Агрегат насосный лопастной центробежный одноступенчатый. Центробежные насосы многоступенчатого и одноступенчатого типа

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.

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.

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.

Особенности одноступенчатых насосов с горизонтальным и вертикальным валом определяются их назначением.

Рассмотрим одноступенчатые насосы различного назначения:

а) для чистой воды небольшой производительности выполняются консольными (рис., 37), с односторонним входом. Такие насосы называются насосами типа К; они имеют станину 3, которая заключает в себе подшипники 7 и крепится к фундаменту. Спиральный кожух насоса 1 крепится к станине фланцем и может быть повернут так, что напорный патрубок примет горизонтальное или вертикальное положение.

Рис. 37. Консольный центробежный насос: 1- спиральный отвод корпуса насоса; 2- рабочее колесо; 3- опора корпуса; 4- передняя крышка с всасывающим патрубком; 5- вал; 6- гайка; 7- шарикоподшипник; 8- сальниковая набивка; 9- втулка сальника.

Осевое давление в насосе частично уравновешивается с помощью разгрузочного отверстия, для чего колесо снабжено отверстиями в рабочем диске и вторым уплотнением с тыльной стороны колеса. Камера для разгрузки осевого давления сообщается трубкой со всасывающим патрубком насоса.

Для восприятия неуравновешенной части осевого усилия и фиксации ротора установлен второй упорный шариковый подшипник. Сальник насоса снабжен гидравлическим уплотнением. Подобные насосы выпускаются производительностью от 28 до 100 л/сек и напором от 12 до 98 м. Одноступенчатые насосы большой производительности чаще выполняются с двухсторонним подводом воды. Двухпоточное колесо большой производительности в сравнении с однопоточным имеет существенно лучшие кавитационные показатели при уравновешенном осевом давлении (рис. 38).

Такие насосы предназначены для перекачки чистой воды с температурой до 80°. Корпус насоса чугунный, с горизонтальным разъемом вдоль оси вала. Уплотнительные кольца чугунные, сменные. Вал насоса стальной, на радиальных подшипниках скольжения с одним упорным шарикоподшипником. Смазка подшипников скольжения кольцевая.

Сальники имеют водяной затвор, осуществляемый при помощи трубок, подводящих воду из спиральной камеры насоса. Подобные насосы выпускаются производительностью от 30 до 1800 л/сек и напором от 10 до 100 м, наибольшая допустимая вакуумметрическая высота всасывания Hвдоп = 5м.

Одноступенчатые насосы для чистой воды консольного типа выпускаются следующих десяти марок: 2К-6, ЗК-6 ЗК-9, 4К-6, 4К-8, 4К-12, 4К-18, 8К-12, 8К-18; цифры перед буквой обозначают диаметр входного патрубка в дюймах, цифра за буквой - коэффициент быстроходности ns уменьшенный в 10 раз.

Рис. 38. Одноступенчатый насос с двух сторонним входом: 1- корпус; 2- рабочее колесо; 3- заливное отверстие; 4- сальник; 5- корпус подшипника; 6- втулка; 7- вал рабочего колеса.

Насосы с двухсторонним входом и горизонтальным валом имеют марки: НДн, НДв. В серии этих насосов входят: 16НДн, 20НДн, 24НДн, 6НДс, 12НДс, 14НДс, 18НДс, 20НДс, 22НДс, и 4НДв, 5НДв, бНДв, 8НДв. В этих обозначениях цифра обозначает диаметр выходного патрубка в дюймах, НД - насос двухсторонний, н - низконапорный, с - средненапорный, в - высоконапорный.

По конструкции к этим насосам близко подходят насосы большой производительности типа 10Д-6, 10Д-9, 10Д-13, 10Д-19, 12Д-в и т. д. до 32Д-19 (см. приложение 1).

Одноступенчатые насосы для чистой воды с вертикальным валом выпускаются двух марок 20 НВ и 28 НВ и предназначены для установки в заглубленных насосных станциях (рис. 39). Осевые усилия воспринимаются пятой электродвигателя. Сальник насоса имеет мягкую набивку с гидравлическим затвором. Вертикальный насос типа НВ соединяется с электродвигателем непосредственно или через промежуточный вал посредством жестких фланцевых муфт. Насосы этого типа имеют производительность от 3240 до 10800 м 3 час, с напором от 29 до 40 м.

