Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Центробежные насосы: принцип действия, особенности работы и область применения

Центробежные насосы: принцип действия, особенности работы и область применения

Построив свой загородный дом, каждый человек, прежде всего, задумывается о том, чтобы оптимальным способом подвести магистрали электричества и водоснабжения.

Но часто возникает ситуация, когда коттедж расположен весьма далеко от всех инженерных коммуникаций. В таких случаях владельцы задумываются об альтернативных источниках электроэнергии и водоснабжения.

Одним из альтернативных источников водоснабжения является забор воды из скважины или водоема. И вот здесь как раз не обойтись без насосного оборудования, оптимальным вариантом которого являются центробежные насосы.

Поэтому целью нашей статьи будет исчерпывающая информация о том, что собой представляют центробежные насосы, какие они имеют характеристики, а также расскажем, как изготовить своими руками этот вид насосных агрегатов.

Назначение

Ни для кого, наверное, не секрет, что насосные агрегаты, в первую очередь, предназначены для перемещения водной массы под давлением от источника непосредственно к потребителю.

Иначе говоря, центробежный насос являются основным элементом автономной системы водоснабжения.

Благодаря уникальной конструкции и эффективному функционированию, насосное оборудование этого типа нашло свое применение в следующих сферах жизнедеятельности:

    являются оптимальным вариантом организации технического водоснабжения на предприятиях;
  • в промышленности агрегаты эффективно используют для перемещения всевозможных жидкостей и растворов между объектами производства;
  • в сельском хозяйстве насосы этого вида широко применяются для подачи воды на животноводческие фермы, а также их используют для организации полива растений;
  • коммунальное водоснабжение городов исключительно функционирует благодаря центробежным агрегатам;
  • в частном секторе насосное оборудование этого вида является незаменимым элементом организации водоснабжения дачного участка.

Зная широкую сферу применения центробежных насосов, любопытный читатель вполне резонно может задать логичный вопрос: а как же работают агрегаты этого вида? В чем заключается уникальность их эксплуатации?

Чтобы ответить на эти вопросы и понять принцип действия центробежных агрегатов, прежде всего, необходимо знать, из каких конструктивных элементов они состоят.

Как устроены

Конструкция насосного агрегата этого вида состоит из следующих основных элементов:

Устройство центробежного насоса. (для увеличения нажмите)

  • корпус, который, как правило, выполнен в форме улитки;
  • электродвигатель, который является приводом, и соединяется с корпусом насоса посредством муфты;
  • рабочее колесо представлено в виде крыльчатки, иначе говоря, это диск с лопастями;
  • вал агрегата;
  • сальники;
  • подшипники;
  • уплотняющие кольца.

Помимо этого, центробежный насос может быть укомплектован дополнительными узлами, к перечню которых можно отнести:

  • напорный шланг;
  • всасывающий шланг;
  • обратный клапан, в котором размещена сетка для фильтрации поступающего потока воды;
  • вакуумметр, который предназначен для контроля разряженности воздуха в системе насоса;
  • манометр, который контролирует мощность создаваемого водного потока;
  • запорная арматура, позволяющая контролировать поступление и вывод воды из насоса.

Зная теперь основные узлы центробежного насоса, можно смело поговорить о том, как работает этот агрегат.

Принцип работы

Название агрегата этого вида образованно из двух слов: «центр» и «бег».

Поэтому принцип действия центробежного насоса заключается в следующих важных моментах:

  • корпус агрегата наполняется водой посредством использования всасывающего шланга;
  • от поступления воды приходит в движение рабочая крыльчатка;
  • при движении рабочего колеса возникает центробежная сила, которая отталкивает воду от центра по бокам;
  • в результате возникает высокое давление, выталкивающее воду из корпуса насоса в напорный трубопровод;
  • когда создается повышенное напор воды в подающем шланге, в это время в центре рабочего колеса давление заметно снижается, что в свою очередь, способствует подаче новой порции жидкости.

Циклические действия по вышеуказанному способу, по сути, и представляют собой принцип действия центробежного насоса.

Возможно, Вас заинтересует статья о консольных центробежных насосах.

Статью о монтаже, обвязке и испытании центробежных насосов читайте здесь.

