Центробежный насос

Центробежный насос на сегодняшний день пользуется достаточно большим спросом. Это легко объясняется довольно хорошим КПД в процессе работы, надежностью и эффективностью системы, а в случае поломки конструкция насоса достаточно проста, поэтому ремонт в отдельных моментах можно осуществить самостоятельно в домашних условиях. Также данный тип системы часто используют дачники в качестве насоса для воды, так как для его функционирования не требуется создания особых условий работы, а принцип действия достаточно прост и понятен.

Схематическое представление центробежного насоса
Схематическое представление центробежного насоса

Принцип действия центробежного насоса позволяет применять его как для бытовых нужд, так и для масштабного промышленного производства. Основное назначение любого центробежного насоса заключается в перекачки жидкости. Именно поэтому в современных насосных станциях ключевое место отводится насосной системе, которая в большинстве случаев производится на основе данного оборудования и имеет характерную аббревиатуру «ЦН».

Устройство центробежного насоса

Центробежный насос – простое устройство, и его принцип действия также довольно прост и понятен. Обычно он имеет спиралеобразный металлический или пластиковый корпус, размер которого зависит от типа насоса (погружные насосы в диаметре обычно достигают 10 см, поверхностные – обладают более внушительными размерами), внешне напоминающий улитку: внутри расположен вал, на котором закреплено рабочее колесо. Рабочее колесо вращается за счет шпонки и состоит из 2-х дисков и лопаток, которые имеют выпуклую форму и направлены в противоположную сторону вращения. Вал может быть двух видов: двухопорным, который дополнительно снабжен подшипниками, и консольным. Задняя часть вала имеет специальную соединительную муфту, переходящую в электрический кабель, предназначенный для подключения впоследствии к источнику питания.

Обычно корпуса данных насосов производятся на основе стали или чугуна, в более дешевых моделях, рассчитанных на бытовые нужды, добавляются различные полимерные материала. Колесо изготавливается из полимера, и размер его может варьироваться в зависимости от типа насоса. Для исключения образования протечек во время подкачки жидкости все свободное внутреннее пространство насоса заполняется специальным уплотнителем. Разновидности уплотнителя зависят от стоимости насоса, современные производители отдают предпочтения торцевым уплотнителям, более ранние модели исключали возможность протечки за счет уплотнителя на основе сальниковой набивки. По праву торцевые уплотнители обладают лучшими гидроизоляционными свойствами даже при смещении вала и сильных вибрациях. Жидкость попадает в насос за счет отверстия, находящегося в передней части корпуса.

Если основная область применения центробежного насоса – подача питьевой воды, нужно обратить внимание на корпус системы, он должен состоять из качественной нержавеющей стали, а колесо – из пищевого пластика. Причем на анатомию насоса эти моменты нисколько не влияют.

В зависимости от разновидности, схема центробежного насоса состоит из дополнительных деталей:

  • фильтр в виде сетки для препятствия попадания инородных тел;
  • задвижка, которая находится перед отверстием, через которое всасывается жидкость, предназначена она для контроля поступления водного потока;
  • обратный клапан предотвращает заполнение насоса жидкостью перед включением;
  • манометр измеряет давление, создаваемое насосом в процессе работы;
  • вакуумметр контролирует разряженность воздуха;
  • предохранительный клапан, цель которого защитить от гидравлического удара.
Устройство центробежного насоса
Устройство центробежного насоса

Центробежный насос можно отнести к динамическому типу насоса, который устроен таким образом, что его функциональность происходит за счет центробежной силы, образующейся за счет вращения рабочего колеса с профильными лопатками.

Принцип работы насоса

Конструкция центробежного насоса позволяет предположить, как работает данный тип системы. Его принцип работы достаточно прост и понятен. По входным каналам (патрубкам) жидкость поступает в насос, где вращается рабочее колесо, которое направляет жидкость к стенкам рабочей камеры. Данный эффект образуется за счет центробежной силы, которая возникает в результате высокого давления и крутящего момента. Далее жидкость попадает в водные каналы, расположенные возле стенок, а на выходе вода попадает в нагнетательные трубки, имеющие спиралевидную или кольцевидную форму, за счет чего на выходе жидкость поступает под высоким давлением. При попадании жидкости в шланги или водопроводную систему, давление в области колеса падает, осуществляется подкачка жидкости. Данная последовательность действий будет продолжаться беспрерывно, пока не отключить насос от источника питания. Этот процесс работы характерен для всех центробежных помп.