б) Одноступенчатые канализационные (фекальные) насосы служат для перекачки сточных вод, канализационной жидкости и шлама. Засорение канализационных насосов является причиной их остановки в эксплуатационных условиях. Для предохранения насосов от засорения решетки, но при этом и конструкции насоса придается специальная форма, так как решетки не могут предохранить насос от попадания в него твердых и волокнистых веществ.

Рис. 39. Одноступенчатый центробежный насос с вертикальным валом: 1- корпус; 2- нагнетательный патрубок; 3- всасывающий патрубок; 4, 5- уплотнительные кольца; 6- рабочее колесо; 7- гайка; 8- обтекатель; 9- подшипник; 10- опора; 11- корпус подшипника; 12- опорное кольцо; 13- шпилька; 14- вал насоса; 15- трубка для разгрузки осевого давления; 16- стакан опоры подшипника; 17- манометр.

В связи с этим канализационные насосы имеют ряд особенностей:

они снабжены крышкой, обеспечивающей легкий доступ к всасывающей стороне лопастного колеса для его очистки;
уплотнения насоса осуществлены стальными кольцами с острой режущей кромкой для разрезания волокон, попадающих в уплотнение;
в целях уменьшения засорения колеса число лопаток максимально сокращают, увеличивая этим проходы между ними (часто число лопаток сокращается до двух);
входные кромки лопаток сильно скруглены для предотвращения застревания на них волокнистых тел;
материал деталей насосов стойкий против коррозии, а корпус имеет несколько разъемов для частичной разборки в период чистки.

Для перекачки канализационных жидкостей применяют насосы марки НФ (рис. 40).

Рис. 40. Канализационный центробежный насос: 1- корпус; 2- рабочее колесо; 3- передняя крышка; 4- вал; 5- шарикоподшипник; 6- корпус подшипников.

Эти насосы одноступенчатые, горизонтальные консольные и изготовляются следующих типоразмеров: Нф, 4НФ, 6НФ 8НС Производительность этих насосов колеблется от 36 до 864 м3/час при напоре от 6,5 до 50 м. Кроме насосов типа НФ, встречаются канализационные насосы с рабочим колесом открытого типа, с двумя утолщенными лопатками. В этих насосах волокна, попадающие между колесом я крышкой, перереза¬ются кромкой лопатки.

Изготовляются также диагональные канализационные насосы, рабочее колесо которых имеет две лопатки, и вертикальные канализационные насосы марок НФуВ и ФВ производительностью от 43 до 150 м3/час, с напором от 15 до 63 м. в) Землесосы применяются при перекачке пульпы, т. е. смеси воды с взрыхленной массой грунта. Взрыхленный и перемешанный с водой грунт всасывается землесосом, и эта смесь перекачивается на требуемое расстояние по трубам.

В настоящее время выпускаются землесосы в виде одноступенчатых консольных насосов с производительностью по грунту от 40 до 1200 м 3 /час с дальностью транспортирования до 5 км. Землесосы могут разрабатывать выемки глубиной 15 м ниже горизонта воды. В землесосах повторяются все особенности насосов для загрязненных и канализационных жидкостей (см. особенности канализационных насосов), но вместе с этим землесосы имеют ряд своих особенностей, связанных с большой концентрацией и крупностью взвешенных в воде частиц. Поэтому рабочее колесо землесоса изготовляется из износоустойчивой твердой марганцовистой стали.

Для защиты от быстрого износа корпус землесоса защищен изнутри броней, отлитой из марганцовистой стали. Проникновение абразивных частиц в Щели уплотнения рабочего колеса и сальник привело бы их к быстрому износу. Для устранения этого к сальнику и в левую полость между рабочим колесом и корпусом подается чистая вода по специальным сверлениям для вымывания твердых частиц из этих мест.

На наружных поверхностях покрывающего и рабочего дисков рабочего колеса предусмотрены радиальные лопатки. Эти лопатки подобраны так, что они при вращении рабочего колеса обеспечивают уравновешивание осевого усилия. Фиксация ротора в осевом направлении и восприятие осевого усилия производится радиально-упорным шарикоподшипником. Радиальными опорами вала являются подшипники скольжения.

Для откачки загрязненной воды из котлована и траншей при строительных работах применяются также передвижные самовсасывающие центробежные одноколесные насосные установки. Отличительной особенностью самовсасывающих насосных установок является способность их, после того как корпус первый раз залит водой, производить самовсасывание при каждом последующем пуске насоса в работу.

