Вертикальный центробежный насос – разновидности и особенности работы

Вертикальный центробежный насос – разновидности и особенности работы

Вертикальные модели центробежных насосов получили широкое распространение в быту и в условиях промышленных предприятий. Их отличительной особенностью является вертикально расположенный вал, благодаря которому для размещения оборудования требуются малые размеры площадок. Вертикальный центробежный насос можно использовать не только как самостоятельную единицу, но и в качестве одной из составляющих общей системы водоснабжения или водоотведения.

Разновидности вертикальных насосов

Вертикальные виды насосов центробежного типа подразделяются по нескольким критериям:

  • по напору – низкий уровень, средний или высокий;
  • по быстроходности – нормальные, тихо- или быстроходные;
  • по производительности – объему перекачиваемой среды за единицу времени;
  • по количеству ступеней (секций или колец);
  • по числу входов воды – одно- или двусторонние;
  • по виду перекачиваемой жидкости – водяные, дренажные, химические, фекальные и т.д.;
  • по способу погружения – наземные, полупогружные или погружные;
  • по варианту соединения с электродвигателем – прямоприводные, редукторные или со шкивом.

Вертикальные насосные агрегаты используются в водопроводных и канализационных системах, для перекачивания чистой, загрязненной или агрессивной среды низкой вязкости. Они компактны, просты в обслуживании, высокоэффективны, а их уровень шума имеет низкие показатели. Благодаря своим преимуществам, центробежный одно- и многоступенчатый насос нашел широкое применение во многих областях, основными из которых являются системы:

  • отопления;
  • водоснабжения;
  • дренажа;
  • конденсации;
  • орошения, фильтрации и мелиорации;
  • очистки и т.д.

Насосные агрегаты применяют для поднятия на другой уровень жидкости за счет повышения ее давления. Их выпускают в трех вариантах – поверхностными (наземными), а также погружными или полупогружными. Каждый из них комплектуется электродвигателем.

В первом случае оборудование устанавливают на поверхности земли, в приямках или на специальных площадках, не соприкасающихся с перекачиваемой жидкостью. Полупогружной насос лишь частично опускается в воду, при этом двигатель остается над ее поверхностью. Погружная герметичная конструкция вместе с электродвигателем помещается в жидкую откачиваемую среду. Преимуществом, в этом случае, перед полупогружными вертикальными агрегатами является возможность установки оборудования не только в прямолинейных, но и в искривленных скважинах.

Необходимо помнить о том, что электродвигателем запускать вертикальный насос центробежного типа разрешается только в том случае, если в корпусе уже находится жидкость. Всухую пуск не допускается!

Много секционный насос способен увеличивать давление в несколько раз, по сравнению с одноступенчатыми моделями с электродвигателем. Причем, чем больше секций будет в конструкции, тем выше окажется конечный результат и КПД агрегата, так как каждая из последовательно подсоединенных ступеней дает потоку жидкости прирост кинетической энергии.

Как работает центробежный насос с электродвигателем

Основным элементом центробежного насосного оборудования является лопастное колесо. Причем много секционный агрегат оснащен сразу несколькими закрепленными на валу колесами, число которых соответствует количеству ступеней. Колеса представляют собой два расположенных на расстоянии друг от друга диска, установленных на вертикально расположенном валу и соединенных в единое целое лопастями, изогнутыми в обратную сторону от направления вращения.

Межлопастные каналы в процессе работы насоса наполняются поступающей в корпус жидкой средой. При вращении вала возникает центробежная сила, которая выбрасывает воду на стенки внутренней камеры. В результате, в центре колеса создается пониженное давление, а в отдаленной от него части – повышенное, выталкивающее жидкость наружу. Непрерывность работы агрегата обеспечивает постоянное всасывание новой партии перекачиваемой среды за счет разряженного давления, образующегося в центральной части камеры.

Много секционный насос перемещает жидкость последовательно из одной ступени в другую, и только после этого вода или суспензия поступает в отводящий патрубок.

Вал, отвечающий за вращение рабочих элементов, насаживается на подшипники. А во избежание протечек, между движущимися и неподвижными конструктивными деталями вертикального насоса устанавливаются уплотнительные сальники, либо магнитные муфты.

Использование вертикальных циркуляционных насосов ин-лайн позволяет устанавливать агрегаты линейно даже в трубопроводах, что повышает эффективность работы системы перекачивания жидкостей. Напорные и всасывающие патрубки, в этом случае, располагаются по одной оси.

Секционный насос

Центробежные агрегаты вертикального исполнения располагают на чугунных плитах, являющихся основой. Многоступенчатая конструкция включает в себя от 2 до 10 рабочих колес, размещенных на общем валу и в едином кожухе, но в отдельных модулях, находящихся, в свою очередь, между всасывающим и нагнетательным корпусом. Соединяется конструкция стяжными шпильками, а стыки уплотняются резиновыми прокладками. Патрубки, в этом случае, располагаются горизонтально в одной плоскости.

Особенностью многоступенчатых насосов является значительное повышение напора перекачиваемых сред на выходном патрубке, по сравнению с одноколесными установками. Секционный агрегат имеет более совершенную конструкцию, так как окончательный показатель напора выходящей водной струи складывается из суммарной величины напоров, состоящей из показателей каждой ступени. Проще говоря, двух секционный насос вертикального типа на выходе обеспечивает меньшую высоту струи, чем десяти секционный.

Немного истории

Простейшие насосы известны еще до нашей эры. А вот идея использования центробежной силы в процессе перекачивания воды появилась у Леонардо да Винчи на рубеже 15-16 веков, но лишь в набросках. Когда именно был разработан полноценный центробежный насос – доподлинно неизвестно, поэтому одного единственного изобретателя назвать не сможет никто.

В начале 17 века француз Бланкано соорудил максимально простую установку, которая могла подавать воду при помощи вращающегося рабочего колеса. Центробежный насос с четырехлопастным колесом, расположенным в спиральном корпусе, впервые предложил француз Дени Папен в конце 17 века. Первая же вертикальная насосная конструкция центробежного типа была опробована и внедрена инженером Ле Демуром в первой половине 18 века, а классическая форма колеса появилась лишь в начале 19 века. Широкое применение центробежные насосы получили после того, как их начали укомплектовывать электродвигателем.

Над созданием полноценных агрегатов независимо друг от друга трудились русские и зарубежные изобретатели на протяжении десятилетий.

Конструкция вертикального насоса с несколькими ступенями появилась на рубеже 19-20 столетия благодаря нашему соотечественнику – русскому инженеру Пушечникову. Его насосная установка могла выкачивать воду из скважин, имеющих глубину до 250 метров.

Правильная эксплуатация – залог долгой службы

Безаварийность центробежных насосов можно обеспечить организацией требуемых условий работы оборудования и установкой контролирующих приборов. Защитить рабочие колеса от попадания инородных тел поможет задвижка и соответствующий фильтр. Обратный клапан с манометром, определяющим давление на входном патрубке, позволит избежать появления кавитационных процессов.

Манометр, фиксирующий давление внутри насоса, поможет предотвратить гидроудар.

При выборе вертикальных центробежных агрегатов следует ориентироваться на их характеристики. Наиболее важными параметрами считаются:

  • потребляемая мощность;
  • производительность;
  • напор водной струи на выходе;
  • внешние габариты;
  • материал изготовления проточной части и рабочих деталей, входящих в контакт с перекачиваемой жидкостью.

