К какому классу относится центробежный насос
Перейти к содержимому

К какому классу относится центробежный насос

  • автор:

Классификация насосов

Насосом называется машина для создания потока жидкой среды. Под жидкой средой понимается капельная жидкость, которая может содержать твердую или газовую фазу. Назначение насоса можно определить следующим образом: сообщить капельной жидкости механическую энергию, чтобы обеспечить ее перемещение по трубопроводам (каналам) или передать энергию через жидкость для привода различных устройств и механизмов.

Насосы являются одним из наиболее распространенных типов гидравлических машин. Они отличаются разнообразным конструктивным исполнением, что иногда затрудняет их классификацию. Поток жидкой среды в насосе создается в результате силового воздействия на жидкость в проточной камере или в рабочей камере насоса. По виду рабочей камеры и сообщения ее со входом и выходом насоса различают насосы динамические и объемные.

Классификация насосов может быть выполнена по различным классификационным признакам :

для динамических насосов:
по виду сил, действующих на жидкость;
по направлению движения жидкой среды;
по виду отвода;
по конструкции рабочего колеса и др.

для объемных насосов:
по характеру движения рабочих органов;
по характеру движения ведущего звена насоса;
по направлению перемещения жидкости;
по виду рабочих органов;
по виду передачи движения к рабочим органам и др.

Динамическим насосом называется насос, в котором жидкая среда перемещается под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса.
К динамическим насосам относятся:
1) лопастные — центробежные и осевые;
2) электромагнитные — кондукционные и индукционные;
3) трения — вихревые, струйные, шнековые, вибрационные и др.

На рисунке показана схема центробежного насоса. Поток жидкой среды поступает во всасывающий патрубок 1 в осевом направлении, меняет направление движения в каналах рабочего колеса 2 на радиальное. Под силовым воздействием лопаток поток жидкости увеличивает скорость движения жидкости и давление в рабочем колесе. После прохождения рабочего колеса жидкость поступает в отвод 3. Вход и выход насоса постоянно сообщаются между собой.

Рис. Схема центробежного насоса: 1 — подвод; 2 — рабочее колесо; 3 — отвод; 4 — корпус

Объемным насосом называется насос, в котором жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.
К объемным насосам относятся:
1) возвратно-поступательные — поршневые, плунжерные, диафрагменные;
2) крыльчатые;
3) роторные — роторно-вращательные, роторно-поступательные, роторно-поворотные и др.

На рисунке показана одна из типовых схем объемного насоса — шестеренного насоса. Насос представляет собой две шестерни, находящиеся в зацеплении. Шестерни находятся в корпусе насоса с малыми зазорами. Одна из шестерен — ведущая, другая — ведомая. При вращении шестерен объем жидкости попадает между зубьями шестерен, изолируется от всасывающей и напорной магистралей, а затем вытесняется зубьями в напорную магистраль.

Рис. Схема шестеренного насоса

Дальнейшая классификация по общим признакам динамических и объемных насосов может быть выполнена:
по направлению оси расположения вращения или движения рабочих органов: горизонтальный насос, вертикальный насос;
по расположению рабочих органов: консольный насос, моноблочный насос;
по конструкции опор: с выносными опорами, с внутренними опорами;
по расположению входа для жидкости в насос: с осевым входом, с боковым входом;
по числу ступеней: одноступенчатый, двухступенчатый, многоступенчатый;
по числу потоков: однопоточный, многопоточный;
по конструкции и виду разъема корпуса: секционный, с торцевым разъемом, с осевым разъемом, двухкорпусный, с защитным корпусом;
по расположению насоса: погружной, скважный, с трансмиссионным валом;
по требованиям эксплуатации: регулируемый, нерегулируемый, дозировочный ручной, реверсивный, обратимый;
по условиям всасывания: самовсасывающий, с предвклю-ченной ступенью, с предвключенным колесом;
по взаимодействию с окружающей средой: герметичный, взрывозащищенный, малошумный, маломагнитный;
по необходимости поддержания температуры среды: обогреваемый, охлаждаемый;
по месту установки: стационарный, передвижной, встроенный;
по размерам: малый, средний, крупный;
по мощности: микро, мелкий, малый, средний, крупный.

Сложившаяся практика классификации насосов отличается от приведенной выше.
Насосы называют, например, по отрасли техники, в которой они используются: насос теплоэнергетики, судовой насос, насос атомной промышленности, насос химический и т. д.;
или по роду перекачиваемой жидкости: для чистой воды, масляный, нефтяной, бензиновый;
по целевому назначению: питательный, смесительный, дозировочный и т. д.