Промышленностью серийно выпускаются такие насосные установки С-203 и С-204 с электромотором, насосные установки С-247 и С-245 с двигателем внутреннего сгорания.

Рис. 41. Спиральный двухступенчатый насос.

"Видео о компании"

«Благодарим за посещение сайта компании «Горный родник». Будем рады подготовить
для Вас необходимую техническую документацию для проектирования. И в сжатые
сроки изготовим блочные очистные сооружения и современные комплектные насосные
станции «Родник» для жилого района или промышленного объекта.»

Центробежные насосы активно используются как в быту, так и в промышленности. В зависимости от конструктивного исполнения их относят к многоступенчатым насосам или одноступенчатым. Насосное оборудование, принадлежащее к каждой из этих категорий, не только имеет особенное внутреннее устройство, но и отличается специфическими техническими характеристиками и, соответственно, сферами применения.

Конструктивные отличия

Насос центробежный, что становится понятно уже из его названия, является устройством, которое перекачивает жидкие среды за счет действующей на них центробежной силы. Основным рабочим органом насосного оборудования данного типа, который и обеспечивает формирование такой силы, является колесо (или барабан), на внешней цилиндрической поверхности которого зафиксированы специальные лопасти.

Корпус насосов рассматриваемого типа может быть выполнен из чугуна или стального сплава. Внутри такого корпуса размещаются приводной электродвигатель и соединенный с ним вал вращения, на котором и фиксируется колесо с лопастями. По своему конструктивному исполнению рабочее колесо насоса может быть открытым или закрытым. Открытые рабочие колеса состоят из одного диска, на внешней поверхности которого зафиксированы лопасти, закрытые – из двух дисков, соединенных между собой рабочими лопастями.

Лопасти располагаются под определенным углом, их изгиб направлен в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. Такое расположение лопаток обеспечивает более эффективную работу насосного оборудования. Всасывание перекачиваемой жидкой среды во внутреннюю камеру насоса, а также ее выталкивание в напорную магистраль осуществляется через патрубки.

Принцип, по которому работают как одноступенчатые устройства, так и насосы многоступенчатые, заключается в следующем.

Жидкость, находящаяся во внутренней части насоса перед его запуском, при вращении рабочего колеса захватывается лопастями и начинает перемещаться вместе с ними.
Под воздействием центробежной силы жидкость отбрасывается к стенкам внутренней камеры, за счет чего возле них создается высокое давление.
При перемещении через область напорного патрубка жидкость, находящаяся под высоким давлением, выталкивается в него.
При откидывании перекачиваемой насосом жидкости к стенкам рабочей камеры в центральной части последней создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию жидкой среды через входной патрубок.

За счет вышеописанного принципа работы в насосах как одноступенчатого, так и многоступенчатого типа обеспечивается непрерывность процесса всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкости при вращении рабочего колеса. Сферу применения насосного оборудования данного типа значительно расширяет тот факт, что, в отличие от поршневых устройств, оно не создает пульсаций напора жидкости в обслуживаемой им трубопроводной системе.

Как уже говорилось выше, одноступенчатые и многоступенчатые центробежные насосы имеют конструктивные особенности, которые и определяют различия в их технических характеристиках. Так, основными элементами конструкции одноступенчатого насоса являются:

корпус, который часто называют «улиткой»;
рабочее колесо с лопастями;
уплотнительные элементы вала;
вал, соединенный с приводным электродвигателем и обеспечивающий вращение рабочего колеса;
уплотнительные элементы камеры с масляной ванной;
опора для подшипникового узла;
несущая опора;
отверстие, при помощи которого осуществляется контроль уровня масла в камере.

Одноступенчатый центробежный насос, в отличие от многоступенчатых моделей, оснащается одним рабочим колесом. Центробежный многоступенчатый насос может иметь в своем оснащении два и более рабочих колеса с лопатками, что позволяет значительно повысить эффективность такого оборудования.

Благодаря наличию нескольких рабочих колес центробежные многоступенчатые устройства, если сравнивать их с одноступенчатыми, обладают определенными преимуществами.

