Технические характеристики центробежных насосов

Любая технологическая линия, перекачивающая жидкие среды, подразумевает наличие самовсасывающего насосного оборудования. В системах автономного водоснабжения насос является основным агрегатом насосной станции, подающий жидкость из колодца или скважины. Широко используемыми насосами для перекачивания жидкостей являются центробежные. Они составляют более 75% всех гидравлических аппаратов для перекачки жидких, вязких и агрессивных сред с твердыми частицами.

Центробежные насосы нашли применение во многих областях промышленности и в быту. Они стали популярны благодаря высокоэффективной работе, надежности и практичности. Насосы, предназначенные исключительно для перекачки чистой воды, демонстрируют довольно внушительные особенности. При всем этом насос работает по несложной и понятной схеме.

Благодаря простой конструкции есть возможность быстрого монтажа и демонтажа, а также самостоятельной замены. Но если нет опыта в таких делах, лучше довериться профессионалам.

К самым значимым достоинствам центробежных насосов следует отнести следующие:

• высокая производительность благодаря конструктивным особенностям и принципу действия;
• отсутствие перепадов параметров перекачиваемой жидкости;
• компактность и малый вес;
• простота эксплуатации;
• длительный срок службы.

Но следует рассмотреть и основные недостатки подобных агрегатов, такие как:

• нельзя включать при отсутствии жидкости в рабочей камере. В противном случае насос в скором времени выйдет из строя;
• небольшой напор при установке одноступенчатых насосов, поэтому рекомендуется использовать агрегаты с несколькими рабочими колесами.

На современном рынке представлено огромное разнообразие центробежных электронасосов, которые отличаются друг от друга не только конструктивными деталями, но и техническими характеристиками. Классифицируют насосы по ряду признаков, что следует помнить во время выбора аппарата для конкретных целей.

Используя классификацию по типу конструкции, существуют следующие варианты:

• консольный – это однорамная конструкция, где рабочее колесо крепится муфтой;
• секционный – имеет несколько рабочих колес, позволяющих повысить давление;
• с двухсторонним входом – имеет двустороннее рабочее колесо, которое компенсирует осевые силы;
• вертикальный – предназначен для перекачки больших объемов жидкости.

По назначению центробежные насосы бывают следующими:

• универсальный – перекачивает исключительно чистую воду и предназначен для бытовых целей;
• сетевой водяной насосный агрегат входит в состав отопительной системы благодаря функционированию при больших перепадах температур;
• питательный – применяется для комплектации паровых котлов, где интенсивный напор и высокая температура жидкости. Такие насосы оснащены паровой турбиной и электроприводом;

• конденсатный вертикальный многоступенчатый (горизонтальный) – призван обеспечит циркуляцию конденсата в системе;
• кислотный – предназначен для перекачки агрессивных сред. Он нашел применение в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях;
• дренажный насос комплектуется фильтрами. Он предназначен для перекачки грязной воды и жидкости с нерастворимыми частицами.

В свою очередь, выделяют три вида дренажных электронасосов.

Представляют собой самый простой тип конструкции, комплектуются самовсасывающими шлангами для водозабора и электродвигателем. Они устанавливаются на поверхности земли вблизи скважины или колодца. Самовсасывающий шланг предназначен для откачивания жидкости из подземного источника. Основным достоинств таких аппаратов является то, что их расположение на поверхности позволяет упростить обслуживание и ремонт.

Недостатков у поверхностных насосов немного, но в большинстве случаев они имеют немаловажное значение, а именно:

• небольшая мощность, вследствие чего их нельзя устанавливать для откачки жидкости из источников глубиной более 10 метров;
• возникновение неполадок при работе вхолостую;
• небольшая производительность.

Устанавливаются в верхней части резервуаров, которые подвергаются осушению консолями и направляющими.

Предназначены для обустройства системы автономной канализации. Они устанавливаются непосредственно в толще перекачиваемой жидкости. Для надежной фиксации их на необходимой глубине применяют трос, нижнюю часть которого привязывают к насосу, а верхнюю часть – к перекладине, расположенной на поверхности земли. Так как погружной насос во время работы находится в толще перекачиваемой жидкой среды, предъявляются ужесточенные требования к герметичности корпуса аппарата. Основным преимуществом таких аппаратов является высокий напор при малой подаче. К наиболее значимым недостаткам можно отнести сложность эксплуатации и ремонта, так как для осуществления этих процедур необходимо поднимать гидравлическую машину из подземного источника.