Можно кратко указать требования, которым должен отвечать насос:
минимальный размер и минимальная масса;
надежность работы, экономичность, удобство технического обслуживания и эксплуатации;
возможность изменения технических показателей в широких пределах;
высокий КПД;
удобство монтажа и демонтажа элементов насоса;
невысокая стоимость.
Выбор типа насоса для конкретной установки производится после гидравлических расчетов системы с учетом его технических показателей, конструктивных особенностей, эксплуатационных качеств и стоимости.

Насосы центробежные

Насосы центробежные NOV

Насосы центробежного типа имеют высокую производительность при довольно простой конструкции, надежны в течение длительной эксплуатации, обеспечивают равномерный поток жидкости, могут перекачивать загрязненные жидкости, не требуют обустройства сложных фундаментов, неприхотливы в облуживании. Особо эффективны при постоянной интенсивной перекачке больших объемов жидкости.

Среди недостатков отмечают: отсутствие самовсасывания (перед началом работы полость рабочего колеса необходимо заполнить жидкостью), невысокие значения напора для одноступенчатых модификаций: до 50 м. Многоступенчатые насосы обеспечивают повышение напора, однако они имеют меньший КПД и конструктивно более сложны.

Промышленные центробежные насосы применяют в системах водоснабжения, водоподготовки и канализации, в местах добычи нефти и для ее транспортирования по трубопроводам, в отопительных системах для подачи теплоносителя, в технологических системах ТЭС и АЭС, на химических предприятиях и объектах строительства, в горнодобывающей отрасли и сельском хозяйстве.

Устройство и принцип действия

Устройство центробежного насоса

Рабочее колесо, представляющее собой диск с лопастями, надежно закреплено на валу внутри корпуса с характерной формой улитки. Входное и выходное отверстие в корпусе предназначены для подвода и отвода жидкой среды. В качестве привода насоса используется электродвигатель, который может быть соединен с насосом через муфту или при помощи шкива.

Вращательным движением рабочего лопастного диска жидкость под действием центробежных сил увлекается в направлении от центра колеса. При этом внутри колеса образуется зона пониженного давления (разрежение), а у краев – зона повышенного давления. Жидкость из подводящего трубопровода всасывается в центральную область рабочего колеса, а жидкость, находящаяся под давлением, выталкивается в нагнетательный трубопровод.

Виды центробежных насосов

Санитарный центробежный насос SPX с приводом через магнитную муфту

В зависимости от конструктивного устройства, назначения, технических параметров, выделяют следующие виды центробежных насосов:

  • одно- и многоступенчатые (по числу установленных колес – ступеней);
  • нефтяные, водопроводные, химические, пожарные, канализационные и другие (в соответствии с родом выполняемых задач);
  • горизонтальные и вертикальные (в зависимости от пространственного размещения оси колеса);
  • быстроходные, тихоходные, нормальные (согласно имеющимся характеристикам быстроходности);
  • высокого, среднего и низкого давления (соответственно: свыше 0,6/до 0,6/до 0,2 МПа);
  • одностороннего и двустороннего всасывания (по способу подачи жидкости на входе в колесо);
  • погружные, глубинные, поверхностные (в соответствии с местом размещения насоса по отношению к жидкостной поверхности);
  • муфтовые и приводные (в зависимости от способа сочленения с двигателем);
  • лопаточные и спиральные (отведение жидкости производится через направляющее колесо с лопатками или канал спиральной конфигурации, соответственно).

Центробежные насосы: виды, классификация, преимущества

Центробежный насос — это наиболее часто используемый инструмент для подачи воды или перекачки различных жидкостей и коллоидов. Насос промышленный центробежный прост, надежен и имеет понятный механизм работы. Современный рынок предлагает широкий ассортимент моделей этого класса, среди которых можно выбрать вариант, идеально соответствующий потребностям будущего владельца.

Сфера применения

Благодаря своей универсальности в отношении характеристик перекачиваемой жидкости, центробежные насосы нашли огромный список применений. Они используются в нефтегазовой промышленности, устанавливаются в системах бытового водоснабжения, работают на автозаправочных станциях.

Центробежные насосы, компактные и надежные, незаменимы при тушении пожаров на открытых водоемах. Этот класс установок используется муниципальными пожарными службами. Перечислить все области применения центробежных воздуходувок просто невозможно.

Устройство центробежного насоса

Центробежный насос, оптимизированный для непрерывной подачи жидкости без обратного потока, является популярным потребительским устройством. Его конструкция состоит из нескольких основных функциональных узлов.