Рабочие свойства

Немаловажным является тот факт, что при выборе центробежного насоса, в первую очередь, стоит обращать внимание на ряд технических характеристик агрегата, которые заключаются в следующих важных моментах:

  • коэффициент полезного действия, который характеризирует эффективность центробежного насоса;
  • высота забора воды представляет собой численное значение расстояния между корпусом агрегата и нижним уровнем, с которого происходит подача жидкости;
  • показатель подачи воды указывает на объем жидкости, которую подает агрегат за определенную единицу времени;
  • напор насоса представляет собой не что иное, как разницу давления поступающей в агрегат воды и, соответственно, выходящей из нее;
  • гидравлический показатель представляет собой характеристику снижения напора при подаче воды по магистралям;
  • мощность, которая передается на центральный вал центробежного насоса;
  • максимальное давление агрегата представляет собой наибольший показатель, при котором оборудование бесперебойно может работать;
  • показатель энергеэффективности характеризирует количество энергии, которая затрачена на перекачку определенного объема воды.

Как сделать своими руками

Сразу стоит оговориться, что выполнить производственный вариант центробежного насоса практически невозможно, так как его конструктивные детали достаточно оригинальны.

Но не стоит отчаиваться потому, что существует множество альтернативных способов изготовления центробежного насоса, которые основаны на принципе центробежной подачи воды. В качестве примера приведем одну из многих технологий изготовления центробежного насоса своими руками.

Для этого вам потребуется:

  • корпус цилиндрического вида;
  • вал, на котором расположено рабочее колесо с лопастями.

Порядок же выполнения работ заключается в следующем:

  • указанный вал необходимо расположить внутри корпуса устройства;
  • необходимо придумать способ подачи воды к агрегату.
Читайте так же:
Определение сечения кабеля по мощности

Таким образом, поступающая жидкость заставит крутить рабочее колесо, что, в свою очередь, способствует возникновению центробежной силы, которая и создаст необходимый напор воды.

Плюсы и минусы

К числу преимуществ использования центробежного насоса можно отнести следующие важные моменты:

  • высокий уровень производительности;
  • с помощью центробежного агрегата можно осуществить равномерную подачу воды;
  • небольшие габаритные размеры, иначе говоря, компактность изделия;
  • простота в обслуживании;
  • достаточно длительный период эксплуатации оборудования этого вида.

Среди недостатков можно отметить следующие моменты:

  • центробежный насос не всасывает сначала сам воду, для его запуска необходимо провести заливку жидкости в корпус агрегата;
  • как правило, насосы этого вида выдают не очень сильный напор, а чтобы повысить этот показатель необходимо использования многоступенчатых агрегатов этого вида.

Как видим, недостатки центробежных насосов вполне можно снивелировать, главное, внимательно подходить к обслуживанию оборудования этого вида.

Возможно, Вас также заинтересует статья о ремонте центробежных насосов.

Статью о центробежных самовсасывающих насосах для воды читайте здесь.

Таким образом, в этой статье мы максимально подробно дали пояснение того, что собой представляет центробежный насос. Надеемся, что изложенная информация станет для вас достаточно полезным информативным материалом.

Смотрите интересное видео, в котором пользователь на примере изготовления центробежного насоса своими руками наглядно показывает его устройство и принцип действия:

Знакомимся с устройством центробежных насосов

Центробежные насосы сейчас являются едва ли не самыми популярными устройствами, что используются для подкачки жидкости. Они необходимы для бытового и промышленного применения, а также создания систем постоянного и автономного обеспечения водой загородных домов.

Простейшая схема перемещения жидкости внутри камеры центробежного насоса

Простейшая схема перемещения жидкости внутри камеры центробежного насоса

Неудивительно, что и устройство центробежного насоса для подкачки воды у многих вызывает довольно серьезный интерес. Об этом мы сейчас и поговорим.

1 В чём особенности и назначение центробежных насосов?

Центробежные насосы используются практически везде. Они завоевали свою популярность за счет исключительной практичности, надежности и высокой эффективности. При перекачке чистой воды из источников с нормальным дебитом центробежный насос погружного или поверхностного типа демонстрирует довольно внушительные характеристики.