По количеству рабочих колес насосы делятся на такие виды, как:

• одноступенчатый насос не обладает высокой мощностью;
• многоступенчатый аппарат, наоборот, обладает такими достоинствами, как высокая мощность и производительность за счет увеличения рабочей камеры. Но в результате этого система усложняется и требует частого ремонта и обслуживания.

В зависимости от конструктивных особенностей роторы различают такие насосы, как:

• гидравлические насосные машины с «мокрым» ротором, где и ротор, и рабочее колесо постоянно контактируют с транспортируемой жидкостью, которая исполняет роль смазки и охлаждающего агента движущихся частей оборудования. Вследствие этого внутренние элементы насоса невозможно сделать габаритными, поэтому оборудование с «мокрым» ротором обладает небольшой мощностью;
• гидравлические центробежные устройства с «сухим» ротором практически ничем не отличаются от других насосов центробежного типа, ведь в этом случае контактирует с транспортируемой жидкостью только рабочее колесо, которое вращается благодаря ротору и электродвигателю. Такие аппараты характеризуются высокой мощностью и большим потреблением электрической энергии.

Насосы центробежного типа применяются повсеместно благодаря своим конструкционным особенностям, а именно:

• при организации водоснабжения на промышленных предприятиях;
• при перекачке и транспортировке технических сред между производственными объектами;
• при обустройстве поливных систем и на животноводческих хозяйствах;
• при организации системы водоснабжения небольших населений;
• при организации автономного водоснабжения, которое используется владельцами загородной недвижимости для бытовых нужд и организации системы полива растений.

Погружные машины – это основные элементы водоснабжения в бытовом хозяйстве. Без скважинного насоса невозможно обойтись на всех этапах обустройства водоснабжения. После бурения скважин и колодцев только погружной агрегат поможет откачать взвесь грязной воды. В дальнейшем на основе насоса оборудуется насосная станция для более надежного и эффективного водоснабжения. Центробежные насосы поверхностного типа чаще всего используются для перекачки вод из скважин с неплохим дебетом.

Насосы центробежного типа состоят из таких основных частей, как рабочая камера и мотор. В зависимости от предназначения и перекачиваемой среды материалы и конструкционные особенности могут меняться, однако, состав основополагающих узлов одинаков, а именно:

• электродвигатель;
• корпус по типу «улитка»;
• рабочее колесо;
• вал;
• подшипники;
• уплотнительные соединения;
• фланцевые соединения.

Нормальное функционирование насосной системы обеспечивается дополнительными узлами и приборами, такими как:

• обратный клапан, который предотвращает обратный ход жидкости;
• задвижка на всасывающем трубопроводе;
• штуцер для выпуска воздуха во время заполнения камеры водой;
• задвижка на нагнетательном патрубке для запуска и контроля напора жидкости;

• вакуумметр, который измеряет уровень разряжения на входе в камеру;
• манометр, предназначенный для измерения напора;
• предохранительное устройство, защищающее от гидравлических ударов;
• контрольно-измерительные приборы.

К внутренней части корпуса предъявляются особые условия – она должна обладать максимальной гладкостью, так как из-за наличия неровностей будет прохождение жидкости затруднено, что приводит к снижению эффективности машины. Основная деталь любого насоса – это ротор (рабочее колесо). Именно он передает механическую энергию электродвигателю. Чтобы повысить эффективность насосного оборудования часто одновременно устанавливают несколько роторов. Благодаря такому способу на выходе увеличивается давление потока.

Вода выводится через камеру спиралевидной формы, отчего и имеет название «улитка». Камера присоединена с патрубком, который располагается на напорной трубе. Принцип работы насосов центробежного типа основывается на гидродинамических законах. Таким образом, благодаря динамическому воздействию лопастей ротора жидкость приобретает спиралевидную форму. Спирали расположены между двумя дисками, которые находятся на оси.