  1. Приводное устройство, задачей которого является создание крутящего момента. В качестве привода для этой задачи можно использовать электродвигатель (однофазный, трехфазный, постоянного тока), двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный).
  2. Приводной вал, передающий крутящий момент на инструмент.
  3. Турбинное колесо, оснащенное наклонными лопастями, являющееся основным рабочим органом.
  4. Защитный кожух, который может служить в качестве опорного элемента для фиксации всех частей конструкции.

Центробежный насос также оснащен подшипниками для обеспечения плавного вращения, снижения потерь на трение, повышения надежности и различными уплотнительными устройствами. Характер уплотнительных устройств может варьироваться в зависимости от перекачиваемой жидкости.

Принцип работы

Работа центробежного насоса заключается во всасывании воды путем снижения давления на входном отверстии и откачивании жидкости с напором на выходном отверстии. Это происходит из-за физического явления центробежной силы. Чтобы понять, как все это работает, нам необходимо пошагово проиллюстрировать работу системы и задействованные процессы.

  1. При включении привода ротор турбины с наклонными лопастями начинает вращаться.
  2. Впускная труба подает воду в зону оси турбины.
  3. Жидкость захватывается лопастями и начинает круговое движение вместе с ними.
  4. Благодаря наклону лопастей вода быстро отводится к краю круглой рабочей зоны. Это связано как с центробежной силой вращательного движения, так и с механической силой, вызванной углом наклона лопастей.
  5. По мере удаления жидкости от точки забора давление падает, что приводит к естественному отводу воды из впускного отверстия.
  6. Вода оказывается на краю круговой зоны турбинного колеса, движется с большой скоростью, создает значительное давление и сбрасывается естественным путем через выпускное отверстие.

Такая физика процесса помогает объяснить, почему центробежный насос способен не только качать воду с поверхности, но и добывать ее из скважины. При правильном соотношении размера колес, скорости и мощности привода можно добиться такой высокой силы всасывания, что жидкость можно легко перекачивать вверх с глубины в несколько метров.

Классификация центробежных насосов

Прежде чем рассмотреть принятые классификации, по которым оборудование сегментируется на рынке конечных пользователей, необходимо определиться с терминологией. Центробежные системы — это динамические машины, один из подклассов насосов. В них на перемещаемое тело действует как первичная механическая сила, так и возникающие вторичные физические процессы. Это отличает центробежные системы от мембранных, вибрационных и других типов систем.

Насосы, представленные сегодня на рынке, относятся к нескольким категориям и поджанрам. Это делается как для повышения и обозначения уровня функциональности устройства, так и для его соответствия определенным условиям эксплуатации.

По конструкции узлов

В соответствии с этим критерием насосы делятся на:

  • на количество выходных потоков;
  • одноступенчатые и многоступенчатые в зависимости от количества рабочих колес;
  • со спиральными, направленными, кольцевыми выпускными отверстиями, образованными рабочими колесами;
  • с открытыми и закрытыми роторами турбин;
  • Односторонняя подводка и двусторонняя, конструкция позволяет реализовать как принцип простого подключения, так и возможность забора большего количества воды без увеличения диаметра подводящих шлангов.

По способу расположения

Типы центробежных насосов делятся в зависимости от их конструкции. Поверхностные насосы способны поднимать воду из глубокого колодца или открытого источника и размещаются в негерметичном корпусе. С другой стороны, погружные насосы не могут похвастаться мощностью всасывания, но они создают значительное выходное давление для перекачки жидкости на поверхность и выполнены в герметичном корпусе.

По типу перекачиваемых сред

Существует классификация по типу перекачиваемой жидкости. Существуют центробежные насосы для воды с минимальными элементами безопасности, известными рядовому пользователю, а также устройства для перекачки легковоспламеняющихся жидкостей, масел, коллоидов или сред с механическими примесями. В этой классификации все типы различаются по конструкции турбины, системам уплотнения, экологической изоляции, искрогасителям и др.

Прочие разновидности

Горизонтальные и вертикальные насосы ЦН демонстрируют разную степень пригодности для решений с критическими требованиями к эффективности. Это связано с типом всасываемой жидкости и другими свойствами растений. В частности, вертикальные центробежные устройства менее эффективны, чем гидравлические, но могут быть более удобными с точки зрения установки в различных конструкциях.