Продолжительность эксплуатации насосного оборудования во многом зависит от правильного его использования. Вертикальные насосы не следует устанавливать в наклонном, а тем более в горизонтальном положении. Их категорически не допускается применять для перекачивания сред, не предусмотренных в инструкции. Водный насос не вынесет действия агрессивной или вязкой жидкости, его недопустимо ставить в дренажные системы, где возможно присутствие твердых частиц. А дорогостоящие химические насосы не имеет смысла приобретать для полива огорода.

В случае использования насосного оборудования в зимнее время, потребуется его утепление или установка в отапливаемом помещении. В противном случае корпус может разгерметизироваться и даже лопнуть.

Соблюдение правил эксплуатации поможет продлить полноценную эксплуатацию любых центробежных насосов, в том числе и вертикальных.

Центробежные насосы

Центробежные насосы являются самыми распространённым насосами в мире. Благодаря своей конструкции и стабильной работе этот тип насосов нашел широкое применение, как для решения бытовых задач, так и для основных технологических процессов в самых различных отраслях промышленности. В данной статье будет дано полное описание центробежных насосов, рассказано как работает центробежный насос, его классификация и основные области использования.

Принцип действия центробежного насоса

Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо (импеллер), расположенное внутри спирального корпуса (улитка), которое имеет лопасти, направленные в обратную сторону относительно вращению самого колеса. Импеллер устанавливается на вал, который соединен с приводом насоса. При старте работы агрегата рабочее колесо начинает вращаться, и жидкость через всасывающий патрубок поступает вдоль оси вращения колеса.

Под действием центробежной силы, жидкость перемещается по каналам между лопастями в радиальном направлении (от центра импеллера к его периферии) в спиральную камеру корпуса насоса, а затем и в нагнетательный патрубок насоса. На периферии рабочего колеса располагается зона повышенного давления. В центре же давление понижено, что обеспечивает постоянное поступление жидкости в насос.

Конструкция центробежных насосов

Центробежный насос состоит из следующих основных частей:

  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Спиральный корпус (проточная часть насоса)
  • Рабочее колесо (импеллер)
  • Уплотнение вала
  • Картер насос

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы можно классифицировать по конструктивным исполнениям его основных элементов, по типу установки и назначению.

По расположению патрубков насосов

  • Насос «ин-лайн» типа. У данного типа насоса всасывающий и нагнетательный патрубок находятся на одной линии друг напротив друга. Перекачиваемая жидкость проходит сквозь насос. Насос устанавливается на прямых участках трубопровода.

Насос ин-лайн

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

    Консольные насосы

    По количеству ступеней насоса

    • Одноступенчатый насос. Насос с одним рабочим колесом на валу. Данные насосы используются при задачах, где не требуется обеспечивать высокий напор. Максимальный напор у одноступенчатых насосах обычно не превышает.

    Одноступенчатый насос

  • Многоступенчатый насос имеет на валу более одного последовательно соединённых колес. Такой тип насосов используется для обеспечения высокого напора при сравнительно небольшом расходе. Высокий напор создается благодаря сумме напоров, создаваемых каждым отдельным колесом. Перекачиваемая жидкость переходит последовательно от одной ступени к другой.
  • Многоступенчатый насос

    По типу уплотнения вала

    Для защиты от попадания перекачиваемой жидкости в окружающую среду и в механическую часть центробежного насоса используются различные уплотнительные системы. По типу применяемой системы насосы можно разделить на:

    • Центробежные насосы с сальниковым уплотнением (ссылка на сальниковое уплотнение)
    • Центробежные насосы с торцевым уплотнением (одинарным или двойным) (ссылка на торцевое уплотнение)
    • Центробежные насосы с магнитной муфтой (ссылка на магнитную муфту)
    • Центробежные насосы герметичные с мокрым ротором (ссылка на мокрый ротор)
    • Центробежные насосы с динамическим уплотнением (ссылка на динамическое уплотнение)

    По типу соединения с электродвигателем

    Центробежные насосы разделяются также по типу соединения гидравлической части насоса с электродвигателем. Выделяют типы:

    По назначению

    Благодаря своим конструкционным возможностям назначение центробежного насоса может быть самым различным. По данному показателю выделяют следующие типы центробежных насосов:

    • Дренажные
    • Скважинные
    • Фекальные
    • Шламовые
    • Пищевые
    • Санитарные
    • Пожарные
    • Самовсасывающие

    Материальное исполнение центробежных насосов

    Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности, перекачивают самые различные жидкости, начиная с воды и заканчивая высоко агрессивными и абразивными суспензиями.

    Поэтому выбор материалов для основных элементов центробежных насосов очень широкий и чаще всего он основывается на стойкости данного материала к свойствам перекачиваемой жидкости (ссылка на таблице хим. стойкости) и условиям работы самого насоса.

    Можно выделить следующие основные материалы:

    Металлическое исполнение

    • Чугун
    • Бронза
    • Углеродистая сталь
    • Нержавеющая сталь
    • Дуплекс
    • Супер-дуплекс
    • Титан
    • И.т.д

    Футерованные и пластиковые исполнения

    При работе с высоко агрессивными жидкостями, например с кислотами, металлическое исполнение не всегда может обеспечить необходимой коррозионной защиты. Либо применения сверхстойких сплавов может привести к значительному удорожанию всей конструкции.

    Поэтому широкое распространение приобрело использования самых различных пластиков, в качестве основного материала контактирующего со средой в центробежных насосах.

    Можно выделить два основных типа:

    • Футерованные насосы. Футеровка – это процесс нанесения пластикового покрытия на металлический корпус насоса. Все элементы контактирующие с перекачиваемой средой покрыты слоем полимера, что значительно увеличивает коррозионною устойчивость всей проточной части. Современные технологии обеспечивают отличное сцепление между покрытием и корпусом, т.к при отливке полимер заполняет все полости и зазоры.

    • Пластиковые центробежные насосы. Основные элементы насоса, контактирующие со средой, выполнены из цельного пластика, обработанного на специальных станках.

    Материалы для футерованных и пластиковых насосов:

    • PP — полипропилен
    • PVDF- поливинилденефлуорид
    • PE – полиэтилен
    • PVC – поливинилхлорид
    • PFA – перфторалкоксил
    • PTFE – политетрафторэтилен
    • ETFE – этилентетрафторэтилен (Tefzel)
    • FEP – фторэтиленпропилен

    Материалы уплотнительных колец

    В качестве уплотнительных колец в центробежных насосах чаще всего используют следующие эластомеры:

    • EPDM — Этилен-пропиленовые каучук
    • NBR — Бутадиен-нитрильный каучук
    • FPM/FKM/Viton — Фторкаучук
    • FFKM — Каучук перфторированный

    Преимущества и недостатки центробежных насосов

    Преимущества:

    • Простая конструкция
    • Немного движущихся частей, большой срок службы
    • Высокий КПД
    • Высокие показатели производительности
    • Постоянная подача, без пульсаций
    • Регулировка производительности с помощью дроссельного клапана на линии нагнетания или частотного преобразователя

    Недостатки

    • Невозможность «самовсасывания»
    • Большой риск кавитации
    • Производительность сильно зависит от напора
    • Наиболее эффективны только в одной заданной рабочей точке. При регулировании подачи с помощью частотного преобразователя эффективность понижается
    • Не может работать с мультифазными жидкостями с содержанием воздуха или газа
    • При перекачки абразивных жидкостей возможный быстрый износ основных элементов из-за высокой скорости вращения рабочего колеса (около 1500 об/мин).
    • Не может работать с высоковязкими жидкостями (макс. 150 сСт)

    Области применения

    Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности.