При использовании погружного центробежного насоса весь процесс автоматизирован, поскольку работу системы регулируют специальные поплавки, и при низком давлении насос просто не включается. Что касается поверхностных моделей, работающих без прямого контакта с жидкостью, они имеют специальные встроенные внутри корпуса клапана, которые полностью отключают всю систему при недостаточном количестве жидкости. Возникновение взрыва за счет высокого давления в системе полностью исключено, поэтому никакого вреда ближайшему строению и постройке не будет.

Принцип работы центробежного насоса
Принцип работы центробежного насоса

Как видно, устройство и принцип работы погружного и наземного центробежного насоса достаточны просты и понятны. Что касается его эксплуатационных свойств, на данный момент производительность этой системы весьма велика, что с лихвой окупает ее стоимость.

Типы центробежных насосов

Виды центробежных насосов на сегодняшний день достаточно разнообразны, выпускаются как отечественными производителями, так и зарубежными. По типу работы их можно разделить на три вида:

  • Погружные, которые функционируют при непосредственном прямом контакте с водой и постоянно находятся в самом источнике, пока есть в этом необходимость. Обычно их подвешивают на тросе и полностью погружают в воду, используются для доступа к жидкости на больших глубинах;
  • Полупогружные насосы характеризуются вертикальным расположением вала, в воду погружается только часть корпуса, обычно применяются для перекачки жидкости из одной емкости в другую;
  • Поверхностные – прямого контакта с источником жидкости не происходит, вода поступает через водные каналы, обычно представленные в виде шлангов. Их минусом является доступ к жидкости на глубине не более 10-13 метров, а также достаточно слабый напор воды. К плюсом можно отнести простоту эксплуатации и ремонта.
Пример поверхностного центробежного насоса
Пример поверхностного центробежного насоса

По количеству колес квалифицируются на:

  • Одноступенчатые, характеризующиеся наличием одного рабочего колеса, классическая вариация;
Пример одноступенчатого центробежного насоса
Пример одноступенчатого центробежного насоса
  • Многоступенчатые – имеют несколько колес, насаженных на один вал, используются при необходимости развития достаточно большого напора. Каждое из колес развивает свою степень вращения, которая передается от одного колеса к другому. В итоге на выходе жидкость имеет силу всех вместе взятых колес.

По типу вращения вала:

  • вал может быть расположен горизонтально, данный тип используется достаточно часто и отличается простотой обслуживания;
  • вал располагается вертикально, а сам двигатель насоса находится над ним, что создает ряд трудностей при осуществлении ремонтных работ, так как приходится полностью разбирать двигатель в случае поломки вала.
Пример центробежного насоса с вертикальным валом
Пример центробежного насоса с вертикальным валом

По типу забора воды:

  • самовсасывающие – способны добраться до воды на глубине 8-10 метров, перед каждой эксплуатацией водой заполняется корпус и шланги;
  • насосы с нормальным всасыванием – относятся ко всем погружным насосам и некоторым поверхностным, при первом применении корпус заполняется водой.
Пример самовсасывающего центробежного насоса
Пример самовсасывающего центробежного насоса

По типу устройства:

  • с мокрым ротором – в процессе работы ротор смазывается водой, этот тип насосов имеет пониженную мощность;
  • с сухим ротором – имеют более высокую силу мощности, движок защищен от влаги герметичной камерой, насос обладает повышенным уровнем шумности, большим потреблением электроэнергии.

По типу расположения входного и выходного патрубка:

  • на передней части корпуса располагается входной патрубок, на задней – выходной;
  • оба патрубка расположены на одной оси, данный тип характерен для насосов концерна Grundfos из серии «ин-лайн», согласно их запатентованным производственным процессом, данная система позволяет добиться более высоких показателей КПД.

При перекачивании вредных, токсичных и опасных жидкостей из одного резервуара в другой используются специальные центробежные насосы, которые исключают возникновение протечек:

  • двигатель располагается в корпусе, а рабочее колесо вмонтировано в вал;
  • двигатель отделен от герметичного корпуса, а крутящий момент осуществляется за счет специальной магнитной муфты.
Пример центробежного насоса для перекачивания токсичных отходов
Пример центробежного насоса для перекачивания токсичных отходов

Современные виды центробежных насосов способны загнать в тупик, в связи с их разнообразием и различными техническими характеристиками. От этих характеристик напрямую зависит не только принцип работы всей системы в целом, но и потребление электроэнергии, уровень шумности, удобство и безопасность работы и, конечно, КПД.

Видео

Добавить комментарий