Образуется центробежная сила, которая транспортирует жидкую среду из центра корпуса к периферийной части и в отводящий трубопровод. Центробежная сила создает вакуум-разряжение низкого давления на оси вращения рабочего колеса, куда вновь поступает рабочая жидкость. Напор жидкости возникает благодаря перепаду давления между атмосферным и внутренним. Описанный принцип действия относится к поверхностным и погружным насосам. Основные задачи оборудования выполняются рабочим колесом с криволинейными лопатками.

Процесс монтажа насосов центробежного типа схож с монтажом других типов насосов. Погружные насосы нуждаются в подключении к сети и подвеске в самом источнике. Предварительно необходимо подключить выключатель поплавкового типа во избежание возникновения сухого хода. Погружные насосы требуют больших трудозатрат, но ничего сложного в их установке нет. Поверхностные устройства легко монтируются в непосредственной близости от источника. Важно защитить их от атмосферных осадков и температурных напряжений. Можно установить насос в отапливаемой подсобке.

Насосный агрегат подключают, присоединив к системе водоснабжения, а в водный источник опускают шланг с установленным обратным клапаном. Дело остается за малым: заполнить камеру водой и включить в работу насос. Часто насосное оборудование выходит из строя, поэтому возникает необходимость в ремонте.

Чтобы уменьшить риск поломки аппарата, необходимо знать основные правила эксплуатации насоса. Игнорирование рекомендаций провоцирует 90% случаев выходов из строя центробежников. Следует придерживать следующих рекомендаций:

• насос нельзя включать при отсутствии жидкости в рабочей камере;
• если насос не предназначен для перекачки загрязненных жидкостей, он может использоваться только для чистой воды. Присутствие в воде даже небольшого количества песка приводит к засорению подшипников и появлению поломок.

Необходимость в капитальном ремонте возникает при перегреве или сгорании движка. В некоторых случаях насосное оборудование может эксплуатироваться в условиях, неподходящих для данного аппарата. К примеру, он перекачивал горячую воду или работал с пустой камерой. Иногда происходит замыкание кабеля питания. Для удостоверения и устранения проблемы можно воспользоваться тестером. Сырые контакты необходимо почистить или заменить, а кабель – заделать.

В редких случаях возникают сбои рабочего колеса, в частности поломки подшипников и роторных крепежей. Это происходит вследствие перекачки воды с частицами песка и грязи. Работать такие агрегаты будут со странным шумом, прерывисто подавать воду. После обнаружения схожих признаков следует немедленно разобрать конструкцию, прочистить или поменять расходники. При забивке спиралей, которые выводят воду из камеры, необходимо их почистить. Если нет опыта в таких работах, следует обратиться к специалистам.

При выборе центробежного насоса в первую очередь необходимо обратить внимание на технические характеристики оборудования. Но сначала необходимо определиться, для каких целей насос будет установлен. В зависимости от назначения насос выбирается по следующим параметрам:

• глубины, с которой насосное оборудование в состоянии откачать жидкость из водного источника;
• КПД, что показывает максимальную эффективность насосного оборудования;
• производительность – показывает количество жидкости, которое способен насосный агрегат перекачать за единицу времени;
• напор – высота, на которую может поднять насос жидкость;

• показатель гидравлики трубопроводной системы – перепад давления жидкости, перекачиваемой насосом, при ее перемещении по трубопроводам;
• максимально высокое давление жидкости, когда насосное оборудование будет функционировать в обычном режиме;
• мощность электродвигателя насоса;
• энергетическая эффективность – количество электричества, которое затрачивается насосом для перекачки определенного объема жидкости.

После заполнения полости насоса необходимо запустить электродвигатель путем поворота крана на манометре. Необходимо плотно закрыть вентиль на выходном трубопроводе. Вакуумметр начинает работать только после стабилизации частоты вращения ротора и давления. Нужно следить за уровнем смазки подвижных деталей и периодическим охлаждением подшипников. Это позволит устранить риск преждевременного износа оборудования и возникновения поломок всей насосной станции.

О том, как выбрать лучший центробежный насос для дачи, смотрите далее.