Причем работа его проходит по довольно простой и понятной схеме. Насос нетребователен, потребляет сравнительно мало электричества и может питаться от стандартных бытовых сетей электропитания.

Более того, простота конструкции позволяет производить его ремонт и замену своими руками, что тоже очень удобно. Однако вам нужно заранее подумать, прежде чем начинать разбирать или ремонтировать устройство самостоятельно. Если вам не хватает опыта, деталей или времени, то лучше доверьте эту работу специалисту.

Если же мы рассматриваем капитальный ремонт устройства, то здесь уже альтернативы мастеру просто не существует. Ведь капитальный ремонт предусматривает необходимость наличия большого количества оборудования и знаний. Своими руками с такой работой вам не справиться.

Устройство водяного центробежного насоса сложностью не отличается. Он, как правило, имеет протяжный цилиндрический корпус вытянутой формы. Диаметр устройства погружного типа может равняться всего 100 мм. Поверхностные модели больше, но они компенсируют свои габариты крупными рабочими колесами.

Внутри корпуса располагается несколько основных элементов: входные и выходные каналы, нагнетатели, рабочее колесо, ротор, двигатель и т.д.

Поверхностный центробежный насос

Поверхностный центробежный насос

Рабочее колесо содержится на роторной оси, которую вращает движок. На самом колесе расположены лопасти, что направлены в противоположную сторону центрального направления вращения. За счет этого налаживается работа насоса и действие центробежной силы.

Теперь обратимся к принципу действия устройства. Для закачки воды используются входные каналы или патрубки. По ним внутрь погружного или поверхностного типа вода и попадает.

Читайте также: как устроен вакуумный насос, каковы его параметры, и где он применяется?

Там она натыкается на вращающееся рабочее колесо. За счет его вращения, жидкость нагнетается и отбрасывается к стенкам рабочей камеры. Этому способствует центробежный эффект от вращения и область высокого давления, что создается на краях камеры.

Оттесненная к борту жидкость автоматически всасывается в выводные каналы, что оборудованы возле стенок камеры. Как правило, на выводах вмонтированы спиралевидные или кольцевые нагнетательные трубки. Проходя через них, для потока воды создается еще более серьезный нагнетательный вектор.

В итоге она под высоким давлением подается в шланг, где без всякого сопротивления поднимается выше по системе и распределяется по трубопроводам.

В этот же момент в центральной области рабочего колеса появляется зона разреженного или пониженного давления. Она же, в свою очередь, провоцирует эффективную подкачку свежих потоков воды в устройство. Таким образом, работа центробежного насоса становится постоянной, а цикл не имеет завершения до тех пор, пока устройство не будет выключено.

Описанный выше принцип относится к моделям как погружного, так и поверхностного типа. В любом случае работу выполняет одно или несколько рабочих колес.

Центробежные насосы нельзя эксплуатировать без жидкости – это приводит к их быстрому износу. Если вы проигнорируете это требование, то в скором времени вас наверняка заинтересует технология ремонта центробежных насосов или контакты опытного мастера.

Читайте так же:
Металлическая сетка своими руками

Рабочее колесо центробежного насоса, поверхностного типа

Рабочее колесо центробежного насоса, поверхностного типа

И если с погружными моделями все довольно просто (они и так находятся в воде, а поплавковые выключатели не дают им запускаться, если уровень воды в источнике упал ниже критической отметки). То поверхностные в этом плане намного привередливее. За состоянием рабочей камеры агрегата придется следить постоянно.

К счастью, проблема решается вмонтированными в конструкции насоса обратными клапанами, что сохраняют достаточное количество жидкости в системе, и автоматикой, что провоцирует аварийное отключение механизмов в случае обнаружения признаков сухого хода.

Центробежные насосы погружного и поверхностного типа чаще применяются для подкачки воды из источников с хорошим дебитом. Если же скважина или колодец дают слишком слабый изначальный напор и приток жидкости, то можно купить или расточить особенные рабочие колеса, что способы стабилизировать уровень давления на выходе.

2 Виды центробежных агрегатов

Современные разновидности центробежных устройств тоже следует иметь в виду. Именно этими факторами определяется работа, которую насос может выполнять. Если необходимо выполнить капитальный или обычный ремонт оборудования, то без знания базовых разновидностей вам тоже не обойтись.