С помощью многоступенчатых насосов можно осуществлять перекачивание жидкости с более высокой производительностью, характеризующей количество жидкой среды, которую гидромашина пропускает через себя в единицу времени.
Многоступенчатые насосы способны формировать поток жидкости с более высокими показателями напора, измеряемого в метрах водяного столба. Фактически напор жидкости, который создают электронасосы многоступенчатого типа, складывается из суммы напоров, создаваемых каждой его ступенью. Такое качество многоступенчатых гидромашин позволяет добиваться более высокого давления жидкости в обслуживаемых ими трубопроводных системах и перемещать ее по ним на более дальние расстояния и более значительные высоты.

Многоступенчатый центробежный насос в зависимости от своего конструктивного исполнения может быть секционным или спиральным. В устройствах секционного типа жидкая среда в процессе перекачивания последовательно перемещается от первой секции насоса к последней, при этом напор жидкости увеличивается также последовательно. Современные модели многоступенчатых насосов секционного типа способны обеспечить производительность процесса перекачивания жидкости, значение которой доходит до 900 м 3 , при этом напор рабочей среды, создаваемый такими устройствами, может доходить до 1900 метров водяного столба.

Достоинства и недостатки насосов центробежного типа

Как многоступенчатый, так и одноступенчатый насос отличается целым рядом достоинств, которые и делают данные устройства такими популярными среди потребителей. К преимуществам рассматриваемых гидромашин относятся:

компактные габариты и небольшой вес (поскольку рабочий вал насосного оборудования напрямую соединен с приводным электродвигателем, что исключает необходимость использования дополнительных передаточных механизмов);
высокая надежность и длительный эксплуатационный срок, отсутствие необходимости в осуществлении регулярного технического обслуживания;
минимизация риска возникновения скачков давления (жидкая среда, перекачиваемая насосами данного типа, подается в напорную магистраль в плавном режиме);
отсутствие клапанных элементов (это дает возможность перекачивать загрязненные жидкие среды, содержащие в своем составе нерастворимые твердые включения);
простота конструкции (именно поэтому любой многоступенчатый или одноступенчатый насос доступен по цене).

Среди недостатков одно- и многоступенчатых насосов выделяют:

достаточно низкий КПД при работе в режиме малой производительности (это становится проблемой в том случае, когда требуется под высоким давлением перекачать маленький объем жидкой среды);
невозможность быстрого запуска (чтобы такие устройства начали работать, их рабочую камеру необходимо предварительно заполнить жидкостью).

Основания классификации

Центробежные насосы (как многоступенчатые, так и одноступенчатые) делятся на различные категории по ряду своих параметров и вариантов конструктивного исполнения. Так, в зависимости от пространственного положения оси рабочего вала они могут относиться к одному из следующих типов:

насосы горизонтальные центробежные;
устройства с вертикальным расположением рабочей оси.

Центробежный горизонтальный насос, ось вращения вала и рабочего колеса которого располагаются строго в горизонтальной плоскости, – это, как правило, крупногабаритная установка, используемая в промышленных целях. Центробежные горизонтальные насосы применяют для оснащения насосных станций, обеспечивающих работу систем автономного водоснабжения, в которых подобные устройства используются совместно с гидроаккумулятором. Таким образом, горизонтальный насос требует больше места для своей установки.

Центробежные насосы с вертикальным расположением оси вала и рабочего колеса нашли большее распространение в бытовой сфере. В таком конструктивном исполнении может быть представлен как поверхностный многоступенчатый насос, используемый для обслуживания системы автономного водоснабжения, так и дренажный или фекальный.

Еще одним критерием, по которому среди одно- и многоступенчатых насосов выделяют различные категории, является расположение такого оборудования по отношению к перекачиваемой жидкой среде. Так, в зависимости от данного параметра насосы могут быть поверхностными (или наземными), погружными и полупогружными. Поверхностные устройства, в качестве которых может выступать вертикальный многоступенчатый и одноступенчатый или горизонтальный многоступенчатый и одноступенчатый насос, располагаются на поверхности земли, вне скважины, но поблизости от нее.

Помещают такое оборудование, надежно защищенное от попадания влаги, в приямке, на специально подготовленной площадке или в отдельном помещении. Одним из наиболее значимых недостатков насосного оборудования данного типа является то, что при работе оно издает достаточно много шума. Следует учитывать и то, что поверхностные центробежные насосы можно выбирать лишь в том случае, если глубина скважины, из которой планируется откачивать воду с их помощью, не превышает десяти метров.

