Центробежный насос: принцип работы, характеристики, схемы

Как работает ВВН

Водокольцевой вакуумный насос – это наиболее популярный тип оборудования, используемого для откачивания газовых сред из замкнутых объемов. Для функционирования таких устройств нужна жидкая рабочая среда, в качестве которой преимущественно используется вода (реже – масло, тосол, щелочи, кислоты и другие вещества). Конструктивная схема насосов данного типа включает в себя колесо с лопатками, которое является основным рабочим органом таких устройств.

Принцип, по которому работают ВВН, достаточно прост. Заключается он в следующем.

Под воздействием вращения лопаточного колеса, создающего центробежную силу, жидкость отбрасывается к стенкам рабочей камеры, формируя по ее внутреннему периметру водное кольцо.
В центральной части рабочей камеры в результате протекания вышеописанного процесса создается зона разрежения, что и обеспечивает всасывание откачиваемой газовой среды в такую камеру через входной патрубок.

Принцип работы и основные детали насоса ВВН

Следует иметь в виду: принцип работы вакуумных насосов данного типа подразумевает, что жидкая рабочая среда постоянно нагревается, поэтому ее необходимо регулярно менять.

Устройство и принцип действия водокольцевых вакуумных насосов достаточно просты, что обеспечивает высокую надежность такого оборудования, а также простоту его эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

Водокольцевые вакуум-насосы не требуют очистки перекачиваемых газов и способы работать в круглосуточном режиме

Принцип функционирования многоступенчатой модели насоса

Принцип работы многоступенчатого оборудования заключается в следующих моментах: первоначально вода поступает в одну из секций с рабочим колесом. При этом она перенаправляется через всасывающий патрубок. Жидкость создает определенный напор и поступает во вторую секцию через нагнетательный патрубок. Там она подвергается действию центробежной силы, которая образуется рабочим колесом.

Под создавшимся давлением вода переходит на следующую ступень. Она проходит все ступени секционного насоса и подается через нагнетательный патрубок. Принцип работы многоступенчатого центробежного насоса заключается в том, что поток проходит по каждой ступени и увеличивает напор, который создается рабочими колесами. Из этого следует сделать вывод, что давление насоса равно сумме напоров, создаваемых на каждой ступени. Принцип работы центробежного насоса для воды выражен еще и в том, что диаметр рабочего колеса и сила его вращения на каждом этапе влияют на напор воды, которая выходит из насоса.

Принцип работы циркуляционного насоса

Чтобы понимать, как работает циркуляционный насос, не нужно быть большим специалистом. Его задача преодолеть трение внутри системы отопления и организовать безостановочное движение теплоносителя. Мотор с помощью ротора толкает жидкость по трубам. Если не работает циркуляционный насос, теплоноситель по инерции некоторое время еще будет двигаться по системе, а потом полностью остановится. В промышленных масштабах выпускаются насосы с двумя видами ротора, так называемом, сухим или мокрым. Первый вид ротора применяется для отопления промышленных помещений большой площадью, где уровень шума работающего насоса не имеет принципиального значения. Высокий уровень производительности прибора компенсирует необходимость постоянной смазки движущихся частей насоса. Насос с мокрым видом ротора применяют для отопления жилых помещений. Теплоноситель, в который погружен ротор, одновременно смазывает и охлаждает двигатель. Отсутствие вентилятора и наличие защитного кожуха делает работу агрегата настолько тихой, что практически не слышно как работает циркуляционный насос.

Принцип работы циркуляционного насоса с мокрым ротором таков, что агрегат может работать в помещении с низкой загрязненностью воздуха и перекачивать очищенную воду или водокликолевую смесь. Масло в качестве теплоносителя в системе отопления с циркуляционным насосом не применяется.

Несмотря на кажущийся простым принцип работы циркуляционного насоса, подобрать нужный прибор можно только с помощью специально подготовленного сотрудника, который сможет правильно рассчитать параметры необходимого агрегата и подключить его к отопительной системе. Насос с излишней мощностью создаст неприятные шумы в системе отопления, вызванные повышенной скоростью движения теплоносителя и использует большее количество энергии.

