Содержание
1. По числу колес:
а) одноколесные – одним колесом создают напор не более 40-50 м.
б) многоколесные (многоступенчатые) – для больших напоров, количество колес бывает до 10, иногда 12. Дальнейшее увеличение количества ступеней нецелесообразно вследствие больших потерь напора.
2. По создаваемому напору:
а) низконапорные (до 20м);
б) средненапорные (от 20 до 60м);
в) высоконапорные (свыше 60 м).
3. По способу подвода жидкости к колесу:
а) с односторонним подводом (всасыванием) жидкости к колесу;
б) с двухсторонним подводом жидкости к колесу; колесо такого насоса представляет собой как бы сложенные тыльными сторонами 2 обыкновенных колеса; в этом случае жидкость входит в колесо с 2-х сторон и производительность насоса увеличивается.
4. По расположению вала насоса:
а) горизонтальные (наиболее распространенные);
б) вертикальные, которые применяются чаще всего для откачивания воды из глубоких колодцев, скважин, куда они опускаются.
5. По способу разъема корпуса:
а) с горизонтальным разъемом корпуса;
б) с вертикальным разъемом корпуса – эти насосы называются секционными, т.к. корпус состоит из нескольких секций (по числу колес).
6. По способу отвода жидкости из рабочего колеса в камеру:
а) спиральные, в которых жидкость из рабочего колеса поступает непосредственно в нагнетательный трубопровод;
б) турбинные, в которых жидкость из рабочего колеса поступает в спиральный корпус через направляющий аппарат, представляющий неподвижное колесо с лопатками.
7. По способу соединения с двигателем:
а) приводные, соединяемые с двигателем ремённой передачей;
б) соединяемые непосредственно с двигателем – обычно с электродвигателями или паровой турбиной.
8. По назначению:
в) производственно-технические – для перекачивания нефти, кислот, горячей и шахтной воды;
г) землесосы, применяемые для намыва плотин и при дноуглубительных работах.
д) шламовые, применяемые в цементной и нефтяной промышленности, цветной металлургии.
9. По степени быстроходности рабочего колеса:
Достоинства центробежных насосов:
· компактность и простота конструкции;
· простота соединений с электродвигателем и другими силовыми установками, что повышает КПД установки;
· простота пуска и регулирования;
· экономичность в эксплуатации;
· надежность, долговечность в работе и возможность применения для перекачки любых жидкостей.
Недостатки центробежных насосов:
· низкий КПД малых насосов;
· сложность отливки рабочего колеса;
· необходимость заполнения жидкостью корпуса перед пуском.
Основным рабочим органом центробежного насоса, является свободно вращающееся внутри корпуса колесо, насаженное на вал. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего и заднего), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса.
Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), находящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала, будет действовать центробежная сила, определяемая выражением:
Fи = m 2 r, (1)
где – угловая скорость вала, рад/с.
Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разрежение, а в периферийной его части – повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод ее от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса (рис. 2) по всасывающему патрубку и всасывающему трубопроводу.
Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разрежение). Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки), куда и поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.
Рисунок 2 – Центробежный насос
1 – рабочее колесо; 2 – лопасть; 3 – спиральный отвод; 4 – конический диффузор; 5 – напорный трубопровод; 6 – воронка для заливки насоса или место подсоединения вакуум-насоса; 7 – приемный обратный клапан с сеткой; 8, 9 – всасывающие трубопровод, и патрубок; 10 – диски рабочего колеса; 11 – задвижка.
Анализ уравнения (1) показывает, что центробежная сила, а следовательно, и напор, развиваемый насосом, тем больше, чем больше частота вращения и диаметр рабочего колеса.
В зависимости от требуемых параметров, назначения и условий работы в настоящее время разработано большое число разнообразных конструкций.
По способу соединения с двигателем (рис. 3) центробежные насосы разделяются на приводные (со шкивом или редуктором), соединяемые непосредственно с двигателями с помощью муфты, и моноблочные, рабочее колесо которых устанавливается на удлиненном конце вала электродвигателя.
Рисунок 3 – Соединения насоса с двигателем
а – обычные (муфтой); б – моноблочные; в – фланцевые.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9846 – | 7702 – или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Сейчас в качестве бытовых и промышленных помп все чаще находят применение центробежные насосы. Причем на производстве они используются не только для перекачки жидкостей, но и для газа. В них передвижение воды происходит за счет центробежной силы, вот почему это устройство и носит такое название. Среди насосов разного типа этот вид имеет наибольшую популярность у потребителей.