Центробежные насосы погружного типа в процессе эксплуатации полностью погружаются в перекачиваемую среду. Отдельные модели вертикальных центробежных насосов погружного типа могут размещаться даже в трубе, по которой осуществляется откачивание жидкой среды. При использовании погружных насосов воду из обслуживаемой скважины можно поднимать с глубины 40 метров и более. Насосы погружного типа способны обеспечить перекачивание жидкой среды с производительностью до 16 м 3 /час, при этом ее напор может достигать 200 метров водяного столба. Погружные насосы практически не издают шума при своей работе, поскольку полностью находятся в жидкой среде.

проектируется для насосных станций. На водопроводных установках чаще всего используется оборудование общего назначения. Большей частью на станциях установлены двухсторонние насосы типа Д, а при необходимости подачи больших объемов используются консольные устройства.

Вертикальные насосы

Насос вертикальный центробежный одноступенчатый применяется на заглубленных станциях, сооружение которых затрудняется в условиях слишком близкого уровня воды. Это дает возможность удешевить строительство, уменьшить размеры машинного зала, повысить качество условий эксплуатации электродвигателей, которые можно вынести на первый этаж.

Осевые насосы

Такие установки чаще всего используются при больших подачах воды. Сточные динамические насосы большей частью устанавливаются на станциях систем выведения бытовых отходов. Предусмотрена температура воды до 80 градусов и возможное содержание до одного процента абразивных частиц. В системах водоотведения также могут использоваться установки типов Гр и ГрУ.

Центробежный одноступенчатый насос и его свойства

Эксплуатационные свойства таких насосов определяются их главными параметрами: мощностью, напором, кавитационным запасом, подачей, высотой всасывания. Важными качествами работы агрегатов являются напряжение электродвигателя и частота вращения колеса.

Нужно понимать, что параметры осевых и центробежных насосов переменны даже при непрерывном действии рабочего колеса и будут зависеть от подачи. На чертежах принято приводить характеристики для уменьшенных диаметров колеса. Характеристики оптимальных режимных точек соответствуют максимальному КПД. Соответствующий набор и подача являются приемлемыми показателями насоса. Эти характеристики вносятся в обозначение установок.

Рабочая точка

Рабочей точкой называют позицию, соответствующую текущему режиму действия. Она не всегда совпадает с приемлемым показателем, но обязательно должна быть приближенной к ним. Одноступенчатый центробежный насос для воды всегда функционирует в пределах рабочей части, которая определяется в соответствии с допустимым снижением КПД. Рабочие точки должны быть только в этих пределах. Характеристики каждого устройства описывает завод-изготовитель с расчетом на чистую воду с температурой двадцать градусов при оптимальном атмосферном давлении на уровне океана.

Насосы типов К и КМ

Центробежный одноступенчатый типа функционирует с односторонним рабочим колесом, расположенным на краю вала насоса. Напорные патрубки поворачиваются на 90, 180, 270 градусов. Это зависит от конкретных условий компоновки. Подшипники в механизмах смазываются жидким веществом. Консольный одноступенчатый центробежный насос может иметь несколько модификаций: установка без двигателя (К) и в моноблочном исполнении (КМ). После этих букв на маркировке указываются подача и напор.

Установки с двусторонним подводом

На рынке доступны одноступенчатые горизонтальные насосы класса Д с полуспиральным подводом. Горизонтальный подъем чугунного корпуса осуществляется в плоскости размещения оси вала. Эта особенность дает возможность разбирать и ремонтировать устройство без необходимости демонтировать трубопровод. Каждый двусторонний насос маркируется символом "Д". После этой буквы указываются две цифры: подача и напор.

Из чего состоит консольная установка?

Одноступенчатый центробежный насос для воды состоит из таких деталей: спиральный отвод корпуса, опора, передняя крышка, рабочее колесо, всасывающий патрубок, гайка, вал, втулка сальника, шариковый подшипник.

Принцип соединения комплектующих

При помощи разгрузочных отверстий частично уравновешивается осевое давление. Также колесо снабжается с тыльной стороны осевым уплотнителем. Трубка с патрубком соединяется с камерой разгрузки Второй шариковый подшипник установлен для фиксации ротора и лучшего восприятия неуравновешенного осевого усилия. На сальниках насоса предусмотрен гидравлический уплотнитель.