Вопрос о необходимости запаса мощности насоса и сейчас остается спорным среди специалистов. Одни считают, что на полную мощность насос работает всего несколько дней в году, а остальное время потребляет дополнительную энергию, что абсолютно не рационально. Другие утверждают, что работая на пределе возможностей, агрегат достаточно быстро износится и выйдет из строя.

Для коррекции работы насоса, выпускают приборы с регулировкой мощности. Насос можно настраивать в ручном или автоматическом режиме. Ручная регулировка имеет три режима скорости движения ротора, каждый из которых влияет на скорость движения теплоносителя. В более теплую погоду можно экономить электроэнергию, настроив насос на самую низкую мощность.

Более дорогие современный насосы с автоматической регулировкой мощности могут быть успешно использованы в системе теплый пол или отопительной системе с регуляторами температуры нагрева на радиаторах. Автоматика способна уловить малейшие изменения в системе и откорректировать соответствующие настройки насоса.

Как установить циркуляционный насос для отопления

Для владельцев дачных домов с локальной системой отопления, особенно остро встаёт вопрос равномерного распределения тепла между всеми комнатами. Для этого используются системы естественного циркулирования теплоносителя и.

Циркуляционный насос греется

В системах отопления для равномерной циркуляции теплоносителя используют циркуляционные насосы. Насосы осуществляют перекачку рабочей жидкости от котла к отопительным приборам, а при остывании жидкости – обратно к котлу. Все.

Области применения

Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:

Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.

Основные производители

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

Водоснабжение, водоотведение, водоочистка

Grundfos : grundfos.com
Wilo :wilo.ru
Группа компаний Xylem. Насосы Lowara, Goulds, Flygt, Vogel и.т.д : https://xylem.ru
KSB: https://www.ksb.com/ksb-ru/
Pentair : www.pentair.com
Ebara : https://www.ebaraeurope.ru/
Caprari : www.caprari.it

Нефтехимическая отрасль

Flowserve www.flowserve.com
ITT www.itt.com/
Sulzer www.sulzer.com
Hermetic Pumpen www.hermetic-pumpen.com
Kirloskar pumps www.kirloskarpumps.com/
Ruhrpumpen www.ruhrpumpen.com

Химическая промышленность

Munsch munsch.de/
Pompe Travaini www.pompetravaini.it/
Someflu pump www.someflu.com/
Rutschi Gruppe www.grupperutschi.com

Производительность центробежных насосов

В центробежных насосах производительность зависит от конструктивных особенностей оборудования и рабочего процесса

Величина этого важного параметра также определена вязкостью, консистенцией жидкости, особенностями системы водопровода.. Для центробежных насосов характерна высокая производительность

При правильном монтаже и рабочих настройках жидкость с установленным центробежным насосом будет перекачиваться плавно и равномерно. С увеличением производительности растет мощность. Однако коэффициент полезного действия при таком изменении характеристик начинает уменьшаться.

Для центробежных насосов характерна высокая производительность. При правильном монтаже и рабочих настройках жидкость с установленным центробежным насосом будет перекачиваться плавно и равномерно. С увеличением производительности растет мощность. Однако коэффициент полезного действия при таком изменении характеристик начинает уменьшаться.

Лучше всего эксплуатировать насос в значениях максимального КПД. Тогда насос будет потреблять оптимальное количество энергии и работать без сбоев. Значения технических параметров рассчитывают во время испытаний.

Поскольку центробежные насосы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми, значения напора в них разное. Это определяют тем, что в многоступенчатых моделях есть несколько колес, через каждое из которых проходит жидкость поочередно. Если сравнивать эти два типа устройств, напор в многоступенчатых устройствах будет больше.

Сферы применения

Благодаря своей универсальности, высокой эффективности и надежности центробежные насосы сегодня успешно применяются практически везде. Если говорить о наиболее популярных областях использования насосов центробежного типа, то сюда следует отнести:

Центробежный насос гигиенического исполнения для пищевой, фармацевтической и косметической промышленностей

Для того чтобы понять, в чем состоит причина универсальности и высокой эффективности гидромашин центробежного типа, следует разобраться в том, из каких конструктивных элементов состоит и как работает такое оборудование.

Принцип работы напорного оборудования

Установки эжекторного типа более мощные

Установленная на поверхности станция предназначена для подачи жидкости с источников на небольшой глубине: до 8–9 метров. Напорное оборудование не надо погружать в воду.

