Среди самых разнообразных устройств, созданных для перекачки различных жидкостей, наиболее практичным оказался центробежный насос: принцип работы этого агрегата обеспечивает сочетание высокой производительности и хорошего напора, но при этом позволяет сделать конструкцию предельно простой.
Большинство бытовых насосов и насосных станций, которые применяются для полива дачных участков и организации автономного водопровода в частных домах, относятся именно к этому типу.
Далее мы познакомимся поближе с этими аппаратами, рассмотрим устройство и принцип работы центробежного насоса.
[su_box title=»Сальниковая набивка ЛП-31″ style=»glass»]Сальниковая набивка ЛП-31 http://kanatkapronovyy.ru/nabivkasalnikovaya/lp-31.php является эластичным сальником без содержания асбеста. Имеет форму круга или квадрата. При производстве шнур сплетается из лубяных волокон, пропитывается минеральным жировым составом и графитом.[/su_box]
Центробежный насос: экскурс в анатомию
Рабочая часть центробежного насоса в простейшем исполнении состоит из корпуса, немного напоминает спираль или улитка, расположенного внутри него вала и рабочего колеса, закрепленного на этом валу.
Передача вращения от вала колеса осуществляется с помощью шпонки.
Рабочее колесо состоит из двух дисков и нескольких закрепленных между ними лопаток. Лопатки имеют изогнутую форму и развернуты выпуклой стороной по направлению вращения.
Корпус насоса изготавливается из стали или чугуна, рабочие колеса во многих моделях, особенно предназначенных для бытового водоснабжения, выполненные из полимеров.
Вал рабочего колеса может быть как двухопорным, так и консольным. В опорных узлах установлены подшипники.
Хвостовик вала выходит из корпуса и подключается с помощью муфты с ротором электрического или коленчатым валом дизельного двигателя, который выступает в качестве привода.
Отверстие в корпусе насоса, через которое проходит хвостовик вала имеет уплотнение, предотвращающее утечки перекачиваемого вещества.
При выборе центробежного насоса лучше отдавать предпочтение моделям с торцевым уплотнением вала. Оно является более надежным, чем сальниковая набивка, считается устаревшей. Кроме того, торцевое уплотнение сможет обеспечить герметичность корпуса даже при смещении вала рабочего колеса или вибрациях.
Устройство центробежного насоса
Вода или другая среда поступает в рабочую камеру насоса через отверстие в центре передней части корпуса. Ее нагнетание осуществляется через плавный отвод в верхней части, который и придает корпусу сходство с улиткой.
Кроме основных частей (корпус и привод), собственно и представляют насос, в комплект поставки входят элементы, без которых эксплуатация агрегата была бы сложной или даже невозможной:
- сеточный фильтр;
- обратный клапан для всасывающей магистрали;
- задвижка (устанавливается перед всасывающим патрубком);
- вакуумметр (позволяет контролировать степень разрежения на входе в рабочую камеру).
Если покупается насос предусматривается использовать для подачи питьевой воды, необходимо убедиться, что все контактирующие с ней детали изготовлены из соответствующих материалов. Корпус в этом случае должен быть выполнен из качественной нержавеющей стали, рабочее колесо – также из нержавейки или пищевой пластмассы.
Достаточно популярными являются модели с корпусом из обычного, «непищевого» материала, внутри которого установлен вкладыш из нержавеющей стали.
Такой агрегат обойдется дешевле, чем полностью нержавеющий. Меньше будет стоить и его ремонт: вместо восстановления корпуса достаточно будет заменить изношенный вкладыш.
Принцип действия
После запуска приводного двигателя вал насоса с установленным на нем колесо начинает вращаться. Лопатки колеса заставляют вращаться и находится в рабочей камере вещество.