Принцип работы центробежного насоса: устройство и характеристики. Схема насоса центробежного
Устройство и принцип действия центробежных насосов
Центробежный насос состоит из корпуса, имеющего спиральную форму, и расположенного внутри жестко закрепленного колеса, состоящего из двух дисков, с закрепленными между ними лопастями. Они отогнуты от радиального направления в сторону противоположную той, в какую направлено вращение колеса. Соединение насоса с трубопроводами, напорным и всасывающим, производится через патрубки.
Принцип действия центробежных насосов заключается в следующем: в наполненном водой корпусе и всасывающем трубопроводе приводится во вращение рабочее колесо. Возникающая при его вращении центробежная сила приводит к вытеснению воды от центра колеса к его периферийным участкам. Там создается повышенное давление, которое начинает вытеснять жидкость в напорный трубопровод. Понижение давления в центре рабочего колеса вызывает поступление жидкости в насос через всасывающий водопровод. Таким образом осуществляется работа по непрерывной подаче жидкости центробежным насосом.
Устройство и принцип действия центробежного насосаЦентробежные насосы могут иметь одно или несколько рабочих колес, называются они соответственно — одноступенчатыми и многоступенчатыми. Не зависимо от количества рабочих колес, принцип действия центробежного насоса остается тем же — перемещение жидкости вызывает центробежная сила, вызванная вращающимся рабочим колесом.
Осевой насос обустроен таким образом: на втулку, находящуюся внутри корпуса (рабочее колесо) установлено несколько крылообразных, имеющих обтекаемую форму лопастей. Вращение колеса вокруг оси приводит к тому, что укрепленные на нем лопасти создают подъемную силу, которая воздействует на жидкость и приводит к перемещению жидкости вдоль втулки. Вращение втулки осевого насоса производится в трубчатой камере.
Это вызывает движение основной массы потока в осевом направлении, но при этом рабочее колесо несколько его закручивает. Чтобы избежать появление вращательного движения жидкости, в камере, на определенном расстоянии от втулки, устанавливается выравнивающее устройство, через него жидкость следует в коленчатый отвод, затем — в напорный трубопровод.
У зарубежных пользователей большей популярностью пользуются насосы диагональные, конструкция которых сочетает элементы осевых и центробежных насосов. От центробежных диагональные насосы отличаются углом выхода потока (45 градусов вместо 90). Диагональные насосы обычно имеют вертикальное исполнение (вертикальное расположение вала), что придает им сходство с осевыми насосами.
udobnovdome.ru
Принцип работы центробежного насоса, его устройство и применение
В любой технологической линии, содержащей жидкость, не обойтись без самовсасывающих насосов, способных перекачивать её через себя. При устройстве автономного водоснабжения частного дома такой агрегат входит в состав насосной станции, подающей воду из скважины или колодца до водоразборных точек внутри дома. Самым распространённым типом насосов для выполнения такой работы является центробежный. К ним относятся 75% всех гидравлических машин для перекачки воды, нефтепродуктов, химикатов, смесей воды с твёрдыми частицами и других жидких материалов.
Принцип работы
Действие центробежного насоса основано на законах гидродинамики, на придании жидкости, поступающей в замкнутый корпус спиралевидной формы, динамического воздействия через вращающиеся лопасти ротора. Эти лопасти имеют сложную форму с изгибом в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Они закреплены между двумя дисками, насаженными на ось, и сообщают динамику жидкости, заполняющей пространство между ними.
Возникающая при этом центробежная сила относит её из центральной части корпуса, расположенной в районе оси вращения рабочего колеса к его периферии, и дальше — в отводящую трубу. В результате действия центробежной силы в центре корпуса создаётся разреженная область пониженного гидравлического давления, которая заполняется новой партией жидкости из подающего патрубка. Необходимый напор в трубопроводе создаётся разницей давлений: атмосферного и внутреннего, в центральной части рабочего колеса. Работа насоса возможна только при полном заполнении корпуса водой, в «сухом» состоянии колесо будет вращаться, но необходимой разницы давления не возникнет и перемещения жидкости из подающего трубопровода не будет.
Устройство
Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть. В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:
- двигатель
- спиральный корпус — «улитка»
- рабочее колесо — крыльчатка
- рабочий вал
- уплотнение вала
- подшипник вала
- входной патрубок (фланец)
- выходной патрубок (фланец)
Корпус центробежного насоса может быть монолитным, или разъёмным — для удобства ремонта и ухода за агрегатом. Особые требования к внутренней поверхности корпуса — она должна быть максимально гладкой, все неровности и дефекты затрудняют прохождение жидкости и снижают эффективность работы центробежного насоса.
Отвод жидкости проходит через спиралевидную камеру с расширением к выходу, поэтому такие центробежные насосы часто называют «улиткой». Отводящая камера переходит в патрубок, к которому подсоединяется напорный трубопровод.
Главная деталь лопастного насоса — рабочее колесо-ротор. От него передаётся в перемещаемую жидкую среду механическая энергия вращения вала двигателя. Для повышения эффективности действия центробежного насоса в корпусе могут быть установлены несколько роторов на одном валу. Такой агрегат способен выдавать на выходе высокое давление, и называется многоступенчатым.
По конструкции рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Вариант, при котором лопасти закрыты с боков дисками, более эффективен, в нём отсутствуют ненужные перетекания жидкости из одной полости в другую.
Приборы и арматура
Для нормальной работы центробежного насоса нужны дополнительные узлы и приборы:
- Приёмный обратный клапан. Способствует сохранению воды в проточной части, если перекачивается вода — оснащается сеткой для грубой очистки.
- Задвижка на всасывающем патрубке.
- Кран для выпуска воздуха при наполнении водой рабочей камеры.
- Обратный клапан на напорной трубе, препятствующий ходу воды в корпус при работе другого агрегата.
- Задвижка на выходной трубе для запуска и контроля напора воды.