Работает поверхностный насос по такому принципу:

Расширительный бак либо гидравлический аккумулятор, подсоединенный к насосу, за счет конструкции заполняется водой до установленного уровня.
Автоматика выключает помпу после того, как жидкость дойдет до определенной отметки. Водозабор прекращается.
При понижении уровня жидкости в накопителе автоматика включает насос, и он наполняет гидравлический аккумулятор.

Принцип действия основан на том, что в части всасывающего шланга, не опущенного в жидкость, создается разрежение. Вода поднимается по водоводу из-за различия показателей давления между его концами.

Монтаж самой установки не составляет трудностей. Для этого нужно лишь внимательно изучить приложенное руководство и соединить детали друг с другом. Схема монтажа на нужном месте и подключения к скважине сложнее.

Виды насосов

На современном рынке существует большое количество насосов для того, чтобы перекачивать жидкости и самые популярные из них — это центробежные насосы. Данные насосы имеют отличия по своим особенностям и бывают они одноступенчатыми и многоступенчатыми.

Многоступенчатый насос

Принцип работы

Многоступенчатый насос собирают из напорного патрубка, колеса, направляющего аппарата и спирального отвода.

При вращении колеса, часть которая имеет индивидуальные изгибы на лопастях, наполняется водой. Затем вода поступает в канал, который имеет спиральный отвод. За счет этого строения существует возможность усилить напор.

Устройство и принцип действия многоступенчатого насоса

Одноступенчатый насос является агрегатом, который имеет одно рабочее колесо, в то время многоступенчатый насос имеет два или более рабочих колес. Принцип действия у многоступенчатого агрегата похож на принцип действия агрегата одноступенчатого, а производительность на прямую зависит от количества колёс. Поэтому многоступенчатые насосы перекачивают большее количество воды за какое-то время и отличаются увеличенным напором. Это означает то, что при помощи многоступенчатых насосов перекачка жидкости может осуществляться на дальние расстояния.

Типы центробежных насосов для воды

Многоступенчатые центробежные насосы бывают разнообразной конструкции:

Секционные;
Спиральные.

Секционный многоступенчатый насос осуществляет перекачку воды постепенно, то есть из барабана в барабан. Уровень производительности оборудования по максимуму, является девятьсот кубических метров жидкости в час с напором тысяча девятьсот метров.

Положительные и отрицательные качества

В большом диапазоне подач сохранятся большое значение КПД и напоров, в результате пологих качеств.
Большая частота вращения способствует использованию для насосов электродвигателей и электроприводов, а также турбин;
Мощность изменяется плавно, это позволяет произвести пуск насоса даже при закрытой задвижке на выходе или закрытом обратном клапане.
Обладают хорошей устойчивостью при работе устройств и расширении технических величин, а также при параллельном и поэтапном соединении насосов, при выполнении работ на один трубопровод.
Довольно плавно проходят переходные процессы, это происходит при изменениях режимов работы водных систем.
Насосы всегда размещают выше уровня воды в ёмкости для потребления.

Такими факторами являются:

Диаметр рабочих колес обтачивают;
Частоту вращения изменяется;
Частоту электроснабжения изменяется;
Насос довольно недорого стоит, потому что при его производстве используют недорогие материалы. Например:
Сталь;
Чугун;
Полимерные материалы;
Данный насос легок в обслуживании и эксплуатации.
Надёжный при работе.
Подача жидкости большая.
Поток воды подается с незначительными равномерными пульсациями.
Также хорошо работает даже загрязненных жидкостях.
Отрицательными качествами центробежных многоступенчатых насосов является:
Необходимо аппарат залить прежде, чем его запустить;
Склонны к кавитации;
Если насосом перекачивать вязкие жидкости, то уровень КПД снижается.
Если подача жидкости небольшая, то уровень КПД становиться очень маленьким.
Многоступенчатые центробежные насосы лучше всего применять для больших подач воды и при средних, низких напорах.

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.

Оборудование от «Керхер» и «Вило»

Оборудование от немецкого ценится во всем мире. Это хорошие насосы с отличной производительностью, долго работающие. Единственным недостатком выступает цена. К примеру, SPP 33 Inox 1.645−409 стоит 13 000 рублей.

