма капельной жидкости за счёт энергии, которая содержится в смешиваемом с ней сжатом газе. Чаще всего, применяются при добыче нефтепродуктов. Принцип работы газлифта заключается в нагнетании газа под давлением по затрубному пространству между наружной и внутренней трубами. Газ снижает перепад давления в насосно-компрессорных трубах, тем самым способствуя вытеснению нефтепродукта по стволу скважины на поверхность за счет естественной энергии.

Мембранные (диафрагменные) насосы

Диафрагменный насос является одним из наиболее универсальных типов насосов благодаря простоте эксплуатации, а также относительно низкой частоте отказов. Диафрагменные насосы принадлежат к семейству объемных насосов, в большинстве случаев они приводятся в действие сжатым воздухом, реже с помощью электродвигателя.

Принцип работы диафрагменных насосов заключается в следующем: сжатый воздух, проникающий за одну из диафрагм, заставляет её сжиматься и продвигать жидкость в отверстие выхода. В это время вторая диафрагма напротив создаёт вакуум, всасывая жидкость. После прохождения импульса пневматический коаксиальный обменник меняет направление сжатого воздуха за вторую мембрану и процесс повторяется с другой стороны. Давление нагнетания на стороне среды равно давлению выше по потоку от диафрагмы, поэтому диафрагменные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы диафрагмы. Диафрагменные насосы не требуют охлаждения или смазки во время работы, что обеспечивает бесперебойную работу всухую.

Шнековый (оседиагональный насос)

Шнековый (оседиагональный насос) – погружное насосное оборудование винтового типа. Перекачка жидкой среды шнековым насосом основана на работе специфического архимедового винта определенной длины. Исключительным преимуществом этого агрегата является возможность осуществлять перекачку жидкостей с сильным загрязнением (абразивными веществами небольших размеров).

Оседиагональные насосы обладают хорошей всасывающей способностью и более высокой производительностью, по сравнению с другими типами лопастных насосов. Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, дизельного топлива и т.д.

Центробежный насос

Констукция насоса представляет собой спиральный корпус и установленное внутри рабочее колесо с лопастями, вращающемся с постоянной скоростью. Жидкость, постоянно протекающая через рабочее колесо, подвергается центробежной силе. Таким образом, энергия двигателя передается жидкости через рабочее колесо, в результате чего увеличивается давление и кинетическая энергия. После того как жидкость выходит из ротора, ее кинетическая энергия далее преобразуется в энергию давления. Увеличение кинетической энергии и давления в насосе зависит от конструкции ротора и скорости его вращения. Центробежные насосы идеально подойдут для наполнения емкостей и заполнения бассейнов, подачи воды в частные дома, коттеджи и орошения приусадебных участков.

Многосекционный насос

Многосекционными называют центробежные насосы, оснащенные двумя и более последовательно размещенными рабочими колесами, по сути, это серия последовательно размещенных центробежных насосов. Подобная конструкция оборудования позволяет создать на выходе значительное давление: выйдя под давлением из первого рабочего колеса, жидкость поступает во второе рабочее, где в свою очередь тоже повышается давление, затем в третье и т.д.

Основное применение насосы многосекционные нашли в системах холодного и горячего водоснабжения. Также могут применяться и в других областях промышленности и хозяйства, гражданских объектах.

Струйные насосы

Струйные насосы бывают двух основных типов:

• Эжектор – насос отсасывающий среду и создающий разряжение
• Инжектор – насосы нагнетающие среду под давлением.

Работа струйного насоса заключается в создании разности давлений между давлением во всасывающем баке и давлением в нагнетательной камере.

Рабочая жидкость, подаваемая насосом подачи через впуск, попадает в сопло, где скорость жидкости увеличивается за счет падения давления, согласно закону Бернулли. Перепад давления во всасывающей камере достаточен для подъема жидкости или суспензии из всасывающего бака.

Преимущество струйных насосов – отсутствие движущихся частей и, следовательно, высокая надежность. Недостатком является низкая энергоэффективность (30 — 40%). Для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

Гидротаранный насос

Гидротаран качает воду без бензина, тока и газа, ему не требуется источник питания и при отсутствии двигателя, способен поднимать жидкость на высоту до нескольких десятков метров. Такой насос способен долгое время непрерывно работать, обеспечивая водой экопоселения деревенские дома сельскохозяйственные угодья и т.д. Принцип работы гидротарана заключается в использовании энергии гидроудара.

Гидротаран получает энергию непосредственно от проточной воды, перетекающей под действием силы тяжести по напорному трубопроводу в сток, который находится на более низком уровне.

Пропуская через себя большую часть воды с небольшой высоты h (разница высот между стоком и уровнем воды в питающем резервуаре) гидротаран поднимает меньшую часть воды на большую высоту H (разница высот между верхней точкой отводящей трубы и уровнем воды в питающем резервуаре).

Это устройство с довольно низкой энергоэффективностью, потому что только небольшая часть энергии, протекающей по водопроводу, преобразуется в работу по подъему воды в резервуар.

Спиральный вакуумный насос

Вакуумные насосы создают вакуум с помощью простого механизма, состоящего из двух спиральных частей, которые перекрывают друг друга. Одна часть является статором насоса и остается неподвижной, другая часть представляет собой ротор и эксцентрично вращается, создавая подвижные зоны захваченного газа.