Виды центробежных насосов

Выше мы говорили о классификации, где выделили четыре основные группы, каждая из которых включает в себя множество типов. Но когда речь заходит о применении насосов в быту, их обычно классифицируют по совершенно другим факторам. Например, положение по отношению к перекачиваемой среде. Существуют погружные и поверхностные насосы, которые в свою очередь делятся на различные классы. В рамках каждого класса могут существовать различные типы насосов в зависимости от принципа их работы, которые будут подробно рассмотрены ниже.

Погружные насосы

Погружные насосы полностью погружены в воду, как корпус, так и двигатель. Их главная особенность — способность откачивать воду с очень большой глубины. Обычно это динамические насосы, наиболее распространенными из которых являются вибрационные и центробежные насосы. Существуют различные насосы для разных целей; наиболее распространенными являются три типа.

Поверхностные насосы

Их главная особенность заключается в том, что мотор не помещается непосредственно в воду. Они устанавливаются рядом друг с другом, а водозаборный шланг опускается в воду. Существует более ста типов этих насосов, каждый из которых используется для выполнения определенных задач.

При выборе центробежного насоса следует обращать внимание не на его изображение на сайте интернет-магазина, а на технические параметры гидравлической машины, которую вы покупаете. Прежде всего, должно быть понятно, для чего вы собираетесь использовать агрегат, то есть с какой целью центробежный насос будет применяться в той или иной ситуации.

Центробежный насос – самый популярный насос в мире

Центробежные насосы обладают такими характеристиками, как высокая скорость, прямой моторный привод, небольшой размер, широкая область применения, высокая эффективность, простая конструкция, удобное обслуживание, простое трубопроводное оборудование и т. д., поэтому они широко используется в различных отраслях промышленности.

Центробежные насосы относятся к категории динамических насосов. Проще всего понять принцип работы центробежного насоса на примере зонта. Если вращать зонт, то капли воды будут разлетаться в стороны, чем быстрее вращение, тем дальше полетит вода. Это явление и называется воздействием центробежной силы.

Когда насос наполнен водой и рабочее колесо (крыльчатка центробежного насоса) вращается, вода вылетает наружу с высокой скоростью из-за центробежной силы. Рассеянная вода собирается контейнером, называемым корпусом насоса, и направляется к выпускному отверстию. В этом процессе кинетическая энергия воды преобразуется в энергию давления, а затем выталкивается наружу.

Применение центробежных насосов

Центробежные насосы являются наиболее популярным выбором для перемещения жидкости, они используются во многих отраслях промышленности. Подача воды, повышение давления, перекачка воды для бытовых нужд, поддержка систем противопожарной защиты, циркуляция горячей воды, отвод сточных вод и регулирование подачи воды в котел — одни из самых распространенных применений.

Основные направления, в которых используются центробежные насосы:

  • Нефтепромышленность и энергетика — перекачивание нефтепродуктов, шламов, грязи; используется нефтеперерабатывающими заводами, электростанциями
  • Промышленность и противопожарная защита — отопление и вентиляция, системы питания котлов, кондиционирование воздуха, повышение давления, спринклерные системы противопожарной защиты.
  • Управление отходами, сельское хозяйство и производство — утилизация сточных вод, коммунальное хозяйство, дренаж, переработка газа, орошение и защита от наводнений.
  • Фармацевтическая, химическая и пищевая промышленность — перекачивание красок, углеводородов, целлюлозы, производство продуктов питания и напитков
  • Различные отрасли (обрабатывающая, промышленная, химическая, фармацевтическая, пищевая, авиакосмическая и т. д.) — для криогеники и хладагентов.

Но несмотря на свою универсальность, есть ситуации, когда центробежные насосы малоэффективны, в таких случаях используются другие типы насосов. Эффективная работа центробежного насоса зависит от постоянной высокой скорости вращения его рабочего колеса. При перекачивании сред с высокой вязкостью центробежные насосы становятся все более неэффективными: появляется большее сопротивление и требуется более высокое давление для поддержания определенной скорости потока. Суспензии, такие как грязь или масла с высокой вязкостью, могут вызвать чрезмерный износ и перегрев деталей насоса, что приведет к их повреждению и преждевременному выходу из строя.

Еще одним ограничением является то, что центробежный насос не может обеспечивать всасывание в сухом состоянии: сначала он должен быть заполнен перекачиваемой жидкостью. Поэтому центробежные насосы не подходят для любых областей, в которых подача жидкости прерывистая. Кроме того, если давление подачи является переменным, центробежный насос производит переменный поток. В таких случаях более эффективным будет применение насосов вытеснения (объемных насосв).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *