Відцентрові насоси є найпоширенішими насосами у світі. Завдяки своїй конструкції та стабільній роботі цей тип насосів знайшов широке застосування як для вирішення побутових завдань, так і для основних. технологічних процесіву різних галузях промисловості. У цій статті буде дано повний описвідцентрових насосів, розказано як працює відцентровий насос, його класифікація та основні сфери використання.
Основним елементом відцентрового насоса є робоче колесо (імпелер), розташоване всередині спірального корпусу (равлик), яке має лопаті, спрямовані в зворотний бікщодо обертання самого колеса. Імпеллер встановлюється на вал, який з'єднаний із приводом насоса. При старті роботи агрегату робоче колесо починає обертатися, і рідина через патрубок, що всмоктує, надходить уздовж осі обертання колеса.
Під дією відцентрової сили, рідина переміщається каналами між лопатями в радіальному напрямку (від центру імпелера до його периферії) в спіральну камеру корпусу насоса, а потім і в патрубок нагнітальний насоса. На периферії робочого колеса розташована зона підвищеного тиску. У центрі тиск знижено, що забезпечує постійне надходження рідини в насос.
Конструкція відцентрових насосів
Відцентровий насос складається з наступних основних частин:
- Всмоктуючий патрубок
- Нагнітальний патрубок
- Спіральний корпус (проточна частина насосу)
- Робоче колесо (імпелер)
- Ущільнення валу
- Картер насос
Класифікація відцентрових насосів
Відцентрові насоси можна класифікувати за конструктивним виконанням його основних елементів, за типом установки та призначенням.
За розташуванням патрубків насосів
- Насос "ін-лайн" типу. У даного типу насоса всмоктувальний та нагнітальний патрубок знаходяться на одній лінії один навпроти одного. Рідина, що перекачується, проходить крізь насос. Насос встановлюється на прямих ділянках трубопроводу.
- Консольні насоси. Рідина надходить у центр робочого колеса (імпелера). Патрубки розташовані під 90С відносно один одного.
За кількістю щаблів насоса
- Багатоступінчастий насос має більше одного послідовно з'єднаних коліс. Такий тип насосів використовується для забезпечення високого тиску при порівняно невеликій витраті. Високий напір створюється завдяки сумі напорів, створюваних кожним окремим колесом. Рідина, що перекачується, переходить послідовно від одного ступеня до іншого.
За типом ущільнення валу
Для захисту від потрапляння рідини, що перекачується в навколишнє середовищеі в механічну частину відцентрового насоса використовуються різні системи ущільнення. За типом застосовуваної системи насоси можна поділити на:
- Відцентрові насоси із сальниковим ущільненням (посилання на сальникове ущільнення)
- Відцентрові насоси з торцевим ущільненням (одинарним або подвійним) (посилання на торцеве ущільнення)
- Відцентрові насоси з магнітною муфтою (посилання на магнітну муфту)
- Відцентрові насоси герметичні з мокрим ротором (посилання на мокрий ротор)
- Відцентрові насоси з динамічним ущільненням (посилання на динамічне ущільнення)
За типом з'єднання з електродвигуном
Відцентрові насоси поділяються також типу з'єднання гідравлічної частини насоса з електродвигуном. Виділяють типи:
- Насос із сполучною муфтою. Пружна муфта - це елемент, що дозволяє з'єднати вал електродвигуна та вал, на якому кріпиться робоче колесо. Для цього використовується як звичайна муфта, так і муфта з проміжним елементом. Використання проміжного елемента дозволяє не від'єднувати електродвигун при технічне обслуговуваннянасоса, наприклад, при заміні торцевого ущільнення.
- Моноблочний насос. У даного типу насосів робоче колесо кріпиться або відразу на подовженому валу електродвигуна, або для з'єднання валу двигуна та насоса використовується нерухома глуха постійна муфта.
За призначенням
Завдяки своїм конструкційним можливостям призначення відцентрового насоса може бути різним. За цим показником виділяють такі типи відцентрових насосів:
- Дренажні
- Свердловини
- Фекальні
- Шламові
- Харчові
- Санітарні
- Пожежні
- Самовсмоктувальні
Матеріальне виконання відцентрових насосів
Відцентрові насоси застосовуються практично у всіх галузях промисловості, перекачують різні рідини, починаючи з води і закінчуючи високо агресивними і абразивними суспензіями.
Тому вибір матеріалів для основних елементів відцентрових насосів дуже широкий і найчастіше він ґрунтується на стійкості. даного матеріалудо властивостей рідини, що перекачується (посилання на таблиці хімічної стійкості) і умовам роботи самого насоса.
Можна виділити такі основні матеріали:
Металеве виконання
- Чавун
- Бронза
- Вуглецева сталь
- Нержавіюча сталь
- Дуплекс
- Супер-дуплекс
- Титан
- І т.д
Футеровані та пластикові виконання
При роботі з високо агресивними рідинами, наприклад, з кислотами, металеве виконання не завжди може забезпечити необхідний корозійний захист. Або застосування надстійких сплавів може призвести до значного подорожчання усієї конструкції.
Тому широкого поширення набуло використання найрізноманітніших пластиків, як основний матеріал контактує з середовищем у відцентрових насосах.
Можна виділити два основні типи:
- Футеровані насоси. Футерування – це процес нанесення пластикового покриття на металевий корпус насоса. Всі елементи, що контактують з перекачуваним середовищем, покриті шаром полімеру, що значно збільшує корозійну стійкість усієї проточної частини. Сучасні технологіїзабезпечують відмінне зчеплення між покриттям і корпусом, тому що при відливанні полімер заповнює всі порожнини та зазори.
- Пластикові відцентрові насоси. Основні елементи насоса, що контактують із середовищем, виконані із цільного пластику, обробленого на спеціальних верстатах.