    Основные из них:

    Водоснабжение и водоотведение

    Нефтяная и газовая промышленность

    Основные производители

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

    Вертикальный насос: модели и характеристики.

    Вертикальные центробежные насосы – это консольные, одноступенчатые агрегаты с осевым входом жидкости в рабочее колесо, предназначенные для перекачивания воды и других жидкостей.

    Оборудование этого типа конструктивно выделяется вертикальным расположением вала и вертикальным способом монтажа.

    Эти насосы нашли широкое распространение как в быту, так и в различных отраслях промышленности.

    Содержание статьи

    Типы вертикальных насосов.

    По расположению центробежного оборудования относительно перекачиваемой им среды такие агрегаты подразделяются на:
    насосы полупогружные вертикальные;
    погружные агрегаты;
    поверхностные модели.

    Насосы полупогружные вертикальные при монтаже опускаются воду лишь частично. Как правило электродвигатель такого агрегата расположен на плите над перекачиваемой средой и с гидравлической частью мотор соединяется посредством общего вала и полумуфт.

    Погружные вертикальные центробежные насосы в свою очередь в процессе работы полностью расположены в воде. Такие агрегаты широко используются при перекачивании / откачивании жидкости из шахт и скважин.

    Вертикальные поверхностные насосы как следует из названия устанавливаются на поверхности водоема из которого необходимо перекачивать воду.

    Общим для всех типов центробежного оборудования является правило не запускать агрегат без воды. Ведь многие модели отводят тепло от узлов с помощью перекачиваемой жидкости и работа в сухую приводит к неизбежным поломкам.

    Не рекомендуется применять центробежный вертикальный насос для воды с длинным валом, так как это требует установки нескольких валов-проставок и дополнительных направляющих подшипников.

    К тому же становится трудно выполнить тщательную центровку длинного вала. В то время как излом осевой линии вала приводит к вибрации и быстрому выходу из строя направляющих подшипников.

    Расстояние между фланцами вала электродвигателя и вала насоса регламентируется непосредственно заводом-изготовителем из расчета установки одного вала проставки.

    Модельный ряд Wilo и Grundfos.

    Вертикальные агрегаты широко применяются в для обеспечения работы водопроводных системах дома. Самыми популярные модели – это вертикальные насосы Wilo и вертикальные насосы Grundfos cr – они непосредственно монтируются в скважину или колодец и способны обеспечивать непрерывную подачу воды.

    Вертикальный насос Grundfos.

    Вертикальные многоступенчатые насосы grundfos CR сконструирован для применения практически в любых отраслях промышленности.

    Оборудование серии выполняется из таких материалов как чугун, нержавеющая сталь и титан. Модельная линейка представлена 11 насосами, позволяющими охватить интервал давлений до 40 бар.

    Вертикальные насосы grundfos cr предназначаются для:
    систем мойки и очистки;
    плавательных бассейнов;
    перекачивания кислот и щелочей;
    систем обратного осмоса;
    систем ультрафильтрации.

    Оборудование серии обеспечивает полный спектр решений для гражданского применения и промышленных установок.

    Особенности и преимущества:
    Удобство технического обслуживания;
    Надежность;
    Энергоэффективность;
    Возможность создания высокого давления только одним насосом;
    Может использоваться для слабо агрессивных жидкостей;
    Обладает высокой коррозионной устойчивостью.

    Основные технические характеристики:
    подача: до 180 м 3 /ч
    напор: до 270 м
    температура перекачиваемой среды: – 20 °C до +120 °C
    максимальное рабочее давление: до 40 бар

    Вертикальные насосы Wilo Multivert.

    Wilo Multivert – это вертикальный многоступенчатый центробежный насос способный создавать высокий напор. Корпус насоса и рабочие колеса изготавливаются из коррозионностойких сталей.

    Оборудование серии Multivert может использоваться для водоснабжения и повышения давления, водораспределения в промышленных циркуляционных системах, а также для контуров циркуляции охлаждающей воды. Его также можно использовать в системах пожаротушения, в системах орошения и в моечных установках.

    Конструкция вертикального насоса 600В.

    Промышленные вертикальные насосы российского производства включают в конструкцию:
    1 – рабочее колесо;
    2 – нижняя крышка;
    3 – опорные лапы;
    4 – корпус насоса;
    5 – верхняя крышка;
    6 – направляющий подшипник;
    7 – подвод чистой воды;
    8 – отвод дренажных вод;
    9 – фланец;
    10 – вал рабочего колеса;
    11 – сальниковое уплотнение;
    12 – фланец вала;
    13 – фундаментная плита;
    14 – уплотняющее кольцо;
    15 – входной патрубок;
    16 – защитное кольцо;
    17 – колпак.

    Основными деталями насоса являются корпус, вал и рабочее колесо. Корпус насоса стальной, спиральный, с верхней крышкой. Конструктивно насос центробежный вертикальный имеет две крышки – верхнюю и нижнюю.

    Маркируются насосы полупогружные вертикальные маркуруются следующим образом:

    600В-1,6/100-У2, где
    600 – условный проход напорного патрубка, мм;
    В – типа насоса;
    1,6 – подача агрегата, м 3 /с;
    100 – напор в метрах;
    У2 – климатическое исполнение и категория размещения.

    У насосов серии 1200 В и 1600В – корпус с двухзавитковым спиральным отводом, а у насосов 2000В и 2400В – с трехзавитковым, разделенным перегородками.

    Такая многозавитковая конструкция корпуса помогает снизить радиальное усилие, действующее на вал насоса и направляющие подшипники. Одновременно перегородки увеличивают жесткость корпуса.

    Корпус насоса вертикального типа опирается лапами на две фундаментные плиты и закрепляется анкерными болтами. Насосы 1200В, 1600В, 2000В и 2400В после установки и выверки оси заливаются бетоном до оси насоса.

    Входной патрубок агрегата 600В отливается за одно целое с нижней крышкой корпуса и направлен вертикально вниз.

    У насосов 600В, 800В и 1000Вперекачиваемая жидкость подводится по металлической всасывающей трубе и переходному патрубку, который присоединяется в нижней части корпуса на болтах.

    У насосов 1200В, 2000В и 2400В вода подводится по бетонной всасывающей трубе, присоединяющейся к корпусу насоса с помощью нижнего закладного чугунного кольца.

    На верхней крышке корпуса крепится направляющий подшипник и сальниковое уплотнение вала.

    Вал насоса вертикального типа кованый стальной, около подшипника и сальника защищен электронаплавкой из нержавеющей стали.

    Уплотнение вала выполняется в двух взаимноприменяемых вариантах:
    двойное торцевое;
    сальниковое с мягкой набивкой.

    Оба варианта требуют подвода чистой воды для защиты уплотнения от нагревания и износа абразивными частицами.

    Рабочее колесо стальное (у насосов 600В, 800В и 1000В чугунное) с осевым входом жидкости, крепится к фланцу вала.

    Фланец закрывается колпаком, который улучшает гидравлику потока в проточной части колеса.