Основной частью в устройстве центробежного насоса считается рабочее колесо, которое крепится на валу. Этот узел установлен внутри корпуса, который по виду напоминает улитку. С помощью шпонки, которая крепится на том же валу, осуществляется вращение колеса. Этот основной элемент состоит из двух дисков с определенным количеством лопаток, имеющих изогнутую форму.
Зачастую корпус водяного насоса представляет собой чугунное или стальное литье. В современных конструкциях рабочие колеса изготавливают из полимерных материалов. В отличие от других видов помп, здесь вал крепится на одну опору, то есть он считается консольным. Опоры обязательно снабжаются подшипниками, и обычно они бывают закрытого типа.
Конец вала, который выходит из корпуса, посредством муфты соединяется с электрическим или двигателем внутреннего сгорания. В месте, где вал выходит из корпуса, устанавливается уплотнитель или сальник для предотвращения потери перекачиваемой жидкости.
Надежными центробежными гидравлическими насосами (ЦНГ) считаются те, у которых установлено торцевое уплотнение, так как оно держит гораздо лучше, чем сальниковая набивка. Дело в том, что современное уплотнение не теряет своих свойств при смещении или вибрации вала.
С перечисленными деталями можно подробно ознакомиться на схеме разреза устройства. Для эффективной и правильной работы центробежного насоса предназначены дополнительные узлы:
Для закачки питьевой воды следует использовать конструкцию с корпусом из нержавеющей стали и рабочим колесом, изготовленным из пищевой пластмассы. Существуют бюджетные модели, где корпус чугунный, а из нержавейки сделан специальный вкладыш. Такие устройства очень легко ремонтируются, так как необходимо будет поменять только сам вкладыш.
Благодаря своей надежности, высокой производительности, простому устройству и принципу действия центробежные насосы сегодня пользуются большой популярностью. Они с успехом работают как на производстве, так и в быту. К достоинствам относятся:
Если кратко описать принцип работы центробежного насоса, то он довольно прост. После включения электродвигателя или другого механического привода вал устройства начинает вращаться в определенную сторону. Вместе с валом вращается рабочее колесо, а лопатки начинают разгонять жидкость по кругу.
За счет центробежной силы, направленной от центра вала к краю корпуса, воду выбрасывает через выходной патрубок наружу. Чем больше скорость вращения вала, тем больше сила, действующая на жидкость, а значит, производительность насоса повышается.
Сейчас существует довольно много видов насосов, работа которых основана на центробежной силе. Отличаются они друг от друга конструктивными особенностями и техническими характеристиками. Классификация устройств осуществляется по ряду показателей, и это необходимо учитывать при выборе нужного оборудования. В зависимости от расположения устройства относительно перекачиваемой жидкости они бывают:
Первая группа насосов устанавливается на подготовленной площадке, а непосредственно перекачка осуществляется с помощью специальных шлангов или трубопроводов. Преимущество такого способа в том, что устройство всегда доступно для обслуживания и ремонта. К недостаткам можно отнести:
Советы по выбору гидравлического агрегата
Перед выбором нужной модели гидравлического устройства в его описании следует обязательно смотреть на технические характеристики. Кроме того, сначала необходимо определиться, для каких целей будет применяться это оборудование. Для правильного выбора во внимание принимается ряд параметров:
Сейчас на отечественном рынке большой выбор центробежных насосов. Здесь можно встретить продукцию как зарубежных, так и отечественных производителей. К наиболее востребованным моделям относятся:
Кроме перечисленных моделей, популярностью пользуются Patriot F900, Elpumps BT 5877 K INOX, AL-KO Dive 5500/3 и др.
Центробежные насосы используются для циркуляции воды в системах теплоснабжения, водяного отопления, вентиляции и кондициони-
рования воздуха, питания котлов, подачи воды в камеры орошения и во
многих других случаях
Основными элементами, общими для всех разнообразных конструкций центробежных насосов, являются (рис. 2.9): всасывающий патрубок, рабочее колесо с лопатками, корпус спиральной формы и напорный патрубок.
Всасывающий патрубок соединяет корпус насоса с всасывающим трубопроводом, напорный патрубок – с напорным трубопроводом. Рабочее колесо насоса жестко насажено на вал, представляет собой еди-
ную отливку и имеет передний и задний диски с изогнутыми лопастями между ними. Корпус насоса не является осесимметричным; между вне-
шним обводом колеса и корпусом имеется спиральная камера (спиральный отвод), по которой жидкость плавно отводится от рабочего колеса в напорный трубопровод.