Матеріали для футерованих та пластикових насосів:
- PP - поліпропілен
- PVDF-полівінілденефлуорид
- PE – поліетилен
- PVC – полівінілхлорид
- PFA – перфторалкоксил
- PTFE – політетрафторетилен
- ETFE – етилентетрафторетилен (Tefzel)
- FEP – фторетиленпропілен
Матеріали ущільнювальних кілець
Як ущільнювальні кільця в відцентрових насосах найчастіше використовують такі еластомери:
- EPDM - Етилен-пропіленові каучук
- NBR - Бутадієн-нітрильний каучук
- FPM/FKM/Viton — Фторкаучук.
- FFKM — Каучук перфторований
Переваги та недоліки відцентрових насосів
Переваги:
- Проста конструкція
- Трохи рухомих частин, великий термін служби
- Високий ККД
- Високі показники продуктивності
- Постійна подача, без пульсацій
- Регулює продуктивність за допомогою дросельного клапана на лінії нагнітання або частотного перетворювача
Недоліки
- Неможливість «самовсмоктування»
- Великий ризик кавітації
- Продуктивність сильно залежить від напору
- Найбільш ефективні лише в одній заданій робочій точці. При регулюванні подачі за допомогою частотного перетворювача ефективність знижується
- Не може працювати з мультифазними рідинами з вмістом повітря чи газу
- При перекачуванні абразивних рідин можливе швидке знос основних елементів через високої швидкостіобертання робочого колеса (близько 1500 об/хв).
- Не може працювати з високов'язкими рідинами (макс. 150 ст)
Області застосування
Відцентрові насоси застосовуються практично у всіх галузях промисловості.
Основні з них:
Водопостачання та водовідведення
Водоочисні споруди
Енергетика
Нафтова та газова промисловість
Хімічна промисловість
Целюлозно-паперова промисловість
Гірничодобувна промисловість
Фармацевтична
Основні виробники
Великих гравців на ринку відцентрових насосів можна також розбити по галузях, у яких вони найбільш сильні:
Водопостачання, водовідведення, водоочищення
- Grundfos: grundfos.com
- Wilo:wilo.ru
- Група компаній Xylem. Насоси Lowara, Goulds, Flygt, Vogel і.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
Нафтохімічна галузь
- 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
Хімічна промисловість
- Munsch munsch.de/
- Pompe Travaini www.pompetravaini.it/
- Someflu pump www.someflu.com/
- Rutschi Gruppe www.grupperutschi.com
Гірничодобувна галузь
- Warman. Група компанія Weir mineral https://www.global.weir/brands/
- Krebs. Група компаній flsSmidt http://www.flsmidth.com/en-US/Krebs
- Habermann pumpen www.aurumpumpen.de/ru/
Усі експлуатовані насосні пристроїпризначаються для взаємодії з рідиною та відрізняються за характером впливу функціональних складових на воду.
Всі насоси поділяються на 2 основні категорії:
- Динамічні.
- Об'ємні.
У динамічних пристроях рідина перекачується під дією сил, що взаємодіють з водою в робочих порожнинах між вхідним та вихідним отвором пристрою. Відцентрові насоси вважаються характерними представниками цієї категорії. Докладний опискласифікації таких пристроїв наводиться у цій статті.
Різновиди відцентрових насосів
Основною функціональною складовою кожного відцентрового насоса є колесо з лопатями, розташоване на спеціальному валу у корпусі у вигляді спіралі. Такий насос працює за рахунок дії відцентрової сили. Рідина потрапляє до робочого корпусу в осьовому напрямку. Коли лопаті обертаються, вода притискається до стін корпусу, а потім виходить під натиском через нагнітальний отвір. На місці входу води в насос рівень тиску знижується, а області робочого колеса – зростає. Основний функціональною особливістювідцентрових насосів є можливість безперервної подачі води.
Розрізняють такі види відцентрових насосів:
- Одноступінчасті горизонтальні. Конструктивні особливості зумовлюють назву цих консольних механізмів, у яких робоче колесо встановлюється на наконечнику валу. У цій ситуації вал виконує функцію консолі, на відстані між переднім підшипником і колесом. Насос фіксується на фундаментальній плиті, яка також утримує електричний двигун;
- Багатоступінчасті горизонтальні. Ці пристрої мають кілька робочих коліс на одному валу. Функціональні характеристики таких пристроїв можна порівняти з кількома насосами, встановленими на один водопровід. Основним завданням таких насосів є утворення високого напору за порівняно невеликих подач води. Такі пристрої створюють напір, приблизно відповідний сукупного показника тиску нагнітається потоку води в системі декількома пристроями;
- Фекальні насоси використовуються для взаємодії з рідинами, що містять велику кількість різноманітних домішок. Підведення робочої рідинивиконується в осьовому напрямку. У побуті та промисловості застосовуються вертикальні та горизонтальні пристрої. Основною відмінністю таких пристроїв є порівняно невелика кількістьлопаті на колесі. Корпус фекального насоса обладнаний спеціальними лючками, необхідними для обслуговування пристрою.
- Землесоси та піскові пристрої застосовуються для взаємодії з промисловими стоками, що містять багато різних домішок. Такі моделі насосів сприяють перекачуванню гідросуміші з нормальною об'ємною масою 3 кг/л.
Окремо слід розглянути відцентрові насоси для видобутку води із свердловин.
Принцип функціонування
Канали між лопатями у процесі функціонування відцентрового насоса заповнюються водою. Коли вал обертається, на воду, розташовану між лопатями, впливає відцентрова сила, що сприяє виведенню рідини з-під робочого ступеня. Таким чином, у центрі щаблі може виникати розрядження, що супроводжується збільшенням показника тиску на периферії. Вода перекачується по всмоктувальному трубопроводу, потім через патрубок прямує в насос.
Робоча рідина рухається трубопроводом, завдяки різниці в показниках тиску в центральній частині колеса і використовуваної приймальної ємності. Вода під тиском виводиться з робочого колеса, прямує в спіральну камеру, а потім надходить у напірний патрубок, через який перетікає в трубку напірний. Показник відцентрової сили значно підвищується зі збільшенням кількості обертів валу, отже, підвищується тиск у системі. Як рушійний привод для відцентрових насосів може застосовуватися звичайний електродвигун або турбіна.
На сьогоднішній день подібні пристрої застосовуються в самих різних сферахдіяльності. Існує безліч підкатегорій відцентрових насосів, які мають чималий попит на вітчизняному ринку.
Свердловинні відцентрові насоси
Свердловинні насосні пристрої поділяються на дві основні підкатегорії:
- Напівзавантажені.
- Занурювальні.
Напівнавантажувальні агрегати часто мають конструкцію багатоступінчастого типу із встановленим напірним трубопроводом, електричним мотором та надійним опорним вузлом. В обладнаних хрестовинах напірної труби монтуються еластичні гумові, або лігнофолеві підшипники, завдяки яким вал насоса може нормально обертатися. Декілька секцій валу об'єднуються за допомогою накручених муфт. Завдяки хромованому напиленню стінки валу надійно захищаються від корозії, збільшується показник їх зносостійкості. Механізм контрреверсу блокує можливе обертання валу у зворотний бік. Робочі колеса у пристроях бувають відкритого чи закритого типу. Механізми з відкритими колесами відрізняються значно меншою чутливістю до всіляких домішок. Однак у насосів із закритими колесами значно підвищується показник ККД. Напірний трубопровід у пристроях напівзанурювального типу збирається з декількох секцій.
Електродвигун можна обслуговувати без особливої праціу напівзанурювальних системах. Однак монтаж таких систем вимагає дотримання певних правил у процесі буріння свердловини, яка має бути вертикальною та прямолінійною. Також до відмінним особливостямтакого обладнання відноситься висока металоємність та складність установки.
Занурювальний насос, що опускається в свердловину, оснащується електромотором та багатоступінчастою системою водозабору. Пристрій занурюється у встановлену трубу обсадної і фіксується до напірної трубної конструкції за допомогою спеціальної муфти. Маса насосної установкипередається на опорну плиту через трубопровід, що складається з кількох секцій. З напірним трубопроводом з'єднується за допомогою спеціальних хомутів електричний кабель, живлення двигуна. Управління пристроєм, що експлуатується, виконується за допомогою віддаленої автоматизованої системи.
У порівнянні з напівзанурювальними системами занурювальні відрізняються несуттєвою металоємністю, їх монтаж можна виконувати в непрямолінійних отворах свердловин, установка і демонтаж виконується набагато простіше. До недоліків таких пристроїв відноситься високий показник чутливості до наявності піщаної маси в воді, що перекачується.
Переваги та недоліки відцентрових насосів
Відцентрові насоси мають безліч переваг, завдяки яким користуються широкою популярністю на вітчизняному ринку.
До таких переваг відносяться:
- Порівняно велика кількість обертів валу. Це дає можливість застосовувати електродвигуни та турбіни як механізми, що забезпечують обертання;
- Можливість поступового зниження чи підвищення потужності. Завдяки такій якості запуск пристрою може виконуватися при перекритій засувці на вихідному отворі;
- Коли кілька насосів встановлюються одному трубопроводі, рівень напору і інтенсивність подачі води значно збільшуються;
- Простота конструкції;
- Порівняльна дешевизна;
- Можливість використання автоматизованої системи керування;
- Рідина може втягуватись у насос з великої висоти;
- ККД таких пристроїв становить приблизно 0,6-0,8;
- Надійність експлуатації.
До недоліків цього класу насосів можна віднести:
- Можливість нестабільної подачі води, що змінюється у разі нестабільної роботи електричного ланцюга.
- Коли виконується запуск, робоча ємність відцентрового насоса обов'язково має бути заповнена водою. Найчастіше воду доводиться заливати у пристрій, якщо рівень рідини не дістає до вхідного патрубка.
- Функціональні характеристики механізму можуть значно знизитися в ситуації, коли в спіраль потрапляє повітряна маса, підшипники та інші комплектуючі при цьому швидше виходять з ладу.
Щоб повітря благополучно віддалялося із системи, на кожусі встановлюються спеціальні вантузи.
Потрібно розуміти, що на функціональні характеристики насосів впливають деякі фактори:
- Виникнення засмічення в галузі всмоктування. Для цього виконується заміна фільтра;
- Перевищення допустимого рівнятемператури води, що перекачується. У такому випадку насос потрібно вимкнути та почекати, поки рідина не охолоне;
- Занадто маленький діаметр трубопроводу відповідно до його довжиною. Недоліки проектування системи, які потребують коригування;
- Розгерметизація стиків на запірній арматурі, а також встановлені фланці. У таких випадках є причина розгерметизації та вживаються відповідні заходи щодо ущільнення.
Самостійний монтаж відцентрового насоса не становить нічого складного. Потрібно завжди розуміти, які можуть виникнути труднощі у процесі експлуатації. Потрібно постійно контролювати роботу пристрою, щоб уникнути проблем у майбутньому. З появою перших характерних ознакпорушення стабільності подачі робочої рідини, потрібно самостійно виявляти проблему, що виникла. Якщо своєчасно прийняти необхідні заходи, вдасться довше скористатись насосом без необхідності проведення ремонтних робіт.