    Уплотнение рабочего колеса (щелевое) состоит из двух колец:
    стальное защитное кольцо крепится к колесу;
    чугунное уплотняющее прикреплено к корпуса насоса.

    Благодаря тому, что крышка и переходный патрубок съемные, можно ремонтировать уплотнение колеса без разборки насоса.

    Привод вертикального насоса для воды осуществляется с помощью электродвигателя. Соединение валов двигателя и насоса жесткое фланцевое. Осевые усилия и вес ротора агрегата воспринимаются пятой электродвигателя.

    Шламовые и дренажные вертикальные насосы.

    Оборудование вертикального типа применяется во многих областях. Основным преимуществом таких машин является большие значения КПД – порядка 80% для полупогружных моделей.

    Основными областями использования полупогружных моделей считаются машиностроение, горная и химическая промышленность. Широко распространены шламовые и нефтяные вертикальные насосы.

    Вертикальный шламовый насос разрабатывается специально для перекачивания загрязненных жидкостей, содержащих с своем составе крупные механические примеси.

    Преимущество таких агрегатов состоит в том, что они способны перекачивать очень плотные (до 2500 кг/м 3 ) среды, поэтому они широко используются на очистных сооружениях, а также используются в горнодобывающей, перерабатывающей промышленности, а также на очистных сооружениях.

    Широкой популярностью на рынке пользуется продукция компании Warman, которая как раз специализируется на оборудовании для горнодобывающей и химической промышленности.

    В качестве альтернативы зарубежному поставщику можно рассматривать отечественные насосы полупогружные вертикальные ВШН-150. Эти агрегаты способны перекачивать жидкостями плотностью до 2500 кг/м 3 и концентрацией абразивных частиц до 20% (размер до 20 мм).

    Вертикальные дренажные насосы как и шламовые применяются для перекачивания жидкостей с наличием небольших (до 5 мм) абразивных частиц, без наличия в жидкости волокнистых включений или камней.

    Вертикальные дренажные насосы не рекомендуется использовать в строительстве или при откачивании канализационных стоков.

    Центробежный вертикальный насос: как выбрать правильно

    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.

    Принцип работы центробежного вертикального насоса

    Схема устройства центробежного насоса

    По схеме в состав вертикального центробежного насоса входят:

    • 1 – рабочее колесо.
    • 2 – лопасти.
    • 3 –корпус спирального типа.

    В рабочее колесо жидкость поступает в осевом направлением. Возникающая, при вращении рабочего колеса, центробежная сила, прижимает жидкость к стенке корпуса, которая затем выталкивается по касательной к рабочему колесу в нагнетательное отверстие.
    Давление на входе в насос при этом падает, и жидкость, которая находится под большим давлением, устремляется в рабочее колесо. Так, например, выкачивание жидкости из открытого резервуара происходит под действием атмосферного давления.
    Центробежные насосы имеют ряд преимуществ перед другими видами насосов, что делает их более популярными:

    • Подачи жидкости происходит непрерывно.
    • Простота устройства.
    • Относительно невысокая цена.
    • Большая надежность.
    • Довольно высокий КПД: от 0,6 до 0,8.
    • Увеличенная высота всасывания.
    • Легко можно сделать автоматизацию управления.

    Совет: Использование автоматической системы управления центробежным насосом позволит облегчить работу с устройством и увеличит срок его эксплуатации, путем своевременного отключения в случае возникновения неисправностей.

    К недостаткам, которые имеют центробежные насосы вертикальные, можно отнести:

    • В зависимости от сопротивления сети, где они работают, в широких пределах может изменяться подача жидкости.
    • Неудобством является то, что в обычном исполнении при запуске центробежного насоса, его нужно заливать водой, в случае нахождения уровня перекачиваемой жидкости ниже входного патрубка.

    Как классифицируются центробежные насосы

    Центробежные вертикальные насосы и все центробежные изделия классифицируются по:

    • Количеству колес они бывают:
    1. одноступенчатые с одним колесом, которые могут быть консольными;
    2. многоступенчатые, с большим числом колес.
    • Напору различают:
    1. с низким напором до 2 кгс/см2;
    2. со средним напором от 2 до 6 кгс/см2;
    3. с высоким напором, который больше 6 кгс/см2.
    • Методу подачи воды к рабочему колесу. Подвод воды на рабочее колесо может быть:
    1. с односторонним входом жидкости;
    2. двойного всасывания, когда вода подводится с двух сторон.
    • Расположению вала. Центробежные насосы бывают:
    1. горизонтальные;
    2. вертикальные.
    • Разъему корпуса. Разъем корпуса бывает:
    1. горизонтальный;
    2. вертикальный.
    • Способу отвода из рабочего колеса жидкости в спиральный канал корпуса насоса:
    1. спиральные центробежные насосы, в которых жидкость отводится сразу в спиральный канал;
    2. турбинные. Здесь, перед попаданием в спиральный канал, жидкость должна пройти через специальное устройство, которым является направляющий аппарат, состоящий из неподвижного колеса с лопатками.
    • Степени скорости вращения рабочего колеса:
    1. тихоходные;
    2. с нормальной скоростью вращения;
    3. быстроходные устройства.
    • Роду жидкости перекачиваемой насосом:
    1. водопроводные;
    2. канализационные;
    3. щелочные и кислотные;
    4. землесосные;
    5. нефтяные и прочие.
    • Способу соединения с мотором:
    1. приводные, со шкивом или редуктором;
    2. соединение через муфту.

    В комплект с центробежными насосами должны входить:

    • Приемный обратный клапан с сеткой, который необходим, чтобы удерживать во всасывающем патрубке насоса и корпусе воду, при заливке его перед пуском, а сетка должна задерживать крупные взвеси, плавающие в воде.
    • Задвижка.
    • Вакуумметр, служащий для измерения величины разрежения на всасывающей стороне. Устройство ставится на водопроводной трубе между задвижкой и:
    1. корпусом устройства;
    2. краном, через который выпускается воздух при заливке, ставится в верхней части корпуса;
    3. на напорном трубопроводе обратным клапаном, предотвращающим попадание воды через насос, при параллельной работе еще одного насоса, в обратном направлении.
    • Задвижкой на напорный трубопровод, которая необходима для пуска в работу, остановки и регулировки напора и производительности центробежного насоса.
    • Манометром для измерения напора на напорном патрубке, который развивается насосом.
    • Предохранительным клапаном, располагаемым за задвижкой на напорном клапане, служит для защиты напорного патрубка, трубопровода и самого насоса от действия гидравлических ударов.
    • Устройством для заливки водой насоса.

    Совет: Приобретая центробежный насос, необходимо убедиться о наличии всех комплектующих, согласно прилагаемой инструкции по эксплуатации, проверить исправность устройства.

    Особенности эксплуатации центробежных насосов

    К каждому изделию при выпуске с завода-изготовителя прилагается инструкция по его эксплуатации. В ней указаны: список комплектующих элементов, правила обслуживания и ухода за изделием; сроки регулярных проверок; техническому обслуживанию и ремонту; гарантийный срок эксплуатации изделия. Общий вид насоса показан на фото.