Когда перекачиваемый газ поступает в спиральный механизм, он затем перемещается по периферии, сжимается и направляется к выходному отверстию насоса. Сухие спиральные вакуумные насосы отличаются исключительной надежностью.

Ламинарный насос

Ламинарный (дисковый) насос является разновидностью центробежного насоса, но может выполнять работу не только центробежных, но и прогрессивных полостных насосов, лопастных и шестеренчатых насосов, т.е. перекачивать вязкие жидкости.

Рабочее колесо ламинарного насоса представляет собой два и более параллельных диска. Чем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость может перекачивать насос. Теория физики процесса: в условиях ламинарного течения слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе: слой, наиболее близкий к неподвижной трубе (так называемый пограничный слой), течёт медленнее, чем более глубокие (близкие к центру трубы) слои текущей среды.

Аналогично, когда жидкость поступает в дисковый насос, на вращающихся поверхностях параллельных дисков рабочего колеса образуется пограничный слой. По мере вращения дисков энергия переносится в последовательные слои молекул в жидкости между дисками, создавая градиенты скорости и давления по ширине условного прохода. Эта комбинация граничного слоя и вязкого перетаскивания приводит к возникновению перекачивающего момента, который «тянет» продукт через насос в плавном, почти не пульсирующем потоке.

Обзор отечественной продукции

Качеством отечественные производители похвастать не могут. В качестве примера может послужить «Зубр ЗНВП-300−25», называемый в народе «Родничок». Он прекрасно подходит для колодцев малой глубины — до 5 метров. Этот насос вибрационного типа может выдать 1400 л/ч под напором в 60 метров. Этого вполне хватает для домашнего пользования.

Другая простая модель от российского . Он имеет сходные с предыдущей моделью характеристики, но демонстрирует малую производительность — 700 литров в час. 0,2 кВт — така у него мощность, этим объясняется небольшая производительность. Радует только цена: при перечисленных характеристиках она не превышает 1100 рублей. Это отличный выбор для тех, чей колодец малой глубины (не глубже 10 метров).

Строение насосной станции

Если вам нужен насос только для полива, то для введения его в эксплуатацию вам нужен будет он сам, вводная и выходная магистрали, обратный клапан и система контролирующая расход воды — краны, дождеватели. Если система предназначена для организации водоснабжения коттеджа, то составных частей будет больше. В этой главе мы назовем основные из них и опишем их назначение. Комплект такого оборудования называется насосной станцией.

Насосная станция до установки

Таблица 1. Составные части насосной станции

Насос работает от электричества, поэтому под него в кессон нужно вывести отдельный провод и установить розетку. Расположить ее нужно в недоступном для воды месте.

Оборудование от «Керхер» и «Вило»

Оборудование от немецкого ценится во всем мире. Это хорошие насосы с отличной производительностью, долго работающие. Единственным недостатком выступает цена. К примеру, SPP 33 Inox 1.645−409 стоит 13 000 рублей.

Насосы от бренда «Вило», используемые в быту, практически универсальны. Цена ниже, чем у немецкого аналога, но качество идентичное. В этом убеждены миллионы пользователей такого оборудования, сообщения которых можно увидеть на тематических форумах и различных сайтах.

При выборе насоса важны такие характеристики, как напор, мощность, срок службы, качество. Лучше довериться хорошим отечественным товарам. Покупка европейского насоса обходится дороже, но не всегда он служит долго. Важно уделить внимание тому, как будет установлено оборудование и насколько хорошо оно будет обслуживаться.

Вал и подшипники

Какой бы вид колеса не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:

1. Консольно
2. Симметрично

Консольное закрепление

При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.

Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.

Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.

Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.

Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.

Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.

Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.

Симметричное крепление

Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.

Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.

Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.

Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.

Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.

Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Вакуумсоздающие системы на НПЗ

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:

• 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)

Эжектор – прибор для глубоких источников

Самовсасывающие насосы со встроенным эжектором рассчитаны на открытые естественные водоемы, колодцы и скважины, глубина забора воды в которых не превышает 7 м или 8 м.

Обычно технические характеристики данной категории оборудования сводятся к следующим параметрам:

• производительность – 4-5 м³/ч;
• давление – 4-6 бар;
• напор – 50-60 м.

Вместе с гидроаккумулятором, реле давления и комплектом автоматики подобные модификации образуют эффективно работающие насосные станции. При некотором удалении от здания, где расположены основные точки водоразбора, поверхностного самовсасывающего оборудования мало, требуется дополнительный механизм.

Схема установки насосов, оборудованных выносным эжектором, для скважин глубиной до 40-45 м с диаметром трубопровода 2 и 4 дюйма (+)

Увеличить мощность всасывания можно при использовании выносного эжектора, который справляется с подъемом воды, находящейся на глубине 35-40 м. Промышленные модели эжекторов способны эффективно работать, если зеркало воды находится на глубине 19-20 м. Далекое расстояние до источника также не является преградой для эжекторного устройства.

При использовании выносного эжектора резко падает КПД насосной станции – до 30-35%, зато снижается уровень шума, характерный для встроенных эжекторов.