Класифікація насосів
У рубриці "Про сайт" поговоримо про класифікацію насосного обладнання. Насосне обладнання широко використовується в різних сферахпромисловості та побуту, виходячи з цього, заводи виробники насосного обладнання постійно розширюють та вдосконалюють свій асортимент, розробляючи та пропонуючи на ринок нові типи насосів різного функціонального призначення та технічних характеристик. Основними параметрами будь-якого насоса, що не залежать від його типу або виду, є витрата та натиск. Витрата – це обсяг середовища, що перекачується в одиницю часу. Вимірюється в кубічних метрах на годину (м3/год). Натиск - це максимальний тиск, яке може створити насос на напірному патрубку, напір вимірюється в метрах водяного стовпа (м). Дуже важливими характеристиками насосного обладнання є його коефіцієнт корисної потужності (ККД) і споживана потужність (кВт). Як і будь-яке обладнання, насосне також має свої технічні параметри, що визначають його клас, вид і, зрештою, його вартість.
Ця класифікація буде не повною, оскільки сьогодні існує багато інших способів класифікації насосного обладнання. Ми розглянемо найчастіше використовувані методи класифікації.
Види класифікації
насосного обладнання
Як відомо, насосне обладнання складається безпосередньо з самого насоса і приводу. На даний момент у країнах СНД немає єдиної міждержавної системи для класифікації та кодування насосного обладнання. У єдиній системі конструкторської документації (ЄСКД) клас 6 передбачає класифікацію насосного обладнання за конструктивними та споживчими ознаками. ГОСТ 17398-72 «НАСОСИ терміни та визначення», який діє зараз у Росії та інших країнах СНД, встановлює терміни та визначення на насосне обладнання та на їх основні технічні показники та характеристики. Даний стандарт у рекомендаційному порядку визначає види насосів за конструктивними ознаками, а також у рекомендаційному порядку включає схему класифікації насосів за видами, за принципом дії та за конструкцією.
У зв'язку з тим, що відсутня єдина система класифікації насосного обладнання та запасних частин, традиційно на заводах-виробниках насосного обладнання склалися самі різні способиїх класифікації. Як приклад можна виділити класифікацію відцентрових насосів:
по функціональному призначеннюзалежно від способів експлуатації: (підживлювальні, конденсатні, циркуляційні, мережеві, суднові тощо);
за видом середовища, що перекачується (водяні, нафтові, хімічні та ін.);
за кількістю робочих коліс (одно ступінчасті насоси, двоступінчасті та багатоступінчасті):
за розташуванням осі валу в просторі (горизонтальні та вертикальні):
по тиску (насоси для низького тиску, середнього та високого тиску);
за способом підведення рідини до робочого колеса (з одностороннім або двостороннім (подвійним всмоктуванням));
за способом з'єднання з приводом (з редуктором, зі шківом або з'єднання за допомогою муфти):
за способом монтажу насоса щодо поверхні рідини (поверхневі та занурювальні).
У ГОСТ 17398-72 «НАСОСИ терміни та визначення» можна знайти визначення використовуваних типів насосів:
Насос – це виріб, який використовується для створення потоку рідини. Насос наводиться за допомогою приводів.
Відцентровий – це лопатевий насос, В якому рідина переміщається через робоче колесо від його центру до периферії. Цей видНасосне обладнання є найпоширенішим видом динамічних машин. Вони дуже широко використовуються: в системах водопостачання, теплопостачання, водовідведення, в хімічній, атомній, авіаційній промисловостях.
– це насос, в якому рідина переміщається периферією робочого колеса в тангенціальному напрямку. Вихрові насоси пристрою аналогічні відцентровим насосам. Корпус виробу герметичний, усередині корпусу знаходиться вал із зафіксованим на ньому робочим колесом. У колеса є лопатки, встановлені перпендикулярно осі обертання валу, що передають рідини механічну енергію. В результаті рідина, що перекачується, потрапляє в гнізда і перекидається в напірний патрубок насоса.
– це насос, у якого вал з робочим колесом розташований горизонтально, незалежно від розташування валу приводу або передачі.
– це насос, у якого вал з робочим колесом розташований вертикально, незалежно від розташування осі приводу або передачі. Горизонтальні та вертикальні насосизастосовуються в установках підвищення тиску води для промислового, міського чи сільського водопостачання, в автоматичних насосних станціях, а також у системах поливу та зрошення полів.
насос – це насос, у якого робочі органи розташовані на консольній частині його валу. Цей вид відцентрового насоса з одностороннім підведенням рідини до робочого колеса, розташованого на кінці валу (консолі), встановленого в підшипниках корпусу насоса віддаленого від приводу. Вироби комплектуються приводом, що встановлюється, як правило, на загальну платформу. Консольні насоси використовуються для перекачування води, хімічно не агресивних рідин, рідин, що включають домішки.
- Це насос, у якого робоче колесо (колеса) розташовані на валу приводу (двигуна). Цей вид відцентрового насоса характеризуються осьовим патрубком, що всмоктує, і радіальним напірним. Рідина надходить у насос у напрямку, що збігається з поздовжньою віссю валу, а відводиться (подається) перпендикулярно (радіально) їй. Даний вид насосів має досить широкий спектр використання від води в системах водопостачання та пожежогасіння до забезпечення циркуляції теплоносія у системах опалення та кондиціювання.
Насос із бічним входом – це насос, до якого рідина підводиться у напрямку, перпендикулярному до осі робочих коліс.
Насос із осьовим входом – це насос, у якого рідина підводиться у напрямку осі робочих коліс.
Одноступінчастий – це насос, в якому рідина переміщується одним комплектом робочих коліс. Завдяки високій їх надійності та простоті при експлуатації, а також безшумній роботі та відсутності необхідності в регулярному технічному обслуговуванні, ці насоси знайшли своє широке застосування у промисловості та побутовому господарстві. Максимальна глибинавсмоктування таких насосів 7 метрів
Двоступінчастий – це насос, в якому рідина послідовно переміщається двома комплектами робочих коліс.