    Вертикальный центробежный насос

    Во время эксплуатации могут возникнуть неполадки в работе устройства.
    В таблице указываются некоторые неисправности и способы их устранения:

    НеисправностиСпособы устранения
    Работа насоса нормальная, но прерван процесс дозирования
    Закупорился клапанПрочистить или заменить клапаны
    Достаточно большая высота всасыванияНасос или резервуар нужно расположить таким образом, чтобы была снижена высота всасывания
    Большая вязкость жидкостиУменьшить высоту всасывания, взять насос, имеющий большую пропускную способность
    Плохая пропускная способность изделия
    Утечка клапанаПроверить, как затянуты гайки
    Большая вязкость жидкостиУменьшить высоту всасывания, взять насос, имеющий большую пропускную способность
    Частичное закупоривание клапанаПрочистить или заменить клапаны
    Большая или непостоянная пропускная способность устройства
    Эффект сифона при нагнетанииПроверить монтаж инжекционного клапана. Установить клапан обратного давления
    При нагнетании прозрачная полихлорвиниловая трубкаБрать непрозрачную трубку из полиэтилена при нагнетании
    Неверно откалиброван насосПроверить пропускную способность насоса, которая связана с давлением системы
    Изменения в диафрагме
    Большое обратное давлениеПроверяется в системе давление. Проверить, не заблокирован ли инжекционный клапан, нет ли засорения между точкой нагнетания и нагнетательными клапанами
    Работа без наличия жидкостиПроверяется наличие фильтра основания. Использовать датчик уровня, останавливающий насос, при отсутствии в резервуаре химического продукта
    Неправильная эксплуатация мембраныПри замене мембраны нужно убедиться, что на правильно натянута
    Не запускается насос
    Недостаточное питаниеНеобходимо убедиться в соответствии характеристикам насоса по паспорту и параметров электрической сети

    Как правильно ухаживать за центробежными насосами хорошо видно на видео в этой статье.

    Вертикальный центробежный насос — разновидности и особенности работы

    Вертикальные модели центробежных насосов получили широкое распространение в быту и в условиях промышленных предприятий. Их отличительной особенностью является вертикально расположенный вал, благодаря которому для размещения оборудования требуются малые размеры площадок. Вертикальный центробежный насос можно использовать не только как самостоятельную единицу, но и в качестве одной из составляющих общей системы водоснабжения или водоотведения. В статье мастер сантехник рассмотрит особенности конструкции вертикальных центробежных насосов.

    Простейшие насосы известны еще до нашей эры. А вот идея использования центробежной силы в процессе перекачивания воды появилась у Леонардо да Винчи на рубеже 15-16 веков, но лишь в набросках. Когда именно был разработан полноценный центробежный насос – доподлинно неизвестно, поэтому одного единственного изобретателя назвать не сможет никто.
    В начале 17 века француз Бланкано соорудил максимально простую установку, которая могла подавать воду при помощи вращающегося рабочего колеса. Центробежный насос с четырехлопастным колесом, расположенным в спиральном корпусе, впервые предложил француз Дени Папен в конце 17 века. Первая же вертикальная насосная конструкция центробежного типа была опробована и внедрена инженером Ле Демуром в первой половине 18 века, а классическая форма колеса появилась лишь в начале 19 века. Широкое применение центробежные насосы получили после того, как их начали укомплектовывать электродвигателем.
    Над созданием полноценных агрегатов независимо друг от друга трудились русские и зарубежные изобретатели на протяжении десятилетий.
    Конструкция вертикального насоса с несколькими ступенями появилась на рубеже 19-20 столетия благодаря нашему соотечественнику – русскому инженеру Пушечникову. Его насосная установка могла выкачивать воду из скважин, имеющих глубину до 250 метров.
    Параметры и разновидности

    Насосы с вертикальной компоновкой вала и рабочего колеса, относящиеся к устройствам центробежного типа, классифицируются по таким характеристикам, как:

    • Напор (в зависимости от значения данного параметра вертикальные насосы могут быть с низким, средним или высоким уровнем напора);
    • Скорость функционирования (по данному признаку выделяют нормальные, тихо- или быстроходные гидромашины);
    • Объем рабочей среды, перекачиваемый в единицу времени (производительность устройства);
    • Количество ступеней, в качестве которых могут выступать секции или кольца оборудования;
    • Количество магистралей, через которые в устройство поступает перекачиваемая среда (одно- или двусторонние устройства);
    • Тип жидкой среды, для перекачивания которой предназначен насос (дренажные, фекальные, химические, водяные и др. электронасосы);
    • Расположение устройства относительно перекачиваемой им среды (наземные модели, погружные и вертикальные полупогружные насосы);
    • Способ соединения с приводным электродвигателем (прямоприводные, редукторные и шкивные гидромашины).

    Вертикальные насосы успешно используются для перекачивания чистых, загрязненных и химически агрессивных жидких сред, характеризующихся невысокой степенью вязкости. К наиболее значимым достоинствам гидромашин данного типа следует отнести:

    • Компактность;
    • Простоту в использовании и обслуживании;
    • Высокую эффективность;
    • Невысокий уровень шума, создаваемого при работе.

    Благодаря вышеперечисленным достоинствам вертикальные многоступенчатые центробежные насосы (как и одноступенчатые) активно используются для оснащения следующих систем:

    • Автономного водоснабжения;
    • Отопления;
    • Дренажа и очистки жидких сред;
    • Конденсации;
    • Фильтрации, орошения и мелиорации.

    Вертикальный центробежный насос, который обеспечивает поднятие перекачиваемой им жидкости на более высокий уровень за счет увеличения давления ее потока, может относиться к одной из следующих категорий:

    • Гидромашина поверхностного или наземного типа;
    • Полупогружной насос;
    • Устройство погружного типа.

    Как поверхностные модели, так и насосы полупогружные и погружные комплектуются электродвигателем, который обеспечивает вращение рабочих колес таких устройств.
    Поверхностные насосы вертикального типа, как понятно из их названия, устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости от резервуара, из которого необходимо откачивать жидкость. Местом для установки такого оборудования может служить приямок или специально подготовленная площадка, которые не соприкасаются с поверхностью перекачиваемой жидкой среды. Насос полупогружной вертикальный, что также следует из его названия, опускается в перекачиваемую жидкую среду лишь частично, при этом приводной электродвигатель остается над поверхностью жидкости.

    Корпус насосов погружного типа в процессе их работы полностью находится в толще перекачиваемой жидкой среды. Если вертикальный полупогружной насос не может быть установлен в скважинах, шахта которых характеризуется искривленной формой, то устройство погружного типа такой возможностью обладает.

    Обратите внимание! Следует иметь в виду, что электронасосы вертикального типа нельзя запускать, пока внутренняя часть их корпуса не заполнится жидкостью. Если пренебречь этим требованием, то насос будет работать на холостом ходу, что может привести к его перегреву и, соответственно, преждевременному выходу из строя

    Более высокой мощностью отличаются многоступенчатые центробежные насосы вертикального типа, которые в состоянии намного увеличивать давление потока перекачиваемой жидкой среды, чего нельзя сказать об одноступенчатых моделях. При этом мощность и КПД многоступенчатых насосов вертикального типа тем выше, чем больше секций имеется в конструкции таких устройств. Каждая из секций, соединенных друг с другом последовательно, способствует приросту кинетической энергии потока перекачиваемой жидкой среды.
    Принцип действия
    Основным элементом конструкции центробежного насоса вертикального типа является рабочее колесо, оснащенное лопастями. В вертикальных многоступенчатых насосах таких колес, закрепленных на валу, несколько, что и позволяет увеличить эффективность использования данного оборудования. Рабочие колеса этих центробежных электронасосов представляют собой два диска, закрепленных на вертикальном валу, которые располагаются друг от друга на определенном расстоянии и соединены между собой лопастями, изгибающимися в сторону, противоположную направлению вращения самого колеса.