Рис. 2.9. Конструкция одноступенчатого центробежного насоса 1 – всасывающий патрубок; 2 – рабочее колесо с лопатками; 3 – корпус; 4 – напорный
патрубок; 5 – спиральный отвод
Учебная библиотека АВОК Северо-Запад
Жидкость при вращении рабочего колеса под действием центробежных сил движется от его центра к периферии и далее поступает в спиральную камеру, напорный патрубок и напорный трубопровод. В спиральном отводе скорость снижается, и происходит частичное преоб-
разование кинетической энергии в потенциальную. В центральной части
колеса образуется вакуум, под действием которого происходит поступление жидкости в насос из всасывающего трубопровода. При вращении колеса обеспечиваются непрерывное движение жидкости и ее поступ-
Центробежные насосы относятся к лопастным. Классификация и
сравнение различных конструктивных типов лопастных насосов прово
дятся по обобщенному критерию – коэффициенту быстроходности
где Q – подача, м 3 /с;
H – напор, м
– частота вращения рабочего колеса, об/мин.
Зависимость (2.19) характеризует не насос в целом, а одно рабочее колесо. Рабочее колесо с двусторонним входом следует рассматривать
как два параллельно соединенных колеса, и в зависимость (2.19) под-
ставляется величина Q/ 2 . Для многоступенчатых насосов с последова-
тельным соединением рабочих колес подставляется напор, деленный на
число ступеней, т.е. подставляется напор от одной ступени.
В зависимости от значений рабочие колеса подразделяются на 5
основных типов (рис. 2.10, табл. 2.3).
Рис. 2.10. Рабочие колеса различных по быстроходности насосов
Учебная библиотека АВОК Северо-Запад
Классификация насосов по коэффициенту быстроходности
С увеличением значений коэффициента быстроходности увеличивается подача и снижается напор насоса, меньше диаметры рабочих
колес и отношения D 2 / D 0 , меньше размеры и массы насосов. Форма
колеса постепенно переходит из радиальной в осевую, направление по-
тока приближается к оси насоса, увеличивается относительная ширина лопастей на выходе из колеса, больше КПД насосов. Тихоходные насосы имеют малые подачи при больших напорах, а быстроходные – большие
подачи при малых напорах
В современной технике применяются лопастные насосы различных
типов, которые отличаются друг от друга конструктивными особенностя-
ми и эксплуатационными данными
Классификация центробежных насосов проводится по следующим
по развиваемому напору – низконапорные ( H = 20 – 60 м) и высо-
конапорные ( H > 60 м);
по величине подачи – малые ( Q 3 /с) и крупные ( Q > 0,2 м 3 /с);
по числу ступеней – одноступенчатые (с одним рабочим колесом) и многоступенчатые (с последовательным соединением рабочих
по числу потоков в насосе – однопоточные, двухпоточные и мно
по конструкции рабочих колес – с открытым колесом, состоящим
из втулки и лопаток; с полуоткрытым колесом, имеющим задний диск со стороны, противоположной входу жидкости в колесо; с за-
крытым колесом, имеющим с обоих боков диски; с односторонним
Учебная библиотека АВОК Северо-Запад
входом, когда жидкость входит в рабочее колесо с одной стороны; с двухсторонним входом, когда жидкость входит в рабочее колесо с двух сторон рабочего колеса;
по числу лопастей (лопаток) рабочего колеса – двухлопастные и
по входу жидкости в насос – с боковым входом, с осевым входом;
с двухсторонним входом
по условиям отвода жидкости из насоса – со спиральным отво
дом, с кольцевым (цилиндрическим) отводом и с направляющим ап-
по расположению оси вращения рабочих органов – горизон
тальные и вертикальные
по способу разъема корпуса – с горизонтальным разъемом, с
вертикальным разъемом и секционные
поназначениюиродуперекачиваемойжидкости – для перекач
ки воды, нефти, бензина, холодных и горячих нефтепродуктов; сжи-
женных газов; фекальные; артезианские и др.;
по способу соединения с двигателем – приводные, имеющие
соединение непосредственно, через муфту или гидромуфту; моно-
по расположению насоса – погружной, скважинный, с трансмис-
по требованиям эксплуатации – обратимый; реверсивный; регу-
лируемый, дозировочный, ручной; по условиям всасывания –самовсасывающий и заливной;
ный, моноблочный, с выносными опорами, с внутренними опорами;
по месту установки насоса – стационарный, передвижной, встроенный.