По типу рабочего применения их делят на:

    ;
  • Поверхностные.

Погружные центробежные насосы применяются непосредственно в источнике. Их подвешивают на тросе и оставляют в скважине до тех пор, пока не появится необходимость в замене аппарата или его обслуживании.

Поверхностные образцы монтируются возле скважины, а подкачка жидкости осуществляется через специальный шланг. Технология ремонта центробежных насосов поверхностного типа считается более простой, да и возни с ней меньше на порядок.

Конструкция и принцип действия центробежных насосов

Конструкция и принцип действия центробежных насосов

Но они не способны всасывать жидкость на глубине ниже 10-13 метров, больше подвержены возможностью работы вхолостую, а по производительности и напору либо равны, либо уступают погружным моделям.

Так, погружной насос, при меньших габаритах, способен выдавать от 40 метров водяного столба, в то время как аналогичная поверхностная модель выдаст только 25-30 метров, и это при полной загрузке.

В погружных насосах используется одно или несколько малогабаритных рабочих колес, что вмонтированы друг за другом. В поверхностных рабочее колесо, чаще всего будет одним. Но по диаметру оно минимум в 2 раза превышает габариты деталей, что используются в погружных насосах.

По количеству ступеней их делят на:

  • Одноступенчатые;
  • Многоступенчатые.

Первая разновидность – это большинство поверхностных моделей и слабые погружные образцы. Многоступенчатые же чаще всего встречаются в погружном применении. Их работа обеспечивается несколькими рабочими колесами. Чем их больше, тем мощнее будет насос.

Это объясняется увеличением производительности насоса, за счет увеличения его рабочей камеры, выводов и самих колес. Впрочем, увеличенное количество колес делает систему более сложной, ей чаще требуется капитальный ремонт или обслуживание. Особенно в ситуациях, когда рабочая жидкость имеет мелкие примеси.

Еще одно важное деление – это деление по типу ротора. В этом плане центробежники делят на образцы с:

  • Мокрым ротором;
  • Сухим ротором.

Популярные модели погружных центробежных насосов

Популярные модели погружных центробежных насосов

Насосы с мокрым ротором смазываются самостоятельно, за счет прохождения через них воды. Они имеют пониженную мощность, так как основные рабочие части устройства ограничиваются за счет необходимости их контакта с жидкостью.

Модели с сухим ротором намного мощнее. Здесь уже движок и ротор находятся в отдельной камере, а передаточное усилие идет на само колесо, что отделено герметичными заслонками. Такие насосы имеют высокую мощность, потребляют много электричества и довольно шумны.

2.1 Ремонт и его нюансы

Ремонт насосов центробежного типа – это довольно частое явление. К счастью, при должном умении его можно выполнить своими руками. Это не касается случаев, когда нужен капитальный ремонт. Здесь уже своими усилиями не обойтись.

Для начала вам нужно запомнить два правила, что могут свести к нулю необходимость выполнения ремонтных работ. Именно их игнорирование провоцирует 90% поломок центробежников:

  1. Насос нельзя использовать без жидкости в его камере.
  2. Центробежники, если только это не дренажные модели, могут перекачивать только чистую воду без посторонних вкраплений. Наличие даже мелкого песка изнашивает механизм, засоряет подшипники и приводит к появлению поломок.

Теперь рассмотрим основные неполадки, что случаются с насосами центробежного типа. Очень часто капитальный ремонт необходим, если у вас перегорел или перегрелся движок.

Случается такое, если насос эксплуатировался в неподходящих условиях. Например, длительное время качал горячую жидкость или работал вхолостую. С движком шутки плохи, поэтому его лучше заменить или отдать в мастерскую.

Впрочем, если насос отказывается запускаться, то это еще не стопроцентное свидетельство проблем с двигателем. Отсыреть или перегореть могли и его контакты.

Поверхностный центробежник, предназначенный для применения в промышленности

Поверхностный центробежник, предназначенный для применения в промышленности

Иногда перебивается даже кабель питания. В частности, такое случается с погружными моделями. Для диагностики и ремонта этой поломки можно воспользоваться электрическим тестером. Отсыревшие контакты чистят или меняют, а кабель заделывают.

Проблемы с рабочим колесом, как правило, случаются редко. Чаще выходят из строя его подшипники и крепежи на роторе. Здесь провоцирующим фактором будет песок или грязь в воде. В работе такой агрегат будет выдавать посторонние звуки, вращаться прерывисто и подавать воду хаотично.

Читайте так же:
Принцип работы диода и транзистора

При обнаружении подобных признаков сразу же разберите весь механизм, почистите или замените расходники.

Иногда забиваются выводные спиралевидные каналы, что нагнетают жидкость из камеры. Чистить их самостоятельно можно только в случае, если у вас есть к ним доступ и личный опыт выполнения подобных операций. В противном случае, самостоятельно разбираться с этой проблемой мы не рекомендуем.
к меню ↑

2.2 Технология монтажа

Монтируют центробежные насосы так же, как и все остальные. Погружные модели необходимо подключить ко всем коммуникациям и подвесить непосредственно в источнике. Предварительно к нему подключают поплавковый выключатель, дабы исключить возможность сухого хода.

С погружными устройствами повозиться придется порядочно, но ничего действительно сложного в их установке нет. Просто занимает она немного больше времени.

Поверхностные насосы достаточно просто установить вблизи источника. Желательно, чтобы они были защищены от атмосферных осадков и перепадов температур. Идеальным местом будет отапливаемая подсобка.

Насос полностью подключают, подводят к системе водоснабжения, а в источник опускают рабочий шланг с обратным клапаном. Затем остается только в первый раз заполнить камеру и запустить работу агрегата.
к меню ↑

Что собой представляет центробежный насос – его устройство и принцип действия

Если разговор зашел о центробежных насосах, то необходимо отметить, что это самые распространенные гидравлические машины динамического действия. Их область применения настолько широка, что, наверное, сразу не вспомнить те сферы человеческой деятельности, где бы они не применялись. Поэтому стоит подробнее разобрать центробежный насос (устройство и принцип действия), а также рассмотреть его классификацию.

Помимо этого, центробежный насос – это один из самых популярных видов для проектирования и создания схем водоснабжения частных домов с гидроаккумулятором. Благодаря своей надежной конструкции и долговечности он распространен не только в загородном строительстве, но и во многих областях промышленности. К тому же такие конструкции просты в обслуживании и регулировке, которую можно производить самостоятельно. И, пожалуй, решающим фактором при выборе этих насосов является доступная цена из-за несложного процесса изготовления агрегата.

Общий вид насоса

Центробежный насос

Как устроен

Основной деталью устройства центробежного насоса является рабочее колесо. Это совершенно уникальная конструкция, с помощью которой внутри рабочей полости создается давление, перекачивающее воду или любую другую жидкость. Это давление и есть напор, который является одной из основных характеристик агрегата.

Рабочее колесо центробежного насоса состоит из диска, на который прикреплены лопатки сложной формы. На фото ниже это хорошо видно. Так вот жидкость, попадая в межлопаточное пространство, подается под большим давлением в отвод, который собой представляет канал особой формы. Так вот именно данная форма и помогает сохранить энергию потока, которая внутри отвода переходит из кинетической в потенциальную. При этом энергетический переход происходит с минимальными гидравлическими потерями.

Диск центробежного насосаРабочее колесо

В настоящее время центробежные насосы (точнее конструкция рабочего колеса) делятся на открытого и закрытого типа. Первые – это диск с лопатками, второй – это то же самое, только добавлен еще один внешний диск, который и с другой стороны закрывает лопатки. Первая модификация используется для перекачивания вязких материалов. Но у второго выше КПД.

Рабочее колесо насаживается на вал, он же ротор устройства, и держится на нем при помощи металлической шпонки, которая передает вращательное движение от вала к колесу. Сам же ротор может держаться в корпусе центробежного насоса по-разному. Здесь в основном две модификации, которые отмечаются в классификации.