    Принцип, по которому работает насос центробежный вертикального типа, заключается в следующем:

    • При вращении колеса во временной рабочей камере, сформированной двумя близлежащими лопастями, создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию в нее жидкости через входной патрубок.
    • После того как жидкость попадает во временную рабочую камеру и начинает вращаться вместе с перемещающими ее лопастями, на нее начинает действовать центробежная сила, прижимающая ее к стенкам внутренней камеры.
    • При попадании в область выходного патрубка жидкость, уже находясь под давлением за счет воздействующих на нее центробежных сил, выталкивается в напорную магистраль.

    При вращении рабочего колеса центробежного электронасоса с закрепленными на нем лопастями всасывание перекачиваемой жидкости и ее выталкивание в напорную магистраль происходит в непрерывном режиме. Таким образом, за один оборот колеса происходит несколько циклов всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкой среды.
    Вал электронасоса, на котором закреплено его рабочее колесо, для обеспечения легкости и точности вращения помещается в подшипниковые узлы, а между подвижными и неподвижными деталями устройства устанавливаются уплотнительные элементы сальникового типа.
    Отдельные модели вертикальных насосов погружного типа могут устанавливаться даже в трубопроводах соответствующего диаметра, что позволяет значительно повысить эффективность перекачивания жидких сред. Всасывающий и напорный патрубки у таких моделей располагаются на одной оси.
    Многоступенчатые насосы вертикального типа
    В центробежных вертикальных насосах многоступенчатого типа перекачиваемая жидкость до поступления в напорный патрубок последовательно проходит все секции устройства, что позволяет значительно увеличить напор рабочей среды на выходе. В зависимости от модели насосы данного типа могут содержать в своей конструкции различное количество рабочих колес (от 2 до 10), которые фиксируются на одном валу, но располагаются в отдельных модулях каждое.

    Модули многоступенчатого вертикального насоса размещаются в одном кожухе, который устанавливается между всасывающей и напорной камерами устройства. Все элементы корпуса многоступенчатого электронасоса, патрубки которого располагаются в одной горизонтальной плоскости, стягиваются шпильками, а стыки между ними герметизируются при помощи уплотнительных элементов.
    Как уже говорилось выше, многоступенчатые центробежные насосы за счет особенностей своей конструкции позволяют значительно увеличить напор перекачиваемой жидкой среды на выходе. Напор потока жидкости, создаваемый многоступенчатым насосом, складывается из суммы значений напоров, формируемых каждой его ступенью.
    Правила выбора и обслуживания
    Значительно продлить срок службы центробежных насосов, а также обеспечить их безаварийную эксплуатацию позволяет соблюдение несложных правил их использования и технического обслуживания. Чтобы минимизировать влияние внешних факторов, способных вывести центробежные насосы из строя, следует дооснастить такие установки рядом дополнительных элементов. Такими элементами, в частности, являются:

    • Сетчатый фильтр и задвижки, которые защитят насос от попадания в его внутреннюю часть твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой жидкой среды;
    • Обратный клапан, не дающий перекачиваемой жидкости уйти обратно в скважину, то есть исключающий работу насоса вхолостую и, соответственно, перегрев устройства и его выход из строя;
    • Манометр, устанавливаемый на трубе, по которой жидкая среда всасывается насосом (наличие манометра даст возможность контролировать давление жидкости во входном патрубке и тем самым не допускать возникновения кавитационных процессов);
    • Манометр, предназначенный для контроля уровня давления внутри самого насоса (наличие такого прибора позволит не допустить возникновения гидроударов).

    Эффективность работы трубопроводной системы, которую обслуживает центробежный насос, во многом определяется и тем, насколько правильно выбрано такое устройство. Выбирая как наземные, так и погружные и полупогружные вертикальные насосные устройства, следует ориентироваться на следующие параметры:

    • Мощность, потребляемую приводным электродвигателем;
    • Производительность;
    • Напор водной струи, который в состоянии создавать насос;
    • Размеры корпуса;
    • Материалы изготовления деталей, которые будут контактировать с перекачиваемой средой.

    Среди правил эксплуатации насосов вертикальных центробежных стоит выделить следующие:

    • Насосы данного типа нельзя устанавливать ни в горизонтальном, ни даже в наклонном положении;
    • Категорически не допускается использовать такие насосы для перекачивания сред, для которых они не предназначены. Если применять водные насосы для перекачивания химически агрессивных жидкостей или жидких сред, в составе которых будут содержаться нерастворимые включения, то такое оборудование быстро выйдет из строя. В то же самое время использовать для перекачивания чистой воды дорогостоящие насосы, предназначенные для работы с химически агрессивными средами, нецелесообразно с экономической точки зрения;
    • Если центробежный насос придется использовать в холодное время года, то следует утеплить его корпус или установить такое оборудование в отапливаемом помещении. В противном случае корпус насоса может не только утратить свою герметичность, но даже лопнуть от замерзшей в его внутренней части жидкости.

    Обратите внимание! Кроме того, центробежный насос, чтобы он прослужил как можно дольше, следует регулярно подвергать техническому обслуживанию и плановому ремонту

    Но поломки насосов всё таки неизбежны, ниже в таблице приведены основные неисправности оборудования.

    Видео
    В сюжете – Многоступенчатые насосы

    В сюжете – Вертикальный насос с магнитной муфтой

    В сюжете – Вертикальный центробежный секционный насос ЦНС

    Вертикальные насосы: виды, конструкция, особенности применения и обслуживания

    Вертикальные насосы, конструктивной особенностью которых является соответствующее их названию расположение вала и рабочего колеса, нашли широкое распространение как в быту, так и в различных отраслях промышленности. Благодаря вертикальной компоновке вала, рабочего колеса и корпуса для установки этого оборудования не требуется много места, что и является одной из основных причин его высокой популярности. Вертикальный насос в зависимости от модели может использоваться в качестве автономного мобильного устройства, а также элемента системы водоснабжения или водоотведения.

    Промышленный двухкорпусной вертикальный насос, предназначенный для перекачивания чистых или слегка загрязненных жидкостей

    Параметры и разновидности

    Насосы с вертикальной компоновкой вала и рабочего колеса, относящиеся к устройствам центробежного типа, классифицируются по таким характеристикам, как:

    1. напор (в зависимости от значения данного параметра вертикальные насосы могут быть с низким, средним или высоким уровнем напора);
    2. скорость функционирования (по данному признаку выделяют нормальные, тихо- или быстроходные гидромашины);
    3. объем рабочей среды, перекачиваемый в единицу времени (производительность устройства);
    4. количество ступеней, в качестве которых могут выступать секции или кольца оборудования;
    5. количество магистралей, через которые в устройство поступает перекачиваемая среда (одно- или двусторонние устройства);
    6. тип жидкой среды, для перекачивания которой предназначен насос (дренажные, фекальные, химические, водяные и др. электронасосы);
    7. расположение устройства относительно перекачиваемой им среды (наземные модели, погружные и вертикальные полупогружные насосы);
    8. способ соединения с приводным электродвигателем (прямоприводные, редукторные и шкивные гидромашины).