Багатоступінчастий - це насос, в якому рідина послідовно переміщається кількома комплектами робочих коліс. Відцентровий багатоступінчастий насос відрізняються від звичайного відцентрового насоса кількістю робочих коліс: три або більше встановлених на одному валу. Колеса обертаються всередині дифузорів, які забезпечують просування рідини з виходу кожного робочого колеса у напрямку до патрубка, що всмоктує, наступного робочого колеса. Після проходження рідини через всі послідовно встановлені робочі колеса вона виштовхується через напірний патрубок з насоса.
Поверхневий - це насос, який монтується над рівнем рідини, що перекачується. Дане насосне обладнання встановлюється біля джерела водопостачання. Забір рідини здійснюється шляхом всмоктування. Даний вид насосів має певні обмеження по глибині всмоктування рідини з джерела водопостачання. Глибина всмоктування становить 8-9 метрів. При великих глибинах всмоктування необхідно монтувати насоси або з виносним ежектором, або занурювальні насоси.
Занурювальний - це насос, який монтується під рівнем рідини, що перекачується. Цей вид насосного обладнання монтується у випадках, коли застосування поверхневого насоса або недоцільне, або неможливе. Це обладнання занурюються безпосередньо в рідину, що перекачується. Занурювальні насоси призначені для подачі рідини з глибоких колодязів, котлованів, відкритих водойм, де відстань по глибині становить понад 9 м.
– це один із видів занурювальних насосів, які монтуються у свердловинах.
Дозувальний – це насос, що забезпечує подачу рідини чи хімічного розчину із заданою точністю.
Ручний – це насос, у якому рух рідини здійснюється з допомогою м'язової сили людини.
– це насос, що дозволяє самостійно заповнити підвідний трубопровід рідиною, що перекачується.
– це насос, у якого ежектор монтується у свердловині або глибокій криниці. Сам же насос знаходиться на поверхні. Від ежектора до насоса підходять дві труби, якими здійснюється подача і рециркуляція рідини, що перекачується.
Вибухозахисний – це насос, конструкція якого забезпечує вибухобезпечну експлуатацію у заданих умовах.
Електронасос це насос із приводом від електричного двигуна, конструктивно вузли якого входять у конструкцію насоса
Відсутність єдиного та системного підходудо класифікації насосного устаткування країнах СНД призвело до появи значного різноманіття їх типів. Насосне обладнання близьке або навіть однотипне за параметрами, конструкцією та функціональним призначенням – практично не уніфіковано і випускаються за різною конструкторською та технологічною документацією, в т. ч. і за своїми стандартами. У насосах, що відносяться до однієї конструкції, повторюваність інженерних рішеньпрактично відсутня, не кажучи вже про уніфікацію запасних частин та деталей у насосному устаткуванні різного конструктивного виконання, наприклад, вертикальних та горизонтальних. Недосконалість способів класифікації насосного обладнання та запасних частин до них, а також відсутність важелів впливу, які були б спрямовані на забезпечення рівня уніфікації та стандартизації виробів при проектуванні та виробництві, призвело до того, що розробка та модернізація насосів здійснюється у відриві від уніфікованих міжнародно визнаних закордонних. виробів.
В основу системи класифікації «EUROPUMP» покладено національний стандарт Німеччини VD MA 24261 «Класифікація відцентрових, (частина 1) об'ємних плунжерних (частина 2) та ротаційних насосів» (частина 3), а також основні положення стандарту використані при розробці систем класифікації в національних стандартах США, наприклад, API610. Ця система класифікації насосного обладнання дозволяє відносити їх до класів та груп на основі основних функціональних та конструктивних ознак з поетапним переходом до другорядних ознак. Дані принципи класифікації насосного обладнання використовуються у провідних країнах ЄС і визнані також переважною більшістю зарубіжних держав, де виробляється насосне обладнання. Стандарти найменувань та кодування «EUROPUMP». DIN 24250 «Насоси відцентрові, найменування та нумерація виробів», DIN 676 «Класифікація. Кодування. Основні поняття», які розроблені на основі європейської системи, Міжнародна «Гармонізована система опису та кодування товарів» – узгоджуються між собою та сприяють встановленню уніфікації термінів, визначень та найменувань.
На закінчення слід зазначити, що таку роботу слід проводити і в міждержавній раді (МГС) зі стандартизації, метрології та сертифікації СНД щодо впровадження міжнародних стандартів та видань «EUROPUMP» у Росії та країнах СНД.
До нагнітачів, що набули поширення у водопостачанні та водовідведенні, відносяться:
1. лопатеві насоси: відцентрові, діагональні, осьові, вихрові;
2. поршневі насоси
3. роторні нагнітачі (гвинтові, шестерні)
4. повітряні водопідйомники
5. струменеві насоси (нагнітачі)
6. компресори.
Найбільшого поширення набули – відцентрові насоси.
Принцип дії насоса легко усвідомити рис.1.
Відцентровий насос – не герметична машина.
Для забезпечення герметичності насоса його заливають водою. (Спосіб заливки різні: з водопроводу, вакуум насосом, з напірного резервуара).
При обертанні робочого колеса рідина, що заповнює робоче колесо, також починає обертатися, набуваючи при цьому відцентрової сили. Під впливом цих сил частки рідини прямують від центру до периферії по радіусу. Чим більший радіус колеса R і частота його обертання n, тим більша швидкість руху рідини, тим з більшою швидкістю частинки рідини прямують до напірного патрубка насоса. Об'єм, що заповнюється рідиною, спорожняється і в ньому створюється знижений тиск - вакуум. Під дією атмосферних сил вода з витратної ємності по трубі, що всмоктує, надходить на лопаті колеса в зону зниженого тиску. І цикл повторюється.
Корпус насоса має форму равлика і служить для перетворення кінетичної енергії рідини на потенційну (зона розширення корпусу), а також для гасіння поперечних сил (осьові сили та поперечні або радіальні сили).
Поршневий насос.
Поршневий насос – герметична машина, тому не потребує заливання. Він може нагнітати як рідини, так і гази (об'ємні насоси витіснення).