  1. Это когда вал электродвигателя выполняет функции ротора. То есть, на вал электродвигателя насаживается рабочее колесо.
  2. Это когда ротор является отдельной единицей. Поэтому, чтобы он имел опоры для вращения, его устанавливают в два подшипника, которые в свою очередь являются неотъемлемой частью насосной установки. При этом ротор и вал электродвигателя соединяются между собой для передачи вращательного движения. Соединения могут быть разными: муфта, ременная через шкивы, через несколько муфт и редуктор.

Рабочее колесо на вале электродвигателя

Рабочее колесо на вале электродвигателя

Что касается корпуса прибора, то в основном изготавливают его из чугуна методом литья. Это удешевляет сам агрегат, к тому же чугун является нейтральным материалом ко многим средам, даже агрессивным. Есть стальные насосы, корпус которых изготавливается методом штамповки под очень большим давлением. Есть цельнолитые конструкции, есть сборные, состоящие из нескольких частей, они собирается между собой болтовыми соединениями.

Внимание! Последний вариант является более практичным, потому что его легко разобрать, провести ремонт и собрать. Но самое главное требование – это гладкая внутренняя поверхность, которая не будет препятствовать движению жидкости. Это подчас и определяет КПД центробежного насоса.

Необходимо отметить, что существуют конструкции, в которых на одном роторе устанавливается сразу несколько рабочих колес. Такие агрегаты называются многоступенчатыми. С их помощью можно развить большую мощность, то есть, перекачать большой объем жидкости, а соответственно и увеличить напор прибора. Обычно ротор в таких установках опирается на подшипники, которые смазываются перекачиваемой жидкостью принудительно. То есть, между отсеками, где расположено рабочее колесо и подшипники, находятся каналы, по которым и перемещается жидкость.

Читайте так же:
Редуктор для метана на баллон

Это и есть основные детали центробежных насосов. Чисто конструктивно сам агрегат может быть разным. Это может быть вертикальная или горизонтальная установка, с выходным патрубком, расположенным под 90° или 45°. Как уже говорилось выше, это могут быть насосы с колесом на вале электродвигателя, или на отдельном роторе.

Устройство центробежного агрегата

Основные детали

Принцип действия

Итак, как работает центробежный насос. Всасывающий трубопровод располагается по оси насосной установки, то есть, перекачиваемая жидкость попадает на центр рабочего колеса. При его вращении образуется центробежная сила, которая толкает жидкость от центра на периферию. Центробежная сила появляется за счет формы лопаток.

Получается так, что у центра колеса образуется разряжение, а на периферии, наоборот, давление. Именно под его действием жидкость попадает в напорный патрубок. А так как в центре образовалось разряжение, то из напорного патрубка воду начинает затягивать в установку. Это и есть принцип действия центробежного насоса, который основывается непрерывной подаче жидкости.

Схема работы насоса

Принцип действия

Самовсасывающие насосы

Одной из категорий центробежных насосов являются самовсасывающие. То есть, эти насосные установки могут из глубины всасывать жидкости вместе с воздухом между ними. Чисто теоретически высота всасывания центробежных насосов составляет 10,33 м. По техническим причинам этот показатель не превышает 8 м. Он определяет не только высоту всасывания, но и показывает, что внутри вертикальных труб есть определенные потери, которые насос преодолевает.

Внимание! Устанавливая центробежный прибор на вертикальный трубопровод, необходимо учитывать соотношение диаметра трубы и входного патрубка агрегата. Они должны быть или одинаковые, или диаметр трубы должен быть больше патрубка.

При этом очень важно правильно провести монтаж и трубы, и насоса. На фото ниже показано, как это надо делать правильно, даже с учетом обратного клапана или заслонки.

Как расположить водный насос

Правила установки

Классификация

Существует несколько позиций, по которым разделяются насосные установки.

  • Одно- или многоступенчатые.
  • Одно- или многоканальные. Это когда жидкость проходит по каналам в конструкции установки.
  • Жидкая среда может попадать внутрь насоса или через один патрубок, или через два.
  • Отводиться же она может или кольцевым способом, или спиральным.
  • Рабочее колесо открытое или закрытое.
  • Ротор мокрый или сухой.