    Вертикальные центробежные насосы с нормальным всасыванием для монтажа на плите-основании

    Вертикальные насосы успешно используются для перекачивания чистых, загрязненных и химически агрессивных жидких сред, характеризующихся невысокой степенью вязкости. К наиболее значимым достоинствам гидромашин данного типа следует отнести:

    • компактность;
    • простоту в использовании и обслуживании;
    • высокую эффективность;
    • невысокий уровень шума, создаваемого при работе.

    Благодаря вышеперечисленным достоинствам вертикальные многоступенчатые центробежные насосы (как и одноступенчатые) активно используются для оснащения следующих систем:

    • автономного водоснабжения;
    • отопления;
    • дренажа и очистки жидких сред;
    • конденсации;
    • фильтрации, орошения и мелиорации.

    Вертикальные насосы на водозаборной станции

    Вертикальный центробежный насос, который обеспечивает поднятие перекачиваемой им жидкости на более высокий уровень за счет увеличения давления ее потока, может относиться к одной из следующих категорий:

    • гидромашина поверхностного или наземного типа;
    • полупогружной насос;
    • устройство погружного типа.

    Как поверхностные модели, так и насосы полупогружные и погружные комплектуются электродвигателем, который обеспечивает вращение рабочих колес таких устройств.

    Поверхностные насосы вертикального типа, как понятно из их названия, устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости от резервуара, из которого необходимо откачивать жидкость. Местом для установки такого оборудования может служить приямок или специально подготовленная площадка, которые не соприкасаются с поверхностью перекачиваемой жидкой среды. Насос полупогружной вертикальный, что также следует из его названия, опускается в перекачиваемую жидкую среду лишь частично, при этом приводной электродвигатель остается над поверхностью жидкости.

    Насос вертикальный химический полупогружного типа

    Корпус насосов погружного типа в процессе их работы полностью находится в толще перекачиваемой жидкой среды. Если вертикальный полупогружной насос не может быть установлен в скважинах, шахта которых характеризуется искривленной формой, то устройство погружного типа такой возможностью обладает.

    Следует иметь в виду, что электронасосы вертикального типа нельзя запускать, пока внутренняя часть их корпуса не заполнится жидкостью. Если пренебречь этим требованием, то насос будет работать на холостом ходу, что может привести к его перегреву и, соответственно, преждевременному выходу из строя.

    Более высокой мощностью отличаются многоступенчатые центробежные насосы вертикального типа, которые в состоянии намного увеличивать давление потока перекачиваемой жидкой среды, чего нельзя сказать об одноступенчатых моделях. При этом мощность и КПД многоступенчатых насосов вертикального типа тем выше, чем больше секций имеется в конструкции таких устройств. Каждая из секций, соединенных друг с другом последовательно, способствует приросту кинетической энергии потока перекачиваемой жидкой среды.

    Принцип действия

    Основным элементом конструкции центробежного насоса вертикального типа является рабочее колесо, оснащенное лопастями. В вертикальных многоступенчатых насосах таких колес, закрепленных на валу, несколько, что и позволяет увеличить эффективность использования данного оборудования. Рабочие колеса этих центробежных электронасосов представляют собой два диска, закрепленных на вертикальном валу, которые располагаются друг от друга на определенном расстоянии и соединены между собой лопастями, изгибающимися в сторону, противоположную направлению вращения самого колеса.

    Устройство вертикального центробежного насоса

    Принцип, по которому работает насос центробежный вертикального типа, заключается в следующем:

    1. При вращении колеса во временной рабочей камере, сформированной двумя близлежащими лопастями, создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию в нее жидкости через входной патрубок.
    2. После того как жидкость попадает во временную рабочую камеру и начинает вращаться вместе с перемещающими ее лопастями, на нее начинает действовать центробежная сила, прижимающая ее к стенкам внутренней камеры.
    3. При попадании в область выходного патрубка жидкость, уже находясь под давлением за счет воздействующих на нее центробежных сил, выталкивается в напорную магистраль.

    Устройство вертикального насоса полупогружного типа со спиральным отводом

    При вращении рабочего колеса центробежного электронасоса с закрепленными на нем лопастями всасывание перекачиваемой жидкости и ее выталкивание в напорную магистраль происходит в непрерывном режиме. Таким образом, за один оборот колеса происходит несколько циклов всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкой среды.

    Вал электронасоса, на котором закреплено его рабочее колесо, для обеспечения легкости и точности вращения помещается в подшипниковые узлы, а между подвижными и неподвижными деталями устройства устанавливаются уплотнительные элементы сальникового типа.

    Отдельные модели вертикальных насосов погружного типа могут устанавливаться даже в трубопроводах соответствующего диаметра, что позволяет значительно повысить эффективность перекачивания жидких сред. Всасывающий и напорный патрубки у таких моделей располагаются на одной оси.

    Многоступенчатые насосы вертикального типа

    В центробежных вертикальных насосах многоступенчатого типа перекачиваемая жидкость до поступления в напорный патрубок последовательно проходит все секции устройства, что позволяет значительно увеличить напор рабочей среды на выходе. В зависимости от модели насосы данного типа могут содержать в своей конструкции различное количество рабочих колес (от 2 до 10), которые фиксируются на одном валу, но располагаются в отдельных модулях каждое.

    Устройство вертикального многоступенчатого насоса

    Модули многоступенчатого вертикального насоса размещаются в одном кожухе, который устанавливается между всасывающей и напорной камерами устройства. Все элементы корпуса многоступенчатого электронасоса, патрубки которого располагаются в одной горизонтальной плоскости, стягиваются шпильками, а стыки между ними герметизируются при помощи уплотнительных элементов.

    Как уже говорилось выше, многоступенчатые центробежные насосы за счет особенностей своей конструкции позволяют значительно увеличить напор перекачиваемой жидкой среды на выходе. Напор потока жидкости, создаваемый многоступенчатым насосом, складывается из суммы значений напоров, формируемых каждой его ступенью.

    Правила выбора и обслуживания

    Значительно продлить срок службы центробежных насосов, а также обеспечить их безаварийную эксплуатацию позволяет соблюдение несложных правил их использования и технического обслуживания. Чтобы минимизировать влияние внешних факторов, способных вывести центробежные насосы из строя, следует дооснастить такие установки рядом дополнительных элементов. Такими элементами, в частности, являются:

    • сетчатый фильтр и задвижки, которые защитят насос от попадания в его внутреннюю часть твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой жидкой среды;
    • обратный клапан, не дающий перекачиваемой жидкости уйти обратно в скважину, то есть исключающий работу насоса вхолостую и, соответственно, перегрев устройства и его выход из строя;
    • манометр, устанавливаемый на трубе, по которой жидкая среда всасывается насосом (наличие манометра даст возможность контролировать давление жидкости во входном патрубке и тем самым не допускать возникновения кавитационных процессов);
    • манометр, предназначенный для контроля уровня давления внутри самого насоса (наличие такого прибора позволит не допустить возникновения гидроударов).

    Вертикальные насосы в составе станции повышения давления

    Эффективность работы трубопроводной системы, которую обслуживает центробежный насос, во многом определяется и тем, насколько правильно выбрано такое устройство. Выбирая как наземные, так и погружные и полупогружные вертикальные насосные устройства, следует ориентироваться на следующие параметры:

    • мощность, потребляемую приводным электродвигателем;
    • производительность;
    • напор водной струи, который в состоянии создавать насос;
    • размеры корпуса;
    • материалы изготовления деталей, которые будут контактировать с перекачиваемой средой.

    Высокоэффективный сдвоенный вертикальный насос

    Среди правил эксплуатации насосов вертикальных центробежных стоит выделить следующие:

    1. Насосы данного типа нельзя устанавливать ни в горизонтальном, ни даже в наклонном положении.
    2. Категорически не допускается использовать такие насосы для перекачивания сред, для которых они не предназначены. Если применять водные насосы для перекачивания химически агрессивных жидкостей или жидких сред, в составе которых будут содержаться нерастворимые включения, то такое оборудование быстро выйдет из строя. В то же самое время использовать для перекачивания чистой воды дорогостоящие насосы, предназначенные для работы с химически агрессивными средами, нецелесообразно с экономической точки зрения.
    3. Если центробежный насос придется использовать в холодное время года, то следует утеплить его корпус или установить такое оборудование в отапливаемом помещении. В противном случае корпус насоса может не только утратить свою герметичность, но даже лопнуть от замерзшей в его внутренней части жидкости.

    Кроме того, центробежный насос, чтобы он прослужил как можно дольше, следует регулярно подвергать техническому обслуживанию и плановому ремонту.

    Но поломки насосов всё таки неизбежны, ниже в таблице приведены основные неисправности оборудования.

    Основные неисправности насосов и способы их устранения

    Центробежные насосы устройство и принцип действия

    Принцип действия

    Центробежные насосы – одни из наиболее распространенных машин промышленности. По количеству они уступают только электрическим двигателям. Т.к. электрические двигатели используются для приведения в действие насосов, то, можно сказать, что львиная доля электроэнергии мира расходуется на транспортировку жидкости центробежными насосами.

    Центробежные насосы получили своё название от способа, в котором жидкость передаётся энергии.

    Когда жидкость подводится к насосу, она соприкасается с вращающимся колесом и выталкивается в напорный патрубок с центробежной силой через полость специальной формы, называемой спиральным кожухом. Все центробежные насосы работают по такому принципу, но среди них могут быть конструктивные различия.

    Насос передает кинетическую энергию жидкости. Кинетическая энергия подразумевает скорость жидкости. Скорость – это всего лишь половина уравнения.

    Рис.1 – Центробежный насос

    Жидкость входит в насос по центру колеса через всасывающее отверстие. Трение между частицами жидкости и рабочим колесом заставляет жидкость вращаться. Например, как трение между дорогой и резиной шины заставляет машину двигаться.

    Рабочее колесо тянет частички жидкости, поэтому они вращаются при контакте с ними. Жидкость выталкивается наружу колеса с помощью центробежной силы – явление, которое выталкивает прочь любой объект из центра круга к его границам. Вот так жидкость получает кинетическую энергию от колеса.

    Поэтому эти насосы называются центробежными.

    Количество энергии, передаваемое жидкости зависит от трех факторов:

    • плотности жидкости:
    • частоты вращения рабочего колеса:
    • диаметра рабочего колеса:

    После рабочего колеса жидкость попадает в полость спирального корпуса, откуда попадает в напорный патрубок.

    Давление. Насос также должен создавать избыточное давление, чтобы отвечать требованиям системы. Обычно это преодоление гравитации при подъёме жидкости из низшего уровня на высший, и сопротивление трения трубопроводов.

    Проще говоря, давление – это возможность выполнить задание. А скорость жидкости – это то, как скоро оно будет выполнено.

    Насосы должны превращать динамическое давление в статическое.

    По мере прохождения жидкости по спиральному корпусу она замедляется, так как площадь прохода увеличивается, потому что производительность или количество жидкости, перекачиваемое за какое-то время, зависит от двух факторов: первое – это скорость жидкости, второе – размеры полости, через которую она продвигается.

    Если поток постоянный, то увеличение проходного сечения ведёт к уменьшению скорости и росту давления. Достигая напорного патрубка, большая часть кинетической энергии превращается в давление.

    Конструкция

    Насос – это машина, которая превращает механическую энергию в кинетическую энергию, перекачиваемую жидкость с электро-транспортировки ее из одной точки в другую.

    Центробежный насос состоит из двух основных компонентов.

    1. Первый – это вращающийся диск с изогнутыми лопастями. Он называется рабочим колесом.
    2. Второй – это труба специальной формы, называемая спиральным корпусом, в котором содержится рабочее колесо и транспортная жидкость.

    Есть 5 элементов конструкции, которые могут различаться:

    • вид колеса;
    • вид подшипника;
    • расположение корпуса;
    • крепление двигателя;
    • число ступеней.

    Корпус

    Он сделан в форме спирали с уменьшающимся радиусом, похожим на раковину улитки. Полость этого корпуса не остается одной и той же везде. Площадь проходного сечения увеличивается при приближении к напорному патрубку.

    Там, где заканчивается спиральный корпус и начинается напорный патрубок, есть выступающий клин, называемый водорезом.

    Он физически разделяет спиральный корпус и напорный патрубок и гарантирует, что жидкость будет покидать насос, а не просто крутиться по кругу в спиральном корпусе.

    Расширяющаяся часть спирального корпуса очень важна, т. к. с помощью неё насос создает давление.

    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.

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

    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.

    Расположение вала

    Центробежные насосы обычно расположены горизонтально. Но иногда вертикально.

    Вертикальные насосы применяются для уменьшения места под установку. Вы можете встретить их на дне скважины или колодца, соединенными длинным-длинным валом с двигателем сверху. Это подводит нас к соединению с двигателем. Обычно электрического.

    Тип присоединения вала

    Есть 2 способа предать вращения от двигателя к насосу: через муфту или напрямую.

    Если насос и двигатель – это две отдельные машины, то они должны быть соединены муфтой.

    Соединение муфтой

    Муфты бывают разных форм, размеров и исполнений. И одно общее требование к ним – обеспечение правильной целостности валов, иначе без них обеспечение целостности было бы очень изощренным процессом.

    Для облегчения и поддержания целостности, двигатель и насос установлены на общей опоре – опорной плите.

    Или, в случае с вертикальными установками, двигатель расположен на раме.

    Такой вид соединения двигателя и насоса называется муфтовым. Для больших мощных установок и насосов с разборным корпусом соединение через муфту единственно возможное.

    Второй способ соединенияпрямой. Двигатель и насос находятся на общем валу с колесом, расположенном консольно на другой стороне вала двигателя. В этом случае установка не требует муфты или сложных процедур по поддержанию целостности.

    Тем не менее, из-за того, что двигатель и насос расположены на одном валу, поддерживаемые лишь подшипниками двигателя, этот способ подходит только для маленьких и средних насосов с торцевым всасыванием.

    Количество ступеней

    Насос классифицируется по количеству ступеней, которое он имеет. Большинство насосов имеет одну ступень с одним рабочим колесом и одним спиральным кожухом. Тем не менее, некоторые насосы имеют дополнительные ступени, соединённые последовательно для увеличения давления.

    Ротор многоступенчатого насоса

    Суть в том, что одно колесо придает энергию жидкости, а затем направляет его в следующее колесо, которое добавляет еще энергии жидкости, а затем направляет ее к следующему колесу, и так далее, пока, в конце концов, жидкость не попадает в напорный патрубок.

    Читайте также:  Гидромассажные ванны для здоровья
  • Ссылка на основную публикацию