- Вакуумметр, измеряющий степень разрежения на входе в проточную камеру.
- Манометр для измерения напора.
- Предохранительный клапан для защиты от гидроудара.
- Приборы автоматического контроля (комплектуются при работе в составе производственного комплекса оборудования различного назначения)
Классификация
В промышленности и в быту применяются тысячи центробежных насосов. Чётко классифицировать их без привязки к узкой области применения сложно, можно разделить их по типам относительно только самых общих свойств:
- Число ступеней (рабочих роторов): одноступенчатые, двухступенчатые,многоступенчатые. Общая мощность напора складывается из давления создаваемого одной крыльчаткой.
- Ось вращения: горизонтальный рабочий вал, вертикальное расположение вала (скважинные).
- Способ установки: поверхностные, полупогружные (помпы центробежного типа для выкачивания жидкостей из углублений), погружные (для работы в глубоких колодцах и скважинах, с подвесом на тросе).
- Забор воды: нормальное всасывание (вода заполняет рабочую камеру самотёком), самовсасывающие (для подъёма жидкости с глубины через подающий шланг, требуется заливка всей системы)
- Расположение входного и выходного патрубка: классическое (входной — по центру, по оси рабочего вала, выходной — сверху), расположение In-Line (всасывающая и напорная труба расположены по одной оси).
Преимущества и применение
Центробежные насосы, принцип работы которых отличается простотой, нашли повсеместное применение во многом благодаря именно логичности своего устройства. Общий подход сохраняется в конструировании микроскопических устройств, перекачивающих растворы в точных медицинских приборах и для многотонных помп, качающих в шахтах смесь воды с кусками тяжёлых горных пород. Общие преимущества использования таких агрегатов: надёжность, компактность, простота, долговечность, лёгкость монтажа, простой пуск и наладка, плавная подача жидкости, экономичность и низкая стоимость.
Погружной насос центробежного типа — главный элемент системы водоснабжения во многих частных домах. Без него трудно обойтись на всех этапах устройства такой системы. После бурения скважины только такое устройство способно выкачать без повреждений для себя взвесь воды с частицами грунта. В дальнейшем на основе его монтируется насосная станция для удобного и надёжного водоснабжения дома.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!kotel.guru
Устройство и принцип действия центробежных насосов. Классификация, характеристики
Если рассматривать устройства, которые используются для перекачки жидкостей, самым практичным будет центробежный насос. Данное оборудование обладает высокой производительностью и обеспечивает мощный напор, но конструкция при всех положительных особенностях является предельно простой. Насосные станции и бытовые помпы, которые используются для организации автономного водопровода или для полива дачных участков, относятся к данному типу.
Устройство насоса
Устройство и принцип действия центробежных насосов будут описаны в статье. Если рассматривать первую часть вопроса, то можно выделить, что рабочий элемент в простом исполнении состоит из корпуса, который внешне напоминает улитку или спираль. Внутри находится вал и рабочее колесо, последнее из которых закрепляется как раз на валу. Шпонка обеспечивает передачу вращения от вала к колесу. Рабочее колесо имеет в составе два диска и лопатки, которые закреплены между ними.
Лопатки обладают изогнутой формой и обращены выпирающей стороной к направлению вращения. Если вас заинтересовали характеристики центробежных насосов, то вы должны знать о том, что корпус изготавливается из чугуна или стали, а вот рабочие колеса, как правило, выполняются из полимеров. Вал рабочего колеса в разных моделях может быть консольным или двухопорным. В последнем случае конструкция дополняется подшипниками. Выходя за пределы корпуса и связываясь с ротором коленчатого или электрического вала с помощью муфты, хвостовик выступает в роли привода.
Для того чтобы исключить утечку перекачиваемого вещества через отверстия в корпусе, конструкция наделяется уплотнением.
Надежная герметичность
Если вас заинтересовали устройство и принцип действия центробежных насосов, то лучше всего в момент приобретения отдать предпочтение оборудованию, которое обладает торцевым уплотнением вала. Этот вариант отличается более высокой надежностью, чем сальниковая набивка, которая на сегодняшний момент уже считается устаревшей. Торцевое уплотнение обеспечивает полную герметичность корпуса даже в том случае, когда вал рабочего колеса оказывается смещенным. Высокая надежность гарантируется и при вибрациях, которых нельзя избежать в процессе работы насоса.
Принцип действия
После того как устройство и принцип действия центробежных насосов вам станут известны, вы можете приобрести оборудование и приступить к его установке. Однако перед этим стоит более подробно ознакомиться с тем, какой принцип работы использует описываемый агрегат. Таким образом, после того как двигатель будет запущен, вал насоса начинает вращаться. Лопатки колеса приводят в действие вещество, находящееся в рабочей камере. Жидкость начинает передвигаться по кругу, подвергаясь центробежной силе. Модуль данной силы будет больше, чем дальше молекулы перекачиваемой среды будут находиться от центра вращения. В конечном итоге вода окажется выброшенной на периферию рабочего колеса, после она поступит на выходной патрубок. Это обеспечивает поддержание давления за счет центробежной силы.
Классификация по числу ступеней
Для того чтобы сделать правильный выбор оборудования, необходимо знать устройство и принцип действия центробежных насосов. Это касается и классификации. Разделить агрегаты можно по ряду признаков, в том числе и по числу ступеней. Установки могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми. В первом случае в конструкции установлено только одно рабочее колесо, данная система является классической. Если же есть необходимость развить значительный напор, то используются многоступенчатые насосы, в которых несколько рабочих колес, установленных на один вал. Принцип работы такого оборудования заключается в том, что каждое колесо с рабочей камерой образует ступень. Корпус выполнен таким образом, что жидкость переходит с одной ступени на другую до тех пор, пока не достигнет выходного патрубка.
Классификация по направлению оси вращения
Если вас заинтересовали характеристики центробежных насосов, то вы должны для начала определиться, к какому классу относится то или иное оборудование. Подразделить устройства можно еще и по направлению оси вращения. Это указывает на то, что вал может находиться в горизонтальном или вертикальном положении.
Первый вариант считается наиболее распространенным, что обусловлено простотой обслуживания. Вторая разновидность предполагает меньше места для установки, так как двигатель находится под корпусом. К этому типу можно отнести большую часть скважинных насосов, которые предназначены для работы в стесненных условиях. Подобные центробежный насос для скважины обладают одним минусом, который выражен в том, что для обслуживания или ремонта корпуса придется снять двигатель.
Классификация насосов по способу установки и их характеристики
В продаже представлены центробежные промышленные насосы в широком ассортименте, они могут отличаться между собой по способу монтажа. В зависимости от поставленных перед оборудованием целей и условий использования, следует выбрать поверхностный, полупогружной или погружной насос. Поверхностные располагаются непосредственно около источника или в некотором отдалении от него. Заплатить за такое оборудование придется меньше. Устройство будет постоянно находиться на виду, что указывает на легкодоступность для обслуживания и контроля. Недостатком выступает условие, при котором уровень воды в источнике должен находиться в 8 метрах или выше относительно уровня установки агрегата. Именно поэтому с глубокими скважинами и колодцами такое оборудование работать не будет.
Характеристики полупогружных и погружных насосов
Рассматривая промышленные насосы, вы наверняка обратите внимание на полупогружные модели, в которых вал располагается вертикально. Некоторая часть корпуса будет погружена в источник, наиболее часто такое оборудование используется для выкачивания жидкости из приямков. Когда есть необходимость выкачать жидкость из глубоких скважин и колодцев, используются погружные насосы, которые в процессе эксплуатации подвешиваются на цепь или трос.
Устройство предстоит полностью погрузить в воду. Так как работа центробежного насоса погружного типа будет сопровождаться воздействием на корпус агрессивной среды, он должен обладать определенными характеристиками, среди которых - устойчивость к коррозии наружных элементов конструкции, герметичность корпуса и электрической части, а также исключение вероятности протечек машинного масла сквозь конструкцию насоса. Последнее требование очень важно, так как при попадании в колодец или скважину машинного масла, удалить его будет очень проблематично и дорого.
Классификация насосов по способу забора воды и характеристики оборудования
Производительность центробежного насоса будет зависеть от мощности двигателя, эту характеристику вы сможете найти в паспорте устройства. Не следует экономить, приобретая агрегат с минимальной мощностью, так как в этом случае при больших нагрузках оборудование будет работать на износ. Однако этот параметр является одним из самых важных при выборе. Требуется обратить перед приобретением еще и на то, какой способ забора воды используется той или иной моделью. Схема центробежного насоса вам позволит понять, из каких частей состоит конструкция, это особенно важно, если монтажные работы вы будете производить самостоятельно. Необходимо разобраться еще и с тем, какое перед вами оборудование: насос нормального всасывания или самовсасывающее устройство.
В первом случае вода может поступать самотеком, тогда как самовсасывающие модели будут способны поднять воду с определенной глубины. Как показывает практика, этот параметр не превышает 8 метров.
fb.ru
устройство и характеристики :: SYL.ru
Если у вас есть загородный дом или вы только планируете его приобрести, то стоит задуматься о том, как подвести магистрали водоснабжения и электричества. Однако коттедж может быть расположен довольно далеко от инженерных коммуникаций. При этом стоит задуматься об альтернативных источниках водоснабжения и электроэнергии.
Самыми распространенными источниками воды сегодня являются скважины и водоемы. Если вы планируете использовать один из них, то никак не обойтись без насосного оборудования, а оптимальным вариантом станут центробежные устройства. Однако перед приобретением той или иной модели необходимо ознакомиться с устройством, характеристиками и принципом работы подобного оборудования.
Назначение насосов
Прежде чем посетить магазин, вы должны ознакомиться с назначением и принципом работы центробежного насоса. Такие агрегаты предназначаются для подачи воды под давлением из источника к потребителю. Подобные установки являются одним из основных элементов автономной системы водоснабжения.
Конструкции такого типа уникальны, они эффективно работают и нашли свое широкое распространение во многих областях деятельности человека. Во-первых, с помощью них можно организовать водоснабжение в условиях предприятия. Во-вторых, агрегаты используются для транспортировки растворов и жидкостей между объектами производства. В-третьих, центробежные насосы распространены в сельском хозяйстве. Их используют для подачи воды на животноводческие фермы и при организации полива растений.
Описываемые установки применяются в условиях коммунального водоснабжения городов. В частном секторе оборудование незаменимо при организации водоснабжения участка. По той причине, что подобные агрегаты довольно широко используются сегодня, любопытно будет узнать о принципе их функционирования. Но для начала следует поинтересоваться, как устроены эти установки.
Устройство центробежных насосов
Устройство, принцип работы и назначение центробежного насоса будет интересно узнать каждому потребителю, кто планирует приобрести подобное оборудование. Описываемые конструкции состоят из следующих узлов:
- корпуса;
- электрического двигателя;
- рабочего колеса;
- сальников;
- вала агрегата;
- подшипников;
- уплотняющих колец.
Корпус обычно изготовлен в форме улитки. Что касается двигателя, то он выступает в качестве привода и соединяется с корпусом с помощью муфты. Рабочее колесо – это крыльчатка, которая является диском с лопастями. Знакомясь с устройством и принципом работы центробежного насоса, вы сможете понять, что подобные установки могут быть дополнительно укомплектованы узлами, среди которых:
- напорный шланг;
- обратный клапан;
- вакуумметр;
- манометр;
- запорная арматура.
Нельзя не упомянуть еще и всасывающий шланг, которым могут быть дополнены некоторые модели. Что касается клапана, то в нём располагается сетка для фильтрации потока воды. Для контроля разреженности воздуха в насосе используется вакуумметр. А вот мощность подаваемого потока контролируется манометром. Регулирует поступление и вывод воды из оборудования запорная арматура. Теперь, когда вам известны основные узлы насоса, можно ознакомиться с тем, как работает подобное оборудование.