Заключение по теме

Центробежные насосы не зря повсеместно используют в разных областях деятельности людей. Свое место они нашли и в быту. К примеру, их используют для подачи воды из скважин или колодцев, устанавливают в системы отопления в качестве циркуляционных установок, их используют для откачки нечистот из колодцев и септиков. То есть, все мы постоянно сталкиваемся с ними, а значит, знаем об их существовании. Правда, не знаем как они работают, и из каких частей состоят. Ведь основное наше соприкосновение – это нажать кнопку, чтобы он заработал.

Устройство и принцип действия центробежных насосов

Устройство и принцип действия центробежных насосов.

Конструкции центробежных насосов весьма разнообразны, однако все они включают следующие основные элементы: подвод, одно или несколько рабочих колес, отвод, уплотнения и подшипники. Принцип действия центробежного насоса заключается в следующем. Жидкая среда через подвод попадает в спиралевидный корпус насоса с вращающимся в нем рабочим колесом. В процессе вращения рабочего колеса жидкая среда, находящаяся между его лопатками, благодаря центробежной силе поступает в отвод, а затем выбрасывается из насоса через напорный патрубок. Уходящая жидкость освобождает занимаемое ею пространство, поэтому у входа в рабочее колесо образуется разрежение, а на периферии — избыточное давление. Под действием разности атмосферного давления в резервуаре-приемнике и пониженного давления на входе в насос жидкость постоянно подсасывается в межлопастные каналы рабочего колеса. Таким образом осуществляется непрерывная подача воды, сточных вод или осадка.

устройство.png

Устройство центробежного насоса

Основные конструктивные элементы центробежных насосов Подводы Подвод — часть корпуса центробежного насоса, которая служит для уменьшения потерь при входе перекачиваемой жидкой среды в рабочее колесо и улучшения кавитационных качеств насоса, позволяет создать равномерное и осесимметричное поле скоростей, сделать движение жидкости перед рабочим колесом установившимся. Подводы бывают либо осевыми, либо боковыми. Осевые подводы наиболее распространены в консольных и вертикальных насосах одностороннего входа. При этом наибольшее предпочтение отдают подводу в виде конфузорного патрубка как наиболее простому по конструкции. Боковые подводы применяют в насосах двустороннего входа, а также в большинстве многоступенчатых насосов. Боковые подводы могут быть нескольких типов: спиральные подводы, позволяющие получить определенный момент скорости на входе в рабочее колесо насоса; кольцевые подводы, не создающие момента скорости, и подводы в виде сужающихся колен.

подводы.png

Схемы подводов центробежных насосов: а — подвод в виде конфузорного патрубка; б — спиральный подвод; в — кольцевой подвод; г — подвод в виде сужающихся колен

Спиральный подвод стабилизирует поток, улучшает условия входа его на лопасти рабочего колеса, позволяет снизить относительную скорость перекачиваемой жидкой среды, а следовательно, и потери в каналах рабочего колеса, связанные с диффузорностью. Кольцевой подвод не обеспечивает создание равномерного поля скоростей по обе стороны вала насоса и заметно снижает КПД насоса, зато такой подвод прост по конструкции. Подвод в виде сужающихся колен обеспечивает хорошие гидравлические условия для входа перекачиваемой жидкости в рабочее колесо насоса, но габаритные размеры у насосов с таким типом подвода больше, чем у насосов с кольцевым подводом. Рабочие колеса Рабочее колесо предназначено для преобразования механической энергии, получаемой насосом от привода, в гидравлическую энергию и передачи ее перекачиваемой жидкой среде (воде, сточным водам, осадку и др.). Для центробежных насосов изготавливают радиальные рабочие колеса. При этом существует несколько конструкций рабочих колес. Рассмотрим основные из них. Наиболее распространенным рабочим колесом является рабочее колесо одностороннего входа закрытого типа, которое состоит из переднего (внешнего) диска и заднего (внутреннего) диска, переходящего к центру рабочего колеса в ступицу, которой рабочее колесо крепится к валу насоса. Между дисками размещены лопатки, имеющие либо цилиндрическую, либо пространственную форму. У рабочих колес водопроводных насосов обычно 6–8 лопаток, у рабочих колес канализационных насосов — 1–4 лопатки. Рабочее колесо двустороннего входа имеет большую подачу, чем рабочее колесо одностороннего входа того же диаметра. Рабочее колесо открытого типа используется иногда в небольших насосах, не имеет переднего диска и сопрягается с передней крышкой насоса с малым зазором. У насосов с таким рабочим колесом пониженный КПД в связи с увеличением гидравлических потерь напора. В большинстве случаев рабочие колеса производят литыми, заливкой металла в форму, и только в особых случаях, для крупных насосов, диски и лопатки рабочего колеса изготавливают отдельно литьем или другим способом и потом соединяют с помощью сварки. Для изготовления рабочих колес в основном используется чугун, который обеспечивает достаточную их прочность, позволяет упростить технологию производства и сократить их стоимость. Однако при вращении в рабочих колесах крупных насосов от действия центробежной силы возникают большие напряжения, способные разрушить металл. Поэтому для таких насосов рабочие колеса изготавливают из обычной углеродистой стали, прочность которой по сравнению с чугуном значительно выше.

Читайте так же:
Пайка светодиодных лент видео

типы рабочих колес.png

Некоторые типы рабочих колес для центробежных насосов: а — рабочее колесо одностороннего входа закрытого типа; б — рабочее колесо открытого типа

Для специальных насосов, перекачивающих жидкую среду, содержащую абразивные материалы, рабочие колеса выпускаются из марганцовистой и другой легированной стали, обладающей повышенной твердостью. В отдельных случаях, для специальных насосов, поверхность проточной части рабочего колеса футеруется, т. е. облицовывается различными материалами (эластичными, антикоррозийными и др.). Для подачи жидкой среды с повышенными коррозирующими свойствами используются насосы с рабочими колесами из бронзы. В кислотных насосах применяются рабочие колеса из специальных сплавов (железокремниевых, железохромистых, титановых). В последние годы для изготовления рабочих колес широко используются различные пластмассы и полимерные материалы. Отводы Отвод — часть корпуса насоса, которая служит в общем случае для сбора жидкой среды, выходящей из каналов рабочего колеса насоса, преобразования кинетической энергии жидкости в потенциальную и подвода жидкости к следующей ступени в многоступенчатом насосе или отвода ее в напорный трубопровод. Отводы бывают кольцевые, спиральные и лопаточные, а также составные. Кольцевой отвод состоит из кольцевого канала с постоянной или несколько увеличивающейся площадью сечения. Кольцевые отводы находят применение преимущественно в насосах, перекачивающих жидкость с взвесями. Спиральный отвод представляет собой канал со все возрастающими сечениями и заканчивающийся диффузором. Такие отводы чаще всего применяют в одноступенчатых насосах, однако не исключается возможность их использования и в многоступенчатых насосах. Одним из основных недостатков спиральных отводов является то, что в отводах такого типа при нерасчетных режимах работы возникают радиальные силы, приводящие к увеличению прогиба вала насоса в нерасчетном режиме. Так, при уменьшении подачи спиральный отвод работает как диффузор, а при увеличении подачи — как конфузор. В обоих случаях это приводит к тому, что поля скоростей и давлений по выходному сечению рабочего колеса перестают быть осесимметричными. Для уменьшения радиальной силы спиральные отводы изготавливают с перегородкой. Такой отвод называют двойной спиральный отвод). Лопаточный отвод (отвод в виде направляющего аппарата) можно рассматривать как неподвижную круговую решетку, расположенную вокруг рабочего колеса насоса и состоящую из серии каналов, образованных неподвижными лопатками. Лопаточный отвод состоит из двух участков: начального участка со спиральными каналами и конечного участка либо с диффузорными каналами (в одноступенчатом насосе), либо с переводными каналами (в многоступенчатом насосе). Лопаточные отводы применяют главным образом в многоступенчатых насосах. В больших насосах иногда используются составные отводы, состоящие из комбинации лопаточного отвода либо со спиральным отводом, либо с кольцевым отводом. Отвод значительно влияет на КПД насоса. Чем совершеннее в гидравлическом отношении его каналы, тем большую часть динамического напора он преобразует в давление. В этом смысле спиральные отводы имеют преимущество перед лопаточными, их каналы выгодно отличаются от каналов лопаточных отводов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector