Центробежные насосы многоступенчатого и одноступенчатого типа

Вертикальные центробежные насосы

Вертикальный центробежный насос – устройство, преобразующее механическую энергию от привода мотора в энергию потока жидкости, чтобы обеспечить ее движение и создать напор в системе. Часть этой энергии затрачивается, для преодоления гидравлического и механического сопротивления, а остальное создает избыточное давление или разрежение, что способствует перемещению жидкости от насоса к ее месту потребления. Как использовать центробежный насос своими руками предлагается узнать из этой статьи.

Насосы VMTEC (Германия)

PRIMA VMEV 3PRIMA VMEV 5PRIMA VMEV 9PRIMA VMEV 16Подача: до 4,5 м³/час Напор: до 254 мПодача: до 7 м³/час Напор: до 254 мПодача: до 14 м³/час Напор: до 240,5 мПодача: до 25 м³/час Напор: до 195,5 мPRIMA VMEV 30PRIMA VMEV 45PRIMA VMEV 65PRIMA VMEV 95Подача: до 45 м³/час Напор: до 319,5 мПодача: до 65 м³/час Напор: до 309,5 мПодача: до 90 м³/час Напор: до 227 мПодача: до 120 м³/час Напор: до 187 м

Комплект поставки изделия

Производители комплектуют центробежные насосы дополнительными элементами, которыми могут быть:

• Для удержания во всасывающем патрубке устройства и его корпусе воды, при заливке насоса перед пуском в работу прилагается приемный обратный клапан.
• Сетка, необходима для предохранения попадания крупных взвесей, плавающих в воде, в устройство.
• Измерять величину разрежения на всасывающей стороне помогает вакуумметр, который ставится на трубе водопровода между задвижкой и:

1. корпусом насоса;
2. краном, что выпускает воздух при заливке, монтируется в верхней части корпуса;
3. обратным клапаном, расположенным на напорном трубопроводе и предотвращающим попадание жидкости через насос, когда подключается для параллельной работы еще один насос, в обратном направлении.

• На напорном трубопроводе задвижка, которая ставится при пуске в работу, остановки и выполнения регулировки напора и потока жидкости через центробежный насос.
• Для измерения напора возникающего на напорном патрубке, который развивается насосом, используется манометр.
• Предохранительный клапан, располагаемый за задвижкой на напорном клапане, который служит для защиты трубопровода, напорного патрубка и самого насоса от разрушительного действия гидравлических ударов.
• Устройство для заливки воды в насос.

Подробно все о центробежных одноступенчатых насосах может показать видео в этой статье.

Насосы Grundfos

CR 1sCR 1CR 3CR 5Подача: до 0,8 м³/часПодача: до 1 м³/час Напор: до 172 мПодача: до 3 м³/час Напор: до 176 мПодача: до 5 м³/час Напор: до 176 мCR 10CR 15CR 20CR 32Подача: 10 м³/часПодача: 15 м³/часПодача: 20 м³/часПодача: 32 м³/часCR 45CR 64CR 90CR 120Подача: 45 м³/часПодача: 64 м³/часПодача: 90 м³/часПодача: 120 м³/часCR 150Подача: 150 м³/часCRE 1CRE 3CRE 5CRE 10Подача: 1,2 м³/часПодача: 3,6 м³/часПодача: 6 м³/часПодача: 12 м³/часCRE 15CRE 20CRE 32CRE 45Подача: 18 м³/часПодача: 24 м³/часПодача: 38 м³/часПодача: 54 м³/часCRE 64CRE 90CRE 120CRE 150Подача: 77 м³/часПодача: 108 м³/часПодача: 140 м³/часПодача: 180 м³/час

Основные рабочие элементы

Насос с двумя рабочими камерами

Насос центробежный одноступенчатый имеет такую конструкцию и рабочую арматуру:

• Обратный клапан приемный. Как правило, он оснащен специальной сеткой, с помощью которой происходит фильтрация разного типа примесей, входящий в состав рабочей жидкости. Основное предназначение клапана заключается в задержке перекачиваемой жидкости внутри всасывающего патрубка.
• Задвижка. Она устанавливается на трубопроводе напорном. С ее помощью приведение насоса в рабочее состояние или его остановка. Кроме этого, задвижка используется для обеспечения контроля силы напора жидкости.
• Вакуумметр. С его помощью выполняется измерение уровня разрежения с всасывающей стороны. В большинстве моделях оборудования вакуумметр монтируется между корпусом агрегата и его задвижкой непосредственно на трубопроводе.
• Кран. При заливе жидкости при помощи крана выполняется выпускание воздуха из жидкости.
• Манометр. Устанавливается он на патрубке напорного механизма. Основное предназначение данного механизма заключается в измерении напора жидкости.
• Предохранительный клапан. Выполняет защитную функцию корпуса оборудования от возможных гидравлических ударов. Монтируется клапан на напорном патрубке после задвижки.

Более детально строение одноступенчатого центробежного насоса изображено на данном рисунке:

Схема одноступенчатого насоса

Корпус

Колесо рабочее

Уплотнительный механизм рабочего вала

Вал

Уплотнение подшипниковой камеры

Подшипники

Опора несущая

Глазок для контроля уровня масла в камере подшипников

Принцип работы

Функционирование данного типа оборудования базируется на принципе использования центробежных сил, которые образуются внутри корпуса насоса в процессе эксплуатации рабочего колеса. Итак:

• На валу механизма сидит рабочее колесо, крепление которого обеспечивается прочным шпоночным соединением. Крутящий момент передается от рабочего колеса до вала оборудования. Для крепления вала насоса и вала электромотора применяется прочная и эластичная муфта.

Примечание. Отличительная особенность работы агрегата состоит в том, что его функционирование возможно только лишь при условии наличия внутри корпуса рабочей жидкости.

• Насос центробежный оснащен одним рабочим колесом, лопасти которого имеют вогнутую форму. При условии приведения механизма в рабочее положение жидкость попадает внутрь всасывающего патрубка. А затем электрический мотор приводит в действие вал, движение которого вызывает вращение колеса.
• В свою очередь, колесо захватывает жидкость и отталкивает ее от центра колеса в сторону. Рабочая жидкость постепенно поступает через направляющую камеру в нагнетательный трубопровод.
• В короткий промежуток времени между лопастями насоса образуется высокое давление, которое отталкивает жидкость, освобождая тем самым место для поступления ее новой порции из трубопровода.
• Конструкция большинства моделей одноступенчатых центробежных насосов бытовых оснащена специальным современным фильтром, расположенным на всасывающем патрубке.

Примечание. Предназначение фильтра заключается в очистке рабочей жидкости от разного рода примесей, содержащихся в ней. Это защищает внутреннюю часть корпуса от загрязнения этими примесями и предотвращает от необходимости чистки корпуса.

Видео в этой статье более подробно ознакомит вас с технологией работы одноступенчатого центробежного насоса.

Особенности и сфера применения вертикальных насосов

Немалое количество типов насосов имеют как варианты с горизонтальным, так и с вертикальным исполнением. Несмотря на то, что от типа к типу насосы могут сильно отличаться по конструкции и области применения, особенности вертикального расположения позволяют выделить общие черты для всех насосов с вертикальным исполнением.

Одним из преимуществ, которое в некоторых случаях может стать определяющим, является снижение занимаемой насосным агрегатом площади. Если речь идет о промышленном помещении, то в этом случае вряд ли возникнет необходимость экономить доступную для размещения насоса площадь, усложняя его конструкцию. Однако случаи, когда насос требуется разместить в условиях дефицита пространства, встречаются часто. К примеру, это может быть трюм корабля или пространство внутри корпуса большого агрегата.

Другой областью, где широко распространены насосы в вертикальном исполнении, является откачка жидкости из резервуаров, бочек или искусственных и природных водоемов. В частности, вертикальными насосами являются погружные и полупогружные насосы, а также бочковые как частный случай полупогружных. Вертикальное исполнение для этих типов насосов позволяет располагать их таким образом, чтобы привод располагался выше уровня жидкости, за счет чего можно избежать необходимости обеспечивать повышенную изоляцию, а рабочий орган – ниже уровня жидкости. Тем самым обеспечиваются условия работы насоса под заливом. В противном случае, при использовании обычного насоса в горизонтальном исполнении, от гидравлической машины потребовалась бы наличие самовсасывания, но такой способностью обладают не все типы насосов, или же обеспечение такой способности сопряжено с дополнительным усложнением, а значит и удорожанием насоса.

Другим примером рационализации за счет использования вертикального исполнения насосов являются инлайновые насосы (от английского inline, то есть встраиваемые в линию). Обычно центробежного типа, у этих насосов оси входного и выходного патрубков совпадают, что позволяет при помощи фланцевых соединений встраивать их напрямую в имеющийся трубопровод, не прибегая к использованию дополнительных труб и соединений. Вертикальное исполнение таких насосов позволяет оптимизировать имеющееся пространство и облегчить установку и обслуживание.

Вертикальное расположение насоса сопряжено с рядом технических и эксплуатационных проблем, которые, тем не менее, окупаются общей эффективностью насоса. Вертикальное расположение вала в большинстве случаев требует обеспечение дополнительной устойчивости и компенсации осевых усилий, с целью чего применяются упорные или радиально-упорные подшипники вместо радиальных. Также изменениям подвергается система смазки подшипников. В случае полупогружных насосов их конструкция дополнительно усиливается каркасом, поддерживающим элементы машины и крепящемся на опорной горизонтальной поверхности (крышка бочки, колодезный люк и т.д.)