Насосы от бренда «Вило», используемые в быту, практически универсальны. Цена ниже, чем у немецкого аналога, но качество идентичное. В этом убеждены миллионы пользователей такого оборудования, сообщения которых можно увидеть на тематических форумах и различных сайтах.

При выборе насоса важны такие характеристики, как напор, мощность, срок службы, качество. Лучше довериться хорошим отечественным товарам. Покупка европейского насоса обходится дороже, но не всегда он служит долго

Важно уделить внимание тому, как будет установлено оборудование и насколько хорошо оно будет обслуживаться

Работа и устройство

Чтобы понять работу данного механизма надо знать из чего состоит центробежный насос. Так же понять его принцип работы.После этого вы сможете подобрать его именно для нужной работы. После этого и можно будет установить его своими руками. Посмотрев фото вы все поймете без проблем.

Основные узлы и элементы

Устройство и принцип действия центробежного насоса происходит в результате согласованных действий всех механизмов. Они состоят из корпуса в виде спирали и рабочего колеса, расположенного внутри корпуса и крепится на валу шпонкой.

Устройство центробежного насоса насоса

Итак:

Валик вращается непосредственно в подшипниках. А сальники служат в целях создания уплотнения прохода отверстия в том месте где внутри корпуса находится местоположение вала.
Посредством всасывающего патрубка жидкость попадает прямо в насосный корпус, и ее подача направляется в средину рабочего колеса, которое продолжает беспрерывно вращаться.
Из-за действия лопастей продолжается движение вещества и от центровой части колеса отскакивает в сторону и достигает таким образом спиральной части насосного корпуса, это что касается именно спиральных насосов.
Далее перемещение вещества происходит в рамках напорного трубопровода через нагнетающий патрубок.

Созданный насосом напор жидкостной струи измеряется в определенных единицах – метрах столба перекачиваемого вещества. Из – за происхождения разрежения перед колесными лопастями происходит всасывание жидкости.
Выпуклость формы лопасти предполагает обеспечение усиления жидкостного напора и повышает качество отекания, а рабочее колесо вращается при этом в направлении нагнетания той стороной лопастей, которая выпуклая.

Принцип работы

При центробежных насосах обычно имеется арматура и некоторые приборы:

Оснащенный сеткой обратный приемный клапан, выполняющий сдерживающую функцию воды именно в корпусном насосном патрубке (всасывающем) при совершении процедуры заливки перед активированием.
Наличие сетки необходимо для фильтрации взвесей, которые находятся в воде.
Далее идет задвижка. Существование вакуумметра функционирует, определяя показатели разрежения на той стороне, где происходит всасывание. Его местоположение определено в промежутке между задвижкой и корпусом.
На самом верху корпуса центробежного насоса для того, чтобы была возможность выпустить воздух в конструкции имеет место наличие специального крана.

На напорном трубопроводе находит свое месторасположение и задвижка, обеспечивая сразу несколько функций – это и сам запуск процесса, и его приостановка, и кроме того контролирующая функция за непосредственно за мощностью напора, который создается за счет работы центробежного насоса.
Такой прибор как манометр в данном случае измеряет напор жидкости, созданный центробежным насосом. Его расположение находит свое место на насосном напорном патрубке.
Здесь предусмотрен и обратный предохранительный клапан, который защищает центробежный насос от ударов гидравлики. Расположение предохранительного клапана находит свое место прямо на напорном патрубке за задвижкой для обеспечения защиты насоса.
Предусмотрен так – же и прибор для залива самого агрегата с разнообразными автоматическими приборами.

От чего зависит стоимость насоса

Ассортимент отечественного рынка водяных бытовых насосов представлен моделями, выпускаемыми российскими и зарубежными компаниями. Если говорить о приборах отечественного производства, то по уровню исполнения они могут на равных конкурировать с импортными образцами. В то же время цена этих устройств чаще оказывается более низкой. По этой причине насосы, изготавливаемые российскими компаниями, и пользуются повышенным спросом среди потребителей. Приобретая подобное оборудование, владелец получает возможность сэкономить на их ремонте и техобслуживании. Также не возникает у него проблем и с приобретением запчастей, которые доступны в широком ассортименте в любом специализированном магазине.