Принцип работы
Принцип работы насоса центробежного типа можно понять из названия устройства. Оно состоит из двух слов: «центр» и «бег». Принцип функционирования агрегата заключается в нескольких важных моментах. Корпус наполняется водой с помощью всасывающего шланга. Рабочая крыльчатка начинает движение от поступления потока воды. При вращении рабочего колеса создается центробежная сила, отталкивающая поток от центра и распределяющая его по бокам.
Всё это способствует возникновению высокого давления, которое выталкивает поток из корпуса оборудования и направляет в напорный трубопровод. При создании напора в подающем шланге в центре рабочего колеса давление снижается, что способствует подаче новой порции воды. Принцип работы центробежного насоса представляет собой циклические действия.
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.
Как работает поршневой насос
Поршневой насос еще называется плунжерным и представляет собой один из видов объемных гидромашин. В них в качестве вытеснителя выступает один или несколько поршней, которые совершает возвратно-поступательные движения. Если проводить сравнение этого устройства с другими объемными насосами, первые не являются обратимыми. Это говорит о том, что они не способны функционировать в качестве гидродвигателей, ведь в них нет клапанной системы распределения. Не следует путать эти агрегаты с роторно-поршневыми, к которым следует отнести радиально-поршневые и аксиально-поршневые установки.
Принцип работы центробежных и поршневых насосов – это вопрос, который наиболее часто интересует современного потребителя, желающего купить описываемое оборудование. Что касается последней разновидности агрегатов, то они функционируют за счёт поступательного движения поршня. Он создает разряжение в полости, куда поступает жидкость из подводящего трубопровода. Последний является всасывающим.
При обратном движении поршня закрывается клапан на всасывающем трубопроводе. Это исключает протечку воды обратно и способствует открыванию клапана на нагнетательном трубопроводе. Он остаётся закрытым при всасывании. Туда вытесняется вода, которая находилась под поршнем. Процесс после этого повторяется.
Минусом подобных установок является то, что жидкость курсирует по трубопроводу с разной скоростью, создавая скачки. Этот момент обходят созданием насосов с несколькими поршнями. Главное преимущество состоит в том, что оборудование способно закачивать жидкость в момент пуска, поэтому установки используются там, где этим плюсом необходимо воспользоваться.
Разновидности центробежных насосов
Центробежные насосные установки можно классифицировать по нескольким признакам. Они отличаются количеством колес, а также видом перекачиваемой жидкости, которая определяет назначение. Принцип работы центробежного насоса воды важно знать, как и то, что подобные установки можно подразделить по числу потоков. Они бывают одно-, двух, а также многопоточными.
К рабочему колесу может быть разное количество подводов. В связи с этим можно выделить насосы с односторонним и двусторонним входом. По способу отвода жидкости от рабочего колеса установки могут быть:
- со спиральным отводом;
- с кольцевым отводом;
- с направляющим аппаратом.
Классификация по конструкции рабочего колеса
Рабочие колёса могут иметь разные конструкции. Насосы по этому признаку можно подразделить на установки с закрытыми или открытыми колёсами. Вал разных моделей располагается вертикально или горизонтально. Принцип работы центробежного насоса – это ещё не всё, что следует знать потребителю. Ему необходимо ознакомиться еще и с устройством привода. Он может быть проведён через соединительную муфту или редуктор. Описываемые агрегаты можно классифицировать еще и по месту установки. Они бывают погружными и поверхностными.
Классификация по способу охлаждения
Еще одной довольно важной особенностью является способ охлаждения двигателя. В зависимости от этого, насосы могут быть с мокрым или сухим ротором. В первом случае ротор погружается в перекачиваемую среду, которая и выполняет роль охлаждения, а также выступает смазкой для подшипников. Вал располагается горизонтально, а статор, находящийся под напряжением, отделяется специальной гильзой.
Принцип работы центробежного насоса с сухим ротором предусматривает водяное охлаждение. Ротор не соприкасается с жидкостью, а охлаждение обеспечивается вентилятором, установленным на валу. Такие агрегаты отличаются высоким коэффициентом полезного действия и подачей жидкости в большом объёме. Оборудование с сухим ротором издаёт шум при работе, тогда как при наличии водяного охлаждения звука во время функционирования устройства вы почти не заметите.
В заключение
Схема и принцип работы центробежного насоса указывают на то, что в основе функционирования лежит соответствующий закон, который предусматривает отталкивание воды от центра. Жидкость распределяется по бокам, что и обеспечивает возникновение высокого давления.
Описываемые установки выступают в качестве основного элемента автономных систем водоснабжения. Они широко распространены сегодня и используются во многих сферах жизнедеятельности человека.
www.syl.ru
Устройство и принцип действия центробежных насосов
В ряде случаев, чтобы получить воду, перенаправить ее или осушить что-либо, приходится устанавливать центробежный насос. Что он собой представляет и чем отличается от других типов водяного насоса?
Этот вид системы для прокачки воды по трубам, наверное, самый популярный во всем мире. Он находит применение и в жилых домах, и в промышленных комплексах, и на энергетических объектах — везде, где надо перемещать по трубопроводам массы жидкости. Такие системы используются также для стабильного и автономного снабжения водой загородных жилищ.
Как устроен центробежный насос?
Столь популярное и широко распространенное устройство, конечно, интересует многих. Основными достоинствами центробежной схемы все инженеры признают удобство в обращении, стабильность в работе и энергетическую эффективность.
Ремонтировать насосы центробежные при очень серьезной поломке, впрочем, могут только специалисты. Внешне система представлена длинным корпусом в форме цилиндра. Диаметр заметно меньше, чем длина, в некоторых погружных моделях она всего 10 см. Поверхностный центробежный насос крупнее, у него больше диаметр рабочих колес.
Корпус в обоих случаях скрывает одинаковые рабочие детали: каналы ввода и вывода жидкости, нагнетающие системы, двигатели, роторы и др. Мотор приводит в движение роторную ось, на которую насажено рабочее колесо с лопастями, идущими против движения. Принцип действия центробежных насосов заключается в том, что при этом движении возникает центробежная сила. Вода, пройдя через патрубки, сталкивается с рабочим колесом. Вращение колеса нагнетает жидкость и отбрасывает ее в сторону стенок камеры, где формируется область высокого давления.
Далее из рабочей камеры водяного насоса жидкость затягивается в выпускные каналы. Каждый вывод оборудован нагнетающими трубками (кольцевидными или спиральными в зависимости от нюансов конструкции). Пройдя через них, вода оказывается под давлением. Через шланг она распределяется в конечные трубопроводы.
Но на этом действия насоса не заканчиваются. Когда вода выходит наружу, середина рабочего колеса формирует участок пониженного атмосферного давления, что приводит к засасыванию внутрь новой порции жидкости. Такого рода цикл повторяется бесконечно, пока насос не отключат или он не сломается.
Узнав принцип действия центробежного насоса, нетрудно догадаться и о слабом месте таких приспособлений: они могут работать только при стабильном притоке жидкости. Если запустить систему в рабочий режим в воздухе, очень скоро она поломается. Погружные модели вообще находятся в воде постоянно.
И специальные датчики-поплавки попросту не позволят вам запустить устройство, если воды в источнике не хватает. Итак, принцип работы центробежного насоса может быть не только погружным, но и поверхностным, причем в этом случае риск поломки был бы весьма высок, если бы не предусмотрительность инженеров, благодаря которой конструкция поверхностного водяного насоса дополнена обратными клапанами и автоматическими системами контроля. Они отключают механизмы, как только обнаруживают сухой ход.
Центробежные насосы — и погружные, и поверхностные — все же лучше справляются с подкачкой воды в условиях нормального дебита. Однако это не означает, что их нельзя использовать при слабом напоре воды. В таких случаях конструкция меняется, точнее, в ней используют специальные рабочие колеса (которые растачивают либо приобретают расточенные).
Классификация
Если центробежные насосы хорошо качают воду, о типе можно не задумываться. Однако при возникновении необходимости в ремонте знание вида установленной у вас системы крайне важно. Даже если обращаться к профессионалам-ремонтникам, лучше сразу сообщить им, с чем придется иметь дело.
Выше уже представлена классификация центробежных насосов по рабочему применению на погружные и поверхностные. Устройства первого типа после вывешивания на тросе держат внутри скважины либо колодца вплоть до замены или ремонта. Второй вариант подразумевает установку оборудования вблизи источника воды с подкачкой жидкости через шланг. Преимущество понятно: упрощенная конструкция и облегчение сервиса.
Проблема в том, что поверхностная схема центробежного насоса ограничивает максимальную глубину откачки воды 13 м. Да и с мощностью всасывания имеются проблемы. Там, где погружной компактный насос обеспечит 40 м водного столба, нагруженный до предела поверхностный агрегат даст максимум 30 м.
Согласно другой классификации, устройство центробежного насоса может быть одноступенчатым и многоступенчатым. Почти все поверхностные и маломощные погружные агрегаты имеют одну ступень.
Если ступеней много, то много и колес (по одному на звено), а значит, выше итоговая производительность.
Существует еще и другая градация: по типу ротора (мокрый или сухой).
Мокрые роторы почти не нуждаются в смазке, поскольку через них и так проходит вода.
Однако это обстоятельство накладывает серьезные ограничения на размер системы и на ее совокупную мощность. Если же рассматривать насосы центробежные с сухим ротором, то развиваемая ими сила больше, однако повышается расход тока и производимый при работе шум.
Обращение и ремонт
Всякая техника по определению не может не ломаться. Устройство и принцип действия насоса таковы, что для таких агрегатов поломки довольно типичны. Если уметь и знать кое-что, с большинством неполадок можно справиться самостоятельно. А еще лучше не доводить до ситуации, когда возможно появление дефектов. Это просто: 9 из 10 насосов выходят из строя в силу всего двух причин.
Как уже говорилось, устройство водяного насоса не позволяет использовать его, когда камера свободна от жидкости. Стоит хоть на короткое время включить сухой агрегат, и дефект почти неизбежен. Кроме того, почти все центробежные насосы (центральной схемы) не могут работать нормально, если в воде присутствуют хотя бы мелкие песчинки: это сразу приводит к деформации подшипников и другим поломкам.
Если вы знаете, как работает центробежный насос, то не допустите и других ошибок. К примеру, долговременной прокачки горячей воды. Однако когда подобное случается и аппарат выходит из строя, ничего не остается, кроме замены или обращения к услугам профессиональной мастерской.
Но опять же знание того, как устроен насос центробежного типа, значительно упрощает ремонт и повышает вероятность успеха.
pikucha.ru
Водяные насосы-устройство. Электрические схемы-водяных насосов
Уважаемые посетители!!!
На фотоснимке, представлен насос БЦН с соответствующей электрической схемой \рис.1\ данного насоса. Электрическая схема насоса БЦН содержит следующие элементы электродвигателя, это:
- ротор;
- две обмотки статора;
- конденсатор;
- корпус насоса
и соответственно кабель трех проводной, один провод из которых является заземляющим проводником.
Назначение данного типа насоса — полив земельного участка на даче либо в частном доме.
Электрические схемы-водяных насосов
рис. 1
Рассмотрим электрическую схему \рис.1\ водяного насоса:
Фазный провод соединен через тепловое реле с общим выводом двух обмоток статора. Нулевой провод, как это показано по схеме, имеет разветвление и далее, соединен с рабочей и пусковой обмотками статора.
Заземляющий провод соединен с металлическим корпусом водяного насоса.
Какие могут быть возможные неисправности водяного насоса? Причины неисправности, по которым водяной насос может не работать, следующие:
- Разрыв электропроводки кабеля на определенном участке;
- неисправность реле;
- неисправность конденсатора;
- перегорание обмоток статора электродвигателя;
- разрыв проводки кабеля в соединении со штепсельной вилкой;
- отсутствие контакта с одной из обмоток статора
и другие причины.
Как определить подобные причины неисправности? Визуально найти причину здесь невозможно. Как и для всей бытовой техники, диагностика проводится прибором — мультиметр, где имеются такие функции для определения:
- емкости конденсатора;
- наличия сопротивления в обмотках статора;
- прозвонки кабеля \от штепсельной вилки до соединения проводов кабеля с электродвигателем \.
При перегорании обмоток статора электродвигателя насоса,- статор с обмотками можно заменить на новый либо это устранить своими силами, то есть выполнить перемотку статора. При такой перемотке, учитывается как сечение медного провода так и количество витков.
Замена перегоревшего конденсатора проводится с учетом соответствующей его емкости и номинального значения напряжения, на которую рассчитан конденсатор.
Устранение возможных других причин, сложности Вам никаких не составит.
Рассмотрим следующий тип водяного насоса » Водолей» БЦПЭ 0,5-32 и соответственно электрическую схему для такого типа насоса \рис.2\.
рис.2
В этом примере представлен погружной тип водяного насоса, предназначенный для водоснабжения из колодцев. Схема рис.2 в общем то отличается от первой схемы тем, что здесь имеются два конденсатора, подключенных последовательно. Сетевой кабель через разъемное соединение соединен со схемой водяного насоса. Конденсаторная коробка выполнена герметичным способом. Статор, как обычно, состоит из двух обмоток (рабочей и пусковой). Корпус водяного насоса соединен с защитным заземлением.
Современные модели насосов снабжаются поплавковым выключателем.
На представленном рисунке наглядно видно, что при малом уровне воды поплавковый выключатель размыкает контакты питающей линии, при достаточном уровне воды — насос будет находиться во включенном режиме.
Насос погружается в емкость с водой на стальном тросе, удобство такого типа насоса состоит в том, что можно заполнять всевозможные емкости с водой как для заполнения под питьевую воду, для полива земельного участка и других нужд.
Устройство вибрационного насоса
Вибрационный насос состоит из таких деталей как:
- проушина для троса;
- шнур питания;
- всасывающее отверстие;
- патрубок;
- клапан;
- поршень;
- шток;
- упор;
- диафрагма;
- муфта;
- корпус насоса;
- амортизатор;
- якорь;
- корпус;
- заливочный компаунд;
- катушка;
- сердечник.
рис.3
Вибрационные насосы \рис.3\ еще называют электромагнитными. При протекании тока по обмотке катушки образовывается электромагнитное поле.
Под воздействием электромагнитного поля втягивается сердечник, соединенный с резиновой диафрагмой. При возвратно — поступательном движении резиновой диафрагмы, в приборе создается постоянный поток воды.
Устройство такого типа насосов — простое в своем исполнении. При какой либо перегрузке, может выйти из строя обмотка сердечника. Ремонт таких насосов выглядит как бы упрощенно и не требует больших познаний в электротехнике.
рис.4
Вибрационный насос состоит из электрической \рис.4\ и механической частей. В зазоре электромагнита возникает переменное магнитное поле, которое приводит в движение рычаг. Рычаг соединен с сильфоном \S\, сильфон пульсируя — прокачивает жидкость через клапаны \k\.
Вибрационный \электромагнитный\ погружной электронасос
Принцип работы центробежного насоса
Центробежная сила воды таких насосов создается за счет вращения лопастей рабочего колеса. Производительность насоса соответственно будет зависеть от скорости вращения ротора электродвигателя. То есть здесь создается энергия давления, струя воды под напором выталкивается в трубопровод.
рис.5
Электрическая схема центробежного насоса \рис.5\ состоит из:
- конденсатора;
- шнура \сетевого кабеля\;
- пусковой и рабочей обмоток статора
- теплового \токового\ реле.
Насос погружной центробежный, калибр НПЦ
Центробежный насос-принцип работы
К неисправностям, можно отнести такие же неисправности, состоящие в описании элементов электрической схемы рис.5.
Определение причины неисправности электродвигателя проводится способом диагностирования для отдельных участков электрических соединений, способ подобного диагностирования приведен в этом сайте.
Устройство вихревого насоса
Принцип работы допустим вихревого водяного насоса построен по такому же принципу как и центробежные насосы. В этих типах насосов центробежная сила воды создается вращением металлического плоского диска с небольшими лопастями. Устройство вихревого насоса показано на рис.6.
рис.6
Вихревой электронасос состоит из следующих деталей:
- подшипник насоса верхний или нижний;
- втулка распорная \подшипниковая\;
- втулка лопаточного отвода;
- колесо рабочее;
- втулка диафрагмы;
- диафрагма;
- муфта;
- подшипник;
- пята;
- подшипник упорный.
Ну вот мы и получили вкратце представление об электрических водяных насосах.
Данная тема будет иметь дополнение как по электрической так и по механической части.
На этом пока все.
zapiski-elektrika.ru
Устройство и принцип действия насосов — Мегаобучалка
Центробежный насос
Центробежный насос состоит из следующих элементов (рисунок 2):
1) вал;
2) направляющий аппарат или отвод;
3) рабочее колесо;
4) подвод или подводящее устройство;
5) внутреннее уплотнение;
6) концевое уплотнение;
7) система разгрузки осевой силы;
8) шнек;
9) импеллер.
Рисунок 2 – Схема центробежного насоса
Направляющий аппарат бывает лопастного типа, кольцевой или спиральный. Направляющие аппараты в многоступенчатых насосах между ступенями.
Отвод – это устройство, выполненное в виде улитки или спирали для сбора и отвода жидкости в трубопровод. В расширяющейся части отвода происходит преобразование кинетической энергии жидкости в потенциальную энергию давления.
Рабочее колесо бывает с двухсторонним и односторонним входом жидкости (рисунок 3).
1 - ступица с диском 2, 3 - ведомый диск соединяется с ведущими лопатками 4
Рисунок 3 – Типы рабочих колес
Колеса бывают закрытого типа, полузакрытого (отсутствует ведомый диск) и открытого типа (отсутствуют оба диска).
Подвод служит для плавного подвода жидкости в насос. Бывает осевой подвод и радиальный.
Внутреннее уплотнение устанавливается между колесом и корпусом насоса и предотвращает переток жидкости из области высокого давления в область низкого. Внутренние уплотнения бывают лабиринтного и кольцевого типа.
Концевое уплотнение устанавливается между корпусом насоса и валом.
Бывает: а) сальниковое;
б) торцевое.
Разгрузка осевой силы может выполняться следующими способами:
а) применение колес с двухсторонним входом. Остаточные осевые силы воспринимаются радиально-упорными подшипниками.
б) у одноступенчатых насосов применяется сверление отверстий в задней стенке диска.
в) у многоступенчатых насосов применяется попарная установка колес.
г) применятся гидравлическая пята.
У магистральных насосов, особенно у подпорных, устанавливается предвключенное колесо – шнек. Служит для увеличения кавитационных качеств насоса.
Импеллер в магистральных насосах устанавливается между колесом и торцевым уплотнением. Представляет собой винтовой насос, который обеспечивает циркуляцию жидкости через торцевые уплотнения.
Принцип действия центробежного насоса
При вращении рабочего колеса за счет центробежных сил жидкость перемещается от центра колеса к периферии. В центре создается разряжение, под действием которого жидкость перемещается из всасывающего трубопровода в насос. Перед включением в работу центробежный насос должен быть заполнен жидкостью, т.к. плотность воздуха почти в 1000 раз меньше плотности жидкости; и насос на воздухе не может создать достаточного разрежения.
За счет центробежных сил и силового воздействия лопаток на поток увеличивается механическая энергия жидкости. На выходе из рабочего колеса скорость жидкости может достигать 30 и более м/с, поэтому направляющий аппарат выполненный в виде расширяющегося канала переводит кинетическую энергию в потенциальную энергию давления. Давление растет, скорость падает до 3 м/с.
Осевые насосы
Рабочее колесо осевого насоса похоже на гребной винт корабля (рисунок 4). Оно состоит из втулки 1, на которой закреплено несколько лопастей 2. Механизм передачи энергии от рабочего колеса жидкости тот же, что и у центробежного насоса. Отводом насоса служит осевой направляющий аппарат 5, с помощью которого устраняется закрутка жидкости и кинетическая энергия ее преобразуется в энергию давления. Осевые насосы применяют при больших подачах и малых напорах.
Рисунок 4 – Схема осевого насоса
В осевом насосе жидкость движется по цилиндрическим поверхностям, соосным с валом насоса. Следовательно, радиусы, на которых жидкость входит в колесо и выходит из него, одинаковы.
Осевое усилие воспринимается пятой электродвигателя. В зарубежной практике известны насосы, баббитовые подшипники которых смазываются консистентной смазкой от масленок, а осевое усилие воспринимается упорным подшипником насоса.
Насосы с диаметром лопастей D> 1 м имеют подвод в виде колена, мелкие — камерный подвод.
Известны конструкции осевых насосов, которые могут работать при погружении в воду в любом положении: горизонтальном, вертикальном и наклонном.
Для перекачивания больших количеств жидкости с относительно малыми напорами обычно используют осевые насосы. По ГОСТ 9366—71 осевые насосы типа О и Оп выпускают на параметры: Q = 0,072 ~40,5 м3/с, H = 2,5-26м: п = 250-2900 об/мин. В настоящее время разработаны высоконапорные осевые насосы с напором до 25 м в одноступенчатом исполнении для крупных насосных станций. Подача таких насосов составляет 137 000 м3/ч.
Преобладающее распространение получили одноступенчатые осевые насосы консольного типа. Чаще всего выполняют насосы вертикального типа, хотя известны также некоторые типы насосов с горизонтальным и наклонным расположением оси агрегата. При вертикальном исполнении валы насоса и приводного электродвигателя жестко соединяются фланцами либо непосредственно, либо через промежуточный вал.
Рабочее колесо насоса имеет от двух до шести лопастей. Лопасти крепят к втулке жестко (тип О), или так, что они могут поворачиваться относительно нее (тип Оп). В соответствии с этим насосы называют жестколопастными или поворотнолопастными. Для изменения режима работы насоса лопасти поворачивают как при остановленном, так и при работающем насосе.
Вихревые насосы
Вихревые насосы относятся к машинам трения. Рабочее колесо вихревого насоса аналогично колесу центробежного насоса, засасывает жидкость из внутренней части канала и нагнетает ее во внешнюю, в результате чего возникает продольный вихрь. При прохождении жидкости через рабочее колесо (рисунок 5) в вихревом насосе, как и в центробежном, увеличиваются кинетическая энергия жидкости (увеличивается ее скорость) и потенциальная энергия давления.
Рабочим органом насоса является рабочее колесо с радиальными или наклонными лопатками. Колесо вращается в цилиндрическом корпусе с малыми торцовыми зазорами.Жидкость поступает через всасывающее отверстие в канал, перемещается по нему рабочим колесом и выбрасывается через выходное отверстие.Вихревой насос по сравнению с центробежным обладает следующими достоинствами: создаваемое им давление в 3-7 раз больше при одинаковых размерах и частоте вращения рабочего колеса; конструкция проще и дешевле; обладает самовсасывающей способностью; может работать на смеси жидкости и газа; подача меньше зависит от противодавления сети. Недостатками насоса являются низкий КПД, не превышающий в рабочем режиме 45%, и непригодность для подачи жидкости, содержащей абразивные частицы (так как это приводит к быстрому изнашиванию стенок торцовых и радиальных зазоров и, следовательно, падению давления и КПД).Вихревые насосы обычно применяют при необходимости создания большого напора при малой подаче. Поэтому их широко применяют в химической промышленности для подачи кислот, щелочей и других химически агрессивных реагентов, где при малых подачах (мала скорость протекания химических реакций) необходимы высокие напоры (велики гидравлические сопротивления реакторов и давления, при которых протекают реакции). Вихревые машины используют в качестве вакуум-насосов и компрессоров низкого давления. В последние годы они находят применение в системах перекачки сжиженного газа.
1 - рабочее колесо; 2 - лопатка; 3 - корпус; 4 - всасывающее отверстие; 5 - выходное отверстие
Рис. 5.Схема вихревого насоса
Рабочим органом вихревого насоса является рабочее колесо 1 с радиальными или наклонными лопатками (рисунок6), помещенное в цилиндрический корпус с малыми торцевыми зазорами. В боковых и периферийной стенках корпуса имеется концентричный канал 2, начинающийся у всасывающего отверстия и кончающийся у напорного. Канал прерывается перемычкой 4, служащей уплотнением между напорной и всасывающей полостями. Жидкость поступает через всасывающий патрубок 5 в канал, прогоняется по нему рабочим колесом и уходит в напорный патрубок 3.
Рис. 6. Схема вихревого насоса закрытого типа
Напор вихревого насоса в 3-7 раз больше, чем центробежного, при тех же размерах и числе оборотов. Большинство вихревых насосов обладает самовсасывающей способностью, т. е. способностью при пуске засасывать жидкость без предварительного заполнения всасывающего трубопровода. Многие вихревые насосы могут работать на смеси жидкости и газа. Недостатком вихревого насоса является низкий КПД, не превышающий 45%. Наиболее распространенные конструкции имеют КПД 35-38%. Низкий КПД препятствует применению вихревого насоса при больших мощностях. Вихревые насосы изготовляют на подачу до 12 л/с. Напор вихревых насосов достигает 240 м, мощность доходит до 25 кВт, коэффициент быстроходности ns=6÷40. Число оборотов вихревого насоса так же, как и лопастного, ограничено только кавитационными явлениями. Следовательно, насос может быть непосредственно соединен с электродвигателем. Вихревые насосы не пригодны для перекачивания жидкости с большей вязкостью, вследствие того, что при увеличении вязкости напор и КПД резко падают. Вихревые насосы рекомендуется применять при Re > 20000.
Эти насосы пригодны также для подачи жидкостей, содержащих абразивные частицы, так как из-за износа быстро увеличиваются торцовые и радиальные зазоры, что приводит к падению напора и КПД.
По типу рабочего колеса вихревые насосы делятся на насосы закрытого и открытого типов. У насосов закрытого типа (см. рис. 6) лопатки рабочего колеса короткие. Их внутренний радиус равен внутреннему радиусу канала. Жидкость подводится из всасывающего патрубка непосредственно в канал. У насосов открытого типа (рисунок 7) внутренний радиус лопаток меньше внутреннего радиуса канала. Жидкость подводится из всасывающего патрубка 1, поступает в подвод 2, из которого через всасывающее окно 3 подводится к лопаткам рабочего колеса 4 и затем поступает в канал 5. От типа колеса зависят его кавитационные свойства, а также самовсасывающая способность и способность работать на газожидкостной смеси. Далее жидкость прогоняется по каналу рабочим колесом и через напорное отверстие 8 уходит в отвод 6 и напорный патрубок 7.
Рисунок 7. Схема вихревого насоса открытого типа
Струйные насосы
В струйных насосах, называемых также инжекторами, эжекторами, гидроэлеваторами, поток полезной подачи Q0 перемещается и получает энергию благодаря смещению с рабочим потоком Q1 обладающим большей энергией. Полная подача на выходе из насоса
Q2=Q1+Q0
Энергия этого потока больше энергии потока полезной подачи Q0, но меньше энергии рабочего потока Q1 перед входом в насос.
Струйный насос (рисунок 8) состоит из рабочего сопла 3 с подводом 2 рабочего потока, камеры 5 смешения, диффузора 6 и подвода 1 потока полезной подачи с входным кольцевым соплом 4 камеры смешения.
Режим работы струйного насоса характеризует четыре приведенных ниже и показанных на рис.8, а параметра (их выражения даны для наиболее простого и распространенного случая, когда плотности смешиваемых потоков одинаковы, т. е. р1 = р0):
а – схема и распределение напоров в проточной части; б – схема процесса смещения
Рис. 8 Струйный насос
1) рабочий напор, затрачиваемый в насосе и равный разности напоров рабочего потока на входе в насос (сечение b — b) и на выходе из него (сечение с — с),
Hp=Pb/ρg+υ2b/2g-Pc/ρg- υ2c/2g;
2) полезный напор, создаваемый насосом и равный разности напоров подаваемой жидкости за насосом (сечение с — с) и перед ним (сечение а — а),
Hп=Pc/ρg+υ2c/2g-Pа/ρg- υ2а/2g;
3) расход рабочей жидкости
Q1=υ1S1=υ1(π/4)d21
4) полезная подачаQ0 = υ0S0 = v0(π/4)(d20-d21).
КПД струйного насоса равен отношению полезной мощности к затраченной:
η=HnQ0/(HpQ1).
Его максимальное значение невелико и составляет ηrnax = 0,2÷0,35. Несмотря на это струйные насосы распространены широко, так как, благодаря простому устройству, малым габаритным размерам, отсутствию подвижных частей они надежны, легко размещаются в труднодоступных мостах, способны подавать агрессивные и загрязненные жидкости и выполнять функции смесителей.
megaobuchalka.ru