Такие установки имеют производительность от 28 до 100 литров в секунду с напором от 12 до 98 метров. Высокопроизводительные одноступенчатые насосы большей частью имеют возможность двустороннего подвода. При нормальном осевом давлении хорошее двухпоточное колесо имеет достаточно высокие кавитационные показатели.

Корпус и сальники

В насосах, предназначенных для перекачки чистой жидкости с температурой до 80 градусов, предусмотрен чугунный корпус с горизонтальными разъемами вдоль оси вала. Сменные уплотнительные кольца сделаны из чугуна. Вал насоса выполнен из стали и вращается на одном упорном и радиальных подшипниках с кольцевой смазкой.

Сальники оснащены который осуществляется при помощи трубок, которые подводят жидкость из спиральных камер. Такой одноступенчатый центробежный насос консольного типа имеет производительность от 30 до 1800 литров в секунду и напор от 10 до 100 метров.

Установки с вертикальным валом

Выпускаются две марки одноступенчатых устройств для чистой воды: 20 НВ и 28 НВ. Они предназначены для установки в заглубленных станциях. В этой установке пята электродвигателя воспринимает осевые усилия. На сальнике насоса предусмотрен гидравлический затвор с мягкой набивкой. Установки типа НВ напрямую соединяются с электродвигателями или посредством твердых фальцевых муфт через промежуточный вал. Насос вертикальный центробежный одноступенчатый имеет производительность от 3240 до 10 800 кубических метров в час и напор от 29 до 40 метров.

Особенности канализационных насосов

Центробежный одноступенчатый насос используется для перекачки канализационной жидкости, сточных вод и шлама. Одной из главных причин остановки насосов в процессе использования является их засорение. Для предохранения от попадания мусора в механизмы предусмотрены специальные решетки. Их монтаж обуславливает необходимость изменения формы установки.

Такие насосы уплотняются стальными кольцами с острой кромкой, разрезающей волокна, попадающие в уплотнения. Установки укомплектованы крышками, обеспечивающими простоту доступа для очистки всасывающей части лопастного колеса. Число лопаток сведено к минимуму для снижения возможности засорения. Проходы между ними, таким образом, увеличиваются. Довольно часто количество лопаток сокращают до двух.

Консольный одноступенчатый центробежный насос канализационного типа создается из материалов, не подверженных коррозии. В его корпусе предусмотрены несколько разъемов, необходимых для частичной разборки в процессе очистки. Входные кромки лопаток закругляются очень сильно. Благодаря этому волокнистые тела на них не будут застревать.

Насосы марок НФ, НФуВ и ФВ. Открытые и диагональные устройства

Предусмотрены такие типоразмеры установок: 2НФ, 4НФ, 6НФ, 8НФ. Их производительность колеблется от 36 до 864 кубических литров в час при напоре от 6,5 до 50 метров. Аналогично таким установкам могут применяться канализационные насосы с открытым рабочим колесом с двумя толстыми лопатками. В таких устройствах все волокна перерезаются острой кромкой лопатки.

Для работы со сточными водами довольно часто применяется одноступенчатый центробежный насос диагонального типа. Рабочее колесо в этих установках, а также в моделях марок ФВ и НФуВ оснащено двумя лопатками. Их производительность варьируется в пределах от 43 до 150 кубических метров в час, а напор достигает 63 м.

Землесосы

Землесосы используются во время перекачки по трубам смесей взрыхленной массы грунта и жидкости на необходимое расстояние. Сегодня на рынке производятся насосы с дальностью транспортирования до 5 км и производительностью от 40 до 1200 кубических метров в час. При помощи землесосов можно разрабатывать выемки глубиной до 15 м ниже водного горизонта. Эти установки имеют ряд особенностей, обусловленных большой концентрацией крупных частиц в перекачиваемой водной массе. По этой причине создается износоустойчивое колесо из марганцовистой твердой стали.

Насос вертикальный центробежный одноступенчатый защищается броней на внутренней части корпуса для предотвращения быстрого износа. Чтобы механизм не так быстро приходил в негодность, между колесом в левую полость и к сальнику по специальным сверлениям подается очищенная вода для вымывания из этих мест твердых фрагментов.

На наружной части рабочего и покрывающего дисков колеса установлены радиальные лопатки. Они подбираются так, чтобы осевой усилитель приходил в равновесие в процессе вращения.

Вакуумные насосы

Одноступенчатый центробежный насос с вакуумным устройством создается в двух основных вариантах: сухом, отсасывающем только газ, и мокром, работающим еще и с жидкостью. Различие может быть определено только по распределительным узлам. У мокрых насосов размеры мертвого пространства намного больше, поэтому у них более высокое предельное давление по сравнению с сухими. Наибольшая частота вращения во время работы достигается образцами с вертикальным расположением вала.

Несамовсасывающее устройство

Несамовсасывающий одноступенчатый центробежный насос используется для перекачки молока или другой вязкой пищевой продукции, температура которой не превышает 90 градусов. Рабочие лопасти колеса закрыты и каждая деталь такой установки, соприкасающаяся с жидкостью, сделана из хорошей нержавеющей стали и других материалов, допускаемых к использованию в пищевой промышленности. Двигатель от попадания воды защищает специальный облицовочный кожух.

Заключение

Центробежный одноступенчатый насос, схема которого описывается в этой статье, может использоваться в самых различных областях. От способа применения и перекачиваемых материалов будут зависеть рабочие характеристики таких установок, а также материал, из которого изготовлены детали и способ их размещения в механизмах. Насосы можно использовать для перегонки чистой воды, смеси жидкости и грязи, канализационных отходов и пищевой массы различной вязкости.

Механизмы, предназначенные для перекачивания жидкостей, употребляемых в пищу, выполнены из качественных материалов, использование которых допускает Министерство здравоохранения. Насосы, которые используются для отведения канализационных жидкостей, содержащих крупные волокна, устроены таким образом, чтобы большие части рассекались и не препятствовали нормальной работе механизмов.

Наиболее распространенная разновидность водяных насосов — центробежные агрегаты, в зависимости от конструктивных особенностей классифицируется на две группы: насосы одноступенчатого и многоступенчатого типа.

В данной статье мы поговорим об их различиях, устройстве, принципе действия, преимуществах и недостатках. Также будет рассмотрен ассортимент продукции ведущих производителей центробежных насосов, компаний Grundfos и Lowara.

1 Принцип действия и конструктивные различия

Центробежные насос — оборудование, перекачивающее рабочую жидкость за счет центробежной силы, которая создается в результате вращения лопастного барабана. Такие агрегаты имеют металлический либо стальной корпус, внутри которого расположен электропривод и вал вращения. На валу жестко зафиксирован барабан, который может быть открытым (состоит из одного диска и боковых лопастей) либо закрытым (два диска, между которым размещены лопасти).

Лопасти барабана располагаются под углом, они направлены в обратную к направлению его движения сторону, что нужно для обеспечения максимально эффективного захвата воды. На корпусе агрегата имеют два патрубка — всасывающий и подающий (напорный), через которые циркулирует перекачиваемая жидкость.

При заполнении корпуса насоса водой начинает вращаться барабан, вода попадает в лопасти и в результате движения колеса под напором отбрасывается к напорному патрубку. В результате этого в зоне выпускного патрубка создается зона высокого давления, тогда как в центральной части барабана — зона разрежения, под воздействием которой вода начнет поступать через всасывающий патрубок насоса. Данный принцип обеспечивает непрерывную подачу жидкости циркуляционными насосами любого типа. В отличие от поршневых агрегатов, они не имеют проблем с неравномерным, пульсирующим напором, что значительно расширяет сферу применения такой техники.

Рассмотрим устройство одноступенчатого агрегата:

Корпус, также именуемый улиткой (на схеме представлен горизонтальный тип корпуса).
Лопастное колесо.
Уплотнение рабочего вала.
Вал вращения.
Уплотнение камеры с масляной ванной.
Подшипниковая опора.
Несущая опора.
Отверстия для контроля за уровнем масла в камере.

Одноступенчатые центробежные насосы имеют одно рабочее колесо, тогда как многоступенчатый насос — два и более. При этом их принцип действия остается идентичным, улучшаются лишь эксплуатационные характеристики оборудования — производительность (количество перекачиваемой воды в минуту) и напор (максимальное расстояние, на которое может быть перекачана жидкость). Напор указывается в метрах, которые свидетельствуют о расстоянии перекачки по высоте, чтобы узнать максимальную длину транспортировки жидкости напор необходимо умножить на 10.

В зависимости от конструктивного устройства многоступенчатый центробежный насос может быть секционным либо спиральным. Секционный агрегат отличается тем, что перекачка жидкости осуществляется последовательно — из первого барабана в следующий. Максимальная производительность, которую может развить секционный насос на сегодняшний день составляет 900 м 3 /ч при напоре 1900 м.

1.1 Устройство центробежного насоса (видео)

1.2 Преимущества и недостатки центробежных агрегатов

Широкое распространение насосного оборудования, работающего по принципу центробежной силы, объясняется наличием у данной техники ряда эксплуатационных преимуществ, к которым относится:

компактные размеры и небольшой вес за счет прямого соединения вала вращения с двигателем, конструкция не предполагает наличие каких-либо передаточных механизмов;
надежность и долговечность, отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании;
плавная подача рабочей среды, нулевой риск возникновения гидравлических ударов;
возможность работать с загрязненными жидкостями, содержащими в составе механические частицы, что достигается за счет отсутствия в конструкции клапанов;
доступная стоимость за счет простоты конструкций.

Единственным недостатком данных агрегатов является сравнительно низкий КПД при работе в режиме малой производительности. Особенно критичной данная проблема стает при необходимости перекачки небольшого объема воды под высоким давлением.

Также как недостаток можно рассматривать невозможность быстрого запуска оборудования, поскольку перед началом перекачки корпус насоса необходимо заполнить водой. В целом же, для производительной работы центробежные насосы являются лучшим выбором.

2 Классификация оборудования

Как многоступенчатые, так и одноступенчатые агрегаты, в зависимости от положения оси рабочих колес в пространстве, классифицируются на:

горизонтальные;
вертикальные.

В горизонтальной конфигурации, как правило, выполняются крупногабаритные промышленные агрегаты для стационарной установки, также горизонтальные агрегаты используются в насосных станциях автоматического водоснабжения, в которых они сопряжены с корпусом гидроаккумулятора. Вертикальное оборудование более распространено в сфере бытовой эксплуатации, в таком корпусе делаются все разновидности скважинных насосов, дренажные и фекальные агрегаты.

Также одним из основных факторов классификации центробежного оборудования является его разделение на типы в зависимости от положения корпуса агрегата относительно перекачиваемой жидкости, согласно которой насосы бывают поверхностные и погружные.

Конструктивно погружное оборудование может обеспечить перекачку до 16 м3 жидкости в час при напоре до 200 метров. Практически все скважинные насосы погружные, так как они могут поднимать воду с большой глубины (40 метров и более), тогда как поверхностные агрегаты в принципе не способы высасывать воду с глубины более 10 метров.

Среди отличий также выделим то, что погружные установки значительно тише, чем поверхностные, что важно при монтаже насосной станции внутри жилого помещения. Однако поверхностный насос проще в обслуживании и ремонте, так как он не обладает полностью герметичным корпусом.

Рассмотрим оставшиеся классы центробежного оборудования:

в зависимости от развиваемого давления подачи: до 0.2 МПа — низкого, до 0.6 МПа — среднего и свыше 0.6 МПа — высокого давления;
по коэффициенту быстроходности — тихо, нормально и быстроходные;
по функциональному назначению — водяные, пожарные, нефтяные, дренажные, фекальные;
по типу соединения колеса с двигателем — консольные, приводные, муфтовые.

КПД работы таких агрегатов непосредственно зависит от их быстроходности, скорости вращения колеса и конструктивного исполнения. Так, компактные одноступенчатые насосы имеют КПД 0.6-0.7, крупногабаритные — 0.9-0.92.

2.1 Производители и популярные модели

Ведущими мировыми производителями центробежного оборудования являются компании Lowara (Италия) и Grundfos (Дания). Оба производителя поставляют на рынок агрегаты как для бытовой, так и для промышленной эксплуатации. В ассортименте итальянцев представлены пять линеек насосной техники:

Тогда как итальянская компания специализируется на многоступенчатой технике, лидирующие позиции в сегменте одноступенчатых агрегатов занимают насосы производства фирмы Grundos. В ассортименте компании горизонтальные агрегаты представлены серией JP (в которую входит популярный одноступенчатый насос Grundfos JP 5), вертикальные — сериями TP (оборудование в стандартном исполнении) и TPD (насосы типа ин-лайн).