1 Особенности конструкции и принцип работы

Главным функциональным элементом центробежного насоса выступает рабочее колесо, которое зафиксировано на вале силового агрегата, посредством шпонки. Схема его работы предусматривает центральное использование этого элемента.

Рабочее колесо выполняется из двух отдельных дисков – переднего и заднего, которые расположены друг к другу на расстоянии в несколько сантиметров. Между собой колеса соединены специальными лопастями, которые направлены в противоположную к движению колеса сторону.

Элементы ротора силового агрегата, на который насажены колеса, имеют множество уплотнений – сальников, которые способствуют правильной циркуляции жидкости внутри насоса, во время его работы, и снижают утечки воды из рабочей камеры.

Схема действия колеса описывается несколькими простейшими принципами. Когда насос включается в работу, он полностью заполняется водой из скважины, которая, после начала вращения рабочего колеса, попадает в межлопастные ячейки, и под влиянием созданной движением колеса центробежной силы выбрасывается к выводящему патрубку.

Дальнейшая прокачка воды происходит из-за разницы давления рабочей камеры – в которой давление уменьшилось, и выводящего патрубка – где давление повышено.

Данный принцип работы полностью нарушается, когда в корпус центробежного насоса вместе с перекачиваемой жидкостью попадает воздух.

Наличие воздушных пробок чаще всего приводит к остановке работы устройства, так как разница в перепаде давления полностью теряется. Поэтому, все виды современных центробежных насосов комплектуются дополнительными воздухоотводящими устройствами.

Схема конструкции центробежного насоса

Основные элементы конструкции центробежных насосов:

Обратный клапан – выполняет функцию удержания воды в корпусе насоса (перед каждым стартом агрегата необходимо предварительно заполнить его водой);
Механический фильтр на входном патрубке – для фильтрации основных нерастворимых загрязнений;
Кран для залива воды в корпус агрегата;
Обратный клапан на выводящем патрубке – препятствует обратному движению перекачиваемой из скважины жидкости;
Предохранительный клапан – защищает устройство от гидроударов;
Разнообразная автоматика – манометры, вакуумметры, пульты управления.

1.1 Виды и отличия

Сами по себе эти устройства уже являются одной из разновидностей насосного оборудования, однако и их можно разделить по нескольким основным параметрам. Классификация центробежных насосов выполняется по целому ряду факторов, основные из которых мы рассмотрим:

В зависимости от количества рабочих колёс: одноступенчатые (с одним колесом) и консольные (с множеством колес);
Схема расположения рабочих колес: вертикальное, либо горизонтальное расположение;
Производящееся насосом давление: до 0.2 МПа – устройства низкого давления, 0.2 – 0.6 МПа – среднего давления, и высокого давления – свыше 0.6 МПа;
Принцип расположения насоса в пространстве – погружной, либо поверхностный;
Особенности подвода воды к агрегату – насосы с двухсторонним, либо односторонним входом;
Принцип транспортировки жидкости внутри корпуса – существуют спиральные насосы, в которых вода от рабочего колеса сразу подается к выводящему патрубку и лопаточные агрегаты, где вода после рабочего колеса попадает в направляющий блок – неподвижно зафиксированное колесо с лопастями;
Функциональное назначение – скважинные, дренажные, фекальные, пожарные, нефтяные, циркуляционные насосы;
Способ соединения силового агрегата и рабочего колеса – приводные (где колесо неподвижно закреплено на вале привода) и муфтовые (колесо смонтировано посредством съемных соединений).

Общая классификация

В настоящее время существует более трех тысяч видов насосов. Они отличаются строением и назначением, а также подходят разных сфер использования. Все это многообразие можно разделить на две большие группы: динамические и объемные насосы.

Кавабанга! Бетоносмеситель с самозагрузкой

Объемные насосы — это устройства, в которых вещество перемещается за счет постоянного изменения объема камеры, при этом она поочередно совмещается с входным и выходным отверстием. Их, в свою очередь, можно поделить на:

мембранные;
роторные;
поршневые.

Ниже все эти виды насосов, а также их классификация будут рассмотрены более подробно.

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.