Основні конструкційні елементи насоса:
До роторних нагнітачів відносяться такі насоси, які, як і поршневі, переміщують рідину за рахунок її витіснення. Тільки у поршневого наосу робочий орган має зворотно-поступальний рух, а в роторних – робочі органи обертаються по колу і цих органів більше, ніж кількість поршнів.
Прикладом роторного нагнітача може бути шестерний насос:
За рахунок герметичного защемлення зубів шестерень один з одним робоча камера насоса ділиться на дві частини: всмоктувальну та напірну. У всмоктувальній камері зуби поперемінно витісняють навколишнє середовище (олії, рідини). Створюючи тим самим вакуум, а в напірній частині створюють надлишковий тиск за рахунок надходження середовища, що витісняється.
Приблизно за цим принципом працюють гвинтові насоси (один провідний і два ведені гвинти), пластинчастий насос.
Вихровий насос.
Принцип дії вихрових наосів заснований також передачі енергії від лопаті до потоку рідини.
1-Робоче колесо з радіальними лопатями. 2 – кільцевий канал
6ºА – вікно у бічній частині корпусу.
Рідина надходить на лопаті робочого колеса, через вікно А. Робоче колесо є своєрідним відцентровим колесом з радіальними лопатями. Навколо периферії колеса в корпусі насоса виконаний кільцевий канал, що закінчується напірним патрубком. Область вхідних каналів відокремлюється від напірного патрубка ділянкою, що щільно прилягає до колеса (радіальний зазор) не більше 0,2 мм і службовим ущільненням.
Рідина, що увійшла через вхідний отвір у насос, потрапляє міжлопатеві простори, в яких їй повідомляється механічна енергія. Відцентрові сили викидають її із колеса. У кільцевому каналі рідина рухається гвинтовими траєкторіями і через деяку відстань знову надходить в міжлопатевий простір, де знову отримує збільшення механічної енергії.
Таким чином, у корпусі працюючого насоса утворюється своєрідне кільцеве вихрове рух, від якого насос і отримав назву вихрового. Багаторазовість збільшення енергії частинок рідини призводить до того, що вихровий насосза інших рівних умов створює значно більший натиск, ніж відцентровий. Наявність ділянки, що ущільнює, дозволяє насосу перекачувати гази.
Недолік – низький ККД – 40-50%
Повітряні водопідйомники бувають двох типів:
Витіснювачі (монтжю, пульсометри, джати, нагнітач Кремера)
Ерліфти.
Витіснювачізастосовуються для переміщення забруднених чи агресивних рідин. Складаються: з приймача – куди підводиться рідина, компресора, труби нагнітальної, яка приєднується до верхньої частини приймача.
Під дією стисненого повітря рідина по напірній трубі витісняється на бажану висоту.
Ерліфти –використовуються для вилучення води з глибоких трубчастих колодязів.
Мал. 2. Повітряний підйомник
а-схема пристрою; - б-напірна характеристика; / - Приймальний бак; 2-повітряна труба від компресора; 3-водопідйомна труба; 4-обсадна труба свердловини; 5-форсунка
Підйомна труба (3) спущена під рівень води в колодязь. Повітряна труба (2) підводить стиснене повітря від компресора до нижньої частини водопідйомної труби за допомогою дірчастого розподільника повітря (5). Стиснене повітря, розчиняючись у воді, насичує воду. Завдяки чому питома вага водоповітряної суміші всередині водопідйомної труби виявляється меншою, ніж питома вагаводи в колодязі. Регулюючи кількість повітря, що подається, можна домогтися того, що водоповітряна суміш почне підніматися по трубі і виливатися в ємність.
Недолік – низький ККД – 20-30%
Струменеві водопідйомникипрацюють за принципом використання енергії робочого середовищадля переміщення рідини.
Як робоче середовище можуть виступати: вода, пара, газ.
Якщо газ – то ежектор. Вода – гідроелеватор
Мал. 3. Водоструйний насос
а -схема пристрою: /-всмоктуючий трубопровід; 2 -труба; 3 -Сопло; 4 -Підводить камера; 5 -камера змішування; 6 -дифузор; 7-напірний трубопровід; б-теоретична витратно-напірна характеристика
У водоструминних – гідроелеваторах – робоча рідина (вода) під високим напором h по трубі 2 надходить у насадку, а з неї в звужувальну частину труби – 4 де швидкість руху рідини зростає за рахунок енергії робочої рідини. При збільшенні швидкості в перерізі 1-1 падає тиск і це місце спрямовується потік рідини з резервуара під дію атмосферного тиску.
Недолік низький ККД.
Гідравлічний пристрій, який використовується для всмоктування води, напірного переміщення або нагнітання, називається насосом. Як правило, будь-яке переміщення рідини подібними агрегатами відбувається за рахунок передачі потенційної або кінетичної енергії. Залежно від технічних параметрівта призначення бувають різні видинасосів. При цьому вони відрізняються коефіцієнтом корисної дії, потужністю, обсягами рідини, що перекачується за одиницю часу, максимальним напором і створюваним тиском.
Вибір типу насосного обладнання в залежності від мети використання можна зробити на підставі наступної класифікації:
- Всі занурювальні насоси можна розділити на три групи:
- агрегати свердловинного типу підходять для встановлення у свердловинах;
- дренажне обладнання ділиться, у свою чергу, на два типи: насоси, що працюють з чистою водою, та прилади, які можуть використовуватися для перекачування брудної води;
- колодязні агрегати встановлюються у шахтних колодязях.
- Усе поверхневі насосиможна розділити на такі типи:
- фонтанні;
- каналізаційні установки, які поділяються на агрегати зовнішнього та внутрішнього використання;
- насосні станції.
Варто знати: агрегатів для перекачування води налічується близько 3 тисяч видів. Їх принцип пристрою, сфера застосування та особливості живлення можуть істотно відрізнятися. Щоб правильно вибрати, необхідно враховувати призначення приладу та умови експлуатації.
Класифікація
При виборі насосного обладнання дуже важливо враховувати тип живлення, оскільки в деяких умовах може бути потрібна незалежна від електромережі робота агрегату. Така робота властива лише агрегатам, укомплектованим двигуном внутрішнього згоряння.
Так, за типом енергоживлення, всі насоси можна розділити на такі види:
- Електричні приладидля роботи двигуна використовують змінний струм. Це робить їх залежними від електромережі. Однак це дозволяє не дбати про поповнення запасів палива. Вибір такого насоса варто робити в тому випадку, якщо в місці використання є працююча електромережа. Важливо враховувати напругу в мережі, а також те, скільки фаз розрахований прилад.
- Рідкопаливні насосиЗвані мотопомпи працюють на ДВС. Вони поділяються на такі різновиди:
- Бензинові. Ці агрегати використовують бензиново-масляну суміш, приготовану у певній пропорції. Вони більш тихі в роботі та менш дорогі, ніж дизельні агрегати.
- Дизельні насоси працюють на солярці. Ці прилади відрізняються високою економічністю та підвищеним шумом при роботі.
Головною перевагою мотопомп є їх мобільність та простота використання. Вони підходять для місць, де є перебої з подачею електроживлення або відсутні електричні мережі.
Також є класифікація водяних насосів залежно від чистоти рідини, що перекачується. За цим критерієм насосні агрегати поділяються на такі типи:
- для чистої водиіз вмістом твердих домішок, що не перевищують 150 г/м³. Сюди відносяться свердловинні, колодязні та всі модифікації поверхневих насосів;
- для води середнього ступеня забруднення, В якій вміст домішок не перевищує 200 г/м³. До цієї категорії належать дренажні насоси, самовсмоктувальні та циркуляційні агрегати, деякі види насосних станцій та фонтанні насоси;
- для сильно забрудненої водиз концентрацією твердих домішок більше ніж 200 г на кубометр. До цієї категорії входять деякі типи дренажних насосів, а також поверхневі каналізаційні пристрої.
Увага: неправильний вибір насоса за критерієм чистоти рідини, що перекачується, може призвести до швидкого зносу механічних деталей і виходу з ладу. Самостійно оцінити ступінь чистоти води можна тільки за кількістю осаду і твердих частинок, що плавають.
За місцем розташування щодо водного дзеркала всі насосні агрегати поділяються на такі типи:
- Поверхневі насосивстановлюються на деякій відстані від джерела та повідомляються з ним за допомогою трубопроводу або шлангу. Потужність агрегату залежить від відстані, де воно знаходиться від джерела. Чим воно більше, тим вищою має бути потужність.
- Занурювальні агрегатимонтуються в гідротехнічній споруді. При цьому корпус приладу повинен бути повністю або частково занурений у воду.
Агрегати поверхового типу
Насоси поверхневого типу найчастіше використовуються в побуті для дач, заміських будинківта котеджів. Вони підходять для зрошувальної системи, поливу городу та підйому тиску в системі водопостачання.
Такі насоси для води відрізняються невеликими розмірами, простотою експлуатації та високою економічністю. Якщо їх укомплектувати додатковою автоматикою, то прилади працюватимуть як автономні насосні станції. А при комплектації виносним ежектором агрегат зможе піднімати воду зі значної глибини.
За способом транспортування води та пристрою такі прилади поділяються на такі типи:
- Вихрові – це агрегати з особливою формою лопат робочого колеса, що сприяє характерному обертанню води в просторі між лопатями. Завдяки концентрації завихрень в один канал вдається досягти потужного обертального руху потоку. У результаті натиск такого агрегата в 5 разів вищий, ніж у його відцентрового побратима. Це компактні прилади із прийнятною ціною. Однак вони можуть працювати тільки з чистим водним середовищем.
- Відцентрові насоси мають лопаті, які розкидають воду по стінах робочої камери. Це найбільш потужні агрегати з безшумною роботою.
Самовсмоктувальні прилади
Такі типи насосів дуже цінуються за їхню простоту, невибагливість в обслуговуванні та зручність експлуатації. Залежно від наявності ежекторного пристрою агрегати бувають:
- безежекторні. Вони рідина втягується рахунок особливої гідравлічної конструкції насосного устаткування;
- ежекторні. У цьому приладі підняття води здійснюється за рахунок нагнітання вакууму в ежекторі.
Таке обладнання можна використовувати для:
- поливу городу та саду;
- забезпечення питного та господарсько-побутового водопостачання заміського будинку;
- для підйому рідини з чистих або слабо забруднених поверхневих водойм, колодязів або свердловин.
Головний недолік безежекторних агрегатів – невелика висотапідйому, що не перевищує 9 м. Однак агрегати з ежектором легко впораються з цією проблемою. Самовсмоктувальні насосискладно експлуатувати в холодну пору року, оскільки всі водоподаючі механізми знаходяться на поверхні і потребують захисту від замерзання.
Насоси фонтанного типу
Фонтанний тип насосного обладнання знайшов широке застосування ландшафтний дизайн. За допомогою таких агрегатів облаштовують міні ставки, декоративні водоймища, струмки, фонтани та каскадні водоспади. Окремі моделітакого обладнання доповнено функцією фільтрації рідини, тому можуть працювати з морською водою.
Завдяки використанню спеціальних насадок можна формувати гарні фонтанні струмені. Крім цього таке насосне обладнання може використовуватися для зрошення окремих територій.
Фонтанні насоси поділяються на два види:
- прилади, що встановлюються на дно водоймища (на поверхні видно лише насадку);
- агрегати, що монтуються поза джерелом води.
Крім цього, є надпотужні агрегати для створення масштабних водних композицій та обслуговування об'єктів значного розміру, а також обладнання невеликої потужності для маленьких водойм та фонтанних ансамблів.
Насосна станція
Агрегат складається з наступних частин:
- насос;
- гідроакумулятора;
- зворотного клапана;
- датчиків керування.
Принцип дії обладнання ґрунтується на будові гідробака, всередині якого є гумова груша, куди закачується вода з джерела. Ця груша поміщена в сталевий корпус, в який закачано повітря, що створює певний тиск у системі. Реле тиску реагує зміну тиску повітря, що залежить від ступеня наповнення груші водою. Через війну реле запускає чи зупиняє насосне устаткування закачування води у бак.
Важливо: щоб продовжити термін служби насоса, обов'язково використовуйте фільтруючий пристрій на всмоктувальному патрубку.
Агрегати занурювального типу
Ці прилади встановлюються у місці забору води. При цьому у водне середовище занурюється весь агрегат з мотором, або електродвигун розташовується над поверхнею води. Таке насосне обладнання може перекачувати рідину зі значної глибини. Воно відрізняється великою продуктивністю та ефективним охолодженням двигуна.
Залежно від внутрішньої будовиприлад поділяється на такі види:
- вібраційні насоси– це прилади, які всмоктують рідину за рахунок електромагнітного поля та вібраційного механізму. Така робота приладу диктує особливі правила його встановлення - на певній відстані від дна водозабору, оскільки агрегат здатний піднімати з дна мул, пісок та інший осад;
- відцентрові агрегатипрацюють за рахунок крутіння лопатей. Коли на них потрапляє вода, вона відкидається на стінки робочої камери та під тиском транспортується назовні.
Свердловинні насоси
Ці агрегати підходять для підняття води з дна свердловин. Ці прилади мають витягнуту циліндричну конфігурацію та невеликі розміри, що дозволяють опускати в обсадну колону. Таке обладнання може працювати на значній глибині в артезіанських свердловинах. Потужність приладу досить велика. Для перекачування підходить лише слабозабруднене або чисте водне середовище.
Порада: при виборі діаметра насоса слідкуйте, щоб його розмір був на 1-1,5 см менший від перерізу обсадної труби, оскільки для вільного вилучення приладу використовується трос, закріплений на петлі корпусу.
Дренажне обладнання
Це обладнання підходить для перекачування забрудненої води з водойм, підтоплених підвалів, котлованів, траншей тощо. Однак є і модифікації, які розраховані на роботу в слабко забрудненому середовищі.
Дренажний насос легко справляється з водою, де міститься велика кількість піску, трави, глини, мулу або іншого дрібного сміття. А деякі моделі укомплектовані подрібнювальними ножами, на зразок фекальних насосів. Воду, що перекачується, можна використовувати для зрошення, поливу городу і технічних потреб.
Колодязні агрегати
Такі насоси підходять для перекачування води із шахтних колодязів. Водне середовище може містити невелику кількість дрібних домішок у вигляді піску, глини та мулу. Головна їхня відмінність від агрегатів свердловинного типу полягає в глибині занурення, вона порівняно невелика. Подібне обладнання підходить для перекачування чистої води для потреб питного водопостачання.
Потужність, максимальний натиск та продуктивність такого обладнання досить великі, але й габарити приладу не відрізняються компактними розмірами. Агрегати колодязного типу можуть похвалитися безшумною роботою та малою вібрацією.
Насоси циркуляційного типу
Ці агрегати монтуються в системах водопостачання та опалення та сприяють циркуляції рідини в них. Зазвичай ці прилади мають чавунний, бронзовий чи сталевий корпус. Циркуляція води відбувається рахунок обертання крильчатки на роторі.
Залежно від способу охолодження ротора агрегати циркуляційного типу поділяються на такі підвиди:
- Прилади з мокрим ротороммонтуються в рідині, що перекачується. Охолодження мотора відбувається за рахунок водного середовища, що транспортується. Це невибагливі, безшумні прилади з плавним регулюванням швидкості роботи та прийнятною ціною.
- Насоси із сухим ротором. Для змащування та охолодження в такому приладі використовується спеціальна олія. При цьому під час роботи двигун не контактує з водою. Ці прилади підходять для транспортування великих об'ємів води, оскільки мають вищий ККД (до 80%). Однак агрегат вимагає регулярного техобслуговування, яке полягає в заміні олії для змащення та охолодження.
Подібні насоси забезпечують рух теплоносія у трубопроводі та підходять для систем опалення та ГВП. Їх можна використовувати як у невеликих дачних будиночках, так і у великих заміських будинках. Вибір агрегату роблять, виходячи з протяжності трубопроводу та обсягів опалювального приміщення.
Каналізаційні насосні пристрої
Таке обладнання використовується для відведення стічних вод. Залежно від місця встановлення насоси можуть бути двох видів:
- Занурювальні дренажні агрегати каналізаційного типумонтуються в місці збору стічних вод, а саме в септику, відстійнику, стічній канаві, вигрібної ямиі т.п. Подача стоків у ці накопичувачі здійснюється самопливом за рахунок нахилу труб. Зазвичай, таке обладнання використовується на дачних ділянках.
- Примусові каналізаційні насосизовнішнього типу– це комбінація насосного обладнання та накопичувальної ємності. Цей пристрій встановлюється в багатоповерхових будинках, офісних будівлях, виробничих приміщенняхде немає можливості здійснювати видалення стічних вод самопливом. Вони монтуються у відповідній нижній точці системи та здійснюють збір стоків у спеціальний бак, звідки під дією насоса вони поставляються до місця самостійного стоку у каналізаційну систему.
Як правило, багато каналізаційних фекальних насосів укомплектовуються спеціальними подрібнювальними ножами. Це дозволяє їм транспортувати стоки із високим ступенем забруднення. За рахунок ножів здійснюється подрібнення великих складових стоків, що перешкоджає засміченню насосного обладнання.