Основные элементы центробежных насосов

Конструкция одноступенчатого центробежного насоса консольного типа

В состав устройства входят:

• Корпус, имеющий вид спирали – поз. 2.
• Крышка корпуса – поз. 1, отливается совместно с всасывающим патрубком насоса.
• Колесо рабочее – поз. 4. Выполнено закрытого типа. Расположено внутри корпуса на валу, поз. 9, от проворачивания удерживается шпонкой и фиксируется гайкой поз. 5.
• Опорный кронштейн поз. 10.
• Шарикоподшипники — поз. 11. Закрывают их крышки. Смазываются шарикоподшипники консистентной смазкой.
• Защитная втулка поз. — 7. В ее функции входит повышение ресурса работы изделия и предотвращение износа вала в месте уплотнения.
• Для защиты внутренней части корпуса и уплотнения вала используются мягкие набивные сальники, поз. 6, которые удерживаются крышкой поз. 8.

Насосы, у которых мощность не более 10 кВт имеют незагруженные рабочие колеса, свыше 10 кВт они разгружены от действия осевых нагрузок. В этом случае разгрузка происходит через специальные отверстия, расположенные на заднем диске колеса и уплотнительный поясок на нем, который ставится со стороны узла уплотнения. Такая разгрузка способствует снижению давления в зоне перед узлом, уплотняющим вал насоса. Инструкция по эксплуатации указывает: что для увеличения ресурса работы центробежного насоса, корпус для устройств, мощность которых выше 10 кВт, и сменные корпуса, для всех насосов, защищаются сменными уплотняющими кольцами, поз. 3. Зазор от 0,3 до 0,5 мм, образуемый между уплотнительным пояском колеса и уплотняющим кольцом, создает препятствие для перетока перекачиваемой устройством жидкости из области, где высокое давление в область пониженного давления, что обеспечивает высокий КПД насоса. Через патрубок для всасывания жидкость поступает в корпус насоса, а затем поступает в центр рабочего колеса, совершающего вращение вместе с валом от мотора. Жидкость под действием лопастей начинает вращаться и отбрасывается на периферию от центра рабочего колеса, создающейся центробежной силой. Затем она, сквозь нагнетательный патрубок, перемещаясь по напорному трубопроводу, попадает в спиральную часть корпуса центробежного насоса и далее в трубопровод. Центробежный насос – устройство, где движение воды и ее напор создаются центробежными силами, которые возникают под действием на жидкость лопастей колеса. Напор струи, создающийся насосом, измеряется как метр столба перекачиваемой жидкости за единицу времени.

Особенности центробежных насосов

Промышленность выпускает большое разнообразие различных типов насосов, которые классифицируются по признакам:

• По количеству ступеней:

1. одноступенчатые;
2. двухступенчатые;
3. многоступенчатые.

• По количеству потоков:

1. однопоточные;
2. двухпоточные;
3. многопоточные.

• По подводу воды к рабочему колесу:

1. вход односторонний;
2. вход двусторонний.

• По отводу из рабочего колеса жидкости:

1. с направляющим аппаратом;
2. с кольцевым отводом.

• По конструктивным особенностям рабочего колеса:

1. с открытым колесом;
2. с закрытым элементом.

• По способу привода:

1. через соединительную муфту;
2. через привод редуктора.

• По расположению вала:

1. вертикальное(см.Центробежный вертикальный насос: как выбрать правильно);
2. горизонтальное.

• Ротор может быть:

1. сухим, когда при работе насоса ротор мотора не соприкасается с жидкостью, которая перекачивается. Такие насосы, как правило, имеют большую подачу воды;
2. мокрым. В этом случае ротор мотора работает непосредственно в жидкой среде. Находящийся под напряжением статор двигателя от ротора отделен гильзой, толщина которой 0,1 – 0,3 мм. Изготавливается деталь из нержавеющей стали. Смазываются подшипники ротора жидкой средой, выполняющей функцию охлаждения ротора. Обычно в таких конструкциях вал располагается горизонтально.

Преимущества и недостатки центробежных одноступенчатых насосов

По сравнению с другими насос центробежный одноступенчатый имеет несколько преимуществ:

• Непрерывная, равномерная, с небольшими пульсациями, подача воды.
• Достаточно простая конструкция устройства, что упрощает эксплуатацию и техническое обслуживание.
• Меньшая цена.
• Обладают большей надежностью при эксплуатации.
• КПД составляет 0,6 – 0,8.
• Высота всасывания значительно больше.
• Возможность выполнить автоматизацию процесса прокачки жидкости.

Совет: Применение автоматического управления процессом при использовании центробежного одноступенчатого насоса облегчает работу и увеличивает срок службы устройства. Встроенные датчики позволяют своевременно отключать систему при обнаружении неисправности в ней.

Недостатками насосов являются:

• Влияние напряжения сети на напор при подаче жидкости по трубопроводу.
• В обычном исполнении неудобством служит то, что насос нужно заливать своими руками водой при запуске, когда уровень ее находится ниже входного патрубка.
• Присутствует склонность к кавитации.
• При перекачивании вязких жидкостей снижается значение КПД.

Совет: Насос одноступенчатый центробежный целесообразно применять при средних и низких напорах жидкости и больших ее подачах.

На фото представлен самовсасывающий одноступенчатый центробежный насос.

Центробежный самовсасывающий насос