Различные типы современных центробежных насосов можно рас-
смотреть на примере продукции компании GRUNDFOS – ведущего ми
рового производителя насосного оборудования.
Циркуляционные бессальниковые (c «мокрым ротором») насо-
сы для систем отопления, вентиляции, кондиционирования возду
ха и горячего водоснабжения.
Учебная библиотека АВОК Северо-Запад
Все насосы с мокрым ротором (рис. 2.11) по области применения
условно разделены на несколько групп
– насосы ALPHA+, UPS/UPSD, UP/UPD серия 100 – ориентированы на
коттеджное строительство ( Q – до 10 м 3 /час; H – до 12 м);
– насосы UPS/UPSD серия 200 – ориентированы на промышленное
применение ( Q – до 70 м 3 /ч; H – до 18 м);
– насосы MAGNA UPE/UPED серия 2000 – насосы со встроенным час-
тотным регулированием; рекомендуются для систем отопления с
переменным расходом ( Q – до 90 м 3 /час; H – до 12 м).
Насосы могут быть трехскоростные (UPS) или с электронной бес-
ступенчатой регулировкой частоты вращения (ALPHA+, MAGNA). Причем
ALPHA+ и ALPHA Pro уже совмещают в себе оба типа регулирования (сту-
пенчатое и бесступенчатое). Флагманы этого типа насосов ALPHA Pro и
MAGNA, к тому же, являются первыми насосами с классом энергопот-
ребления A
Примечание:Классификацияэнергопотребленияраньшеиспользовалась для маркировки бытовой техники, автомобилей и осветительных
ламп. С 2005 года такая классификация вводится и для циркуляционных
насосов. Классификация энергопотребления представлена шкалой, со-
стоящей из 7 уровней: A – самая высокая энергоэффективность; B – вы-
сокая энергоэффективность; C – энергопотребление ниже среднего; D – средний уровень энергопотребления; E – энергопотребление выше
среднего уровня; F – низкая энергоэффективность; G – самая низкая
энергоэффективность. Средний уровень энергопотребления циркуля-
ционных насосов – D
Рис. 2.11. Циркуляционные бессальниковые насосы
а – ALPHA; б – UPS серия 100; в – UPS серия 200; г – MAGNA
Учебная библиотека АВОК Северо-Запад
Термин «бессальниковые» можно считать российским, т.к. в России достаточно долго с другими видами уплотнений были мало знакомы. Ти-
пичные же насосы, как правило, содержали сальник. По этой причине,
когда в Россию стали попадать первые зарубежные насосы с другими (по сути) видами уплотнений, попытка как-либо их идентифицировать
привела к простой идее: если насосы с привычными уплотнениями на-
зываются сальниковыми, то насосы с отсутствием таковых назвали со
ответственно. Справедливости ради нужно отметить, что ограниченному
кругу российских специалистов бессальниковые насосы (или как их называют «насосы с мокрым ротором») были известны достаточно давно.
Другое дело, что технология производства и реализация этого типа на-
сосов до сих пор находится в «зачаточном состоянии»
Насосы с «мокрым ротором» имеют камеру ротора (водная сре-
да) и статор (воздушная среда), разделенные между собой гильзой из
нержавеющей стали. Название «мокрый ротор» появилось вследствие
особенности конструкции камеры ротора. Дело в том, что внутренняя
полость гильзы (она же камера ротора) заполнена перекачиваемой средой, которая вымывает продукты износа керамических пар подшипников
и частично охлаждает корпус насоса. Таким образом, ротор постоянно
находится в воде. Такая конструкция позволила исключить торцевые (аналогичные сальниковым по сути, но разные по конструкции) уплотне-
ния как таковые
Конструктивная схема бессальникового насоса типа UPS представленанарис.2.12.Рабочееколесо2закрепляетсянавалу3ротора7элек-
тродвигателя. Вал 3 имеет центральный канал 10 для отвода воздуха из полости защитного экрана 8. Выпуск воздуха производится при откры-
тии пробки 11. Профильный экран 8 обеспечивает защиту от попадания
воды к статору 9 электродвигателя. Корпус насоса изготавливается из
чугуна, бронзы или нержавеющей стали. Присоединительные патрубки 13 выполнены на резьбе (малые типоразмеры) или на фланцах.
Следствием такой конструкции явилось множество существенных
– отсутствие затрат на обслуживание, так как в нем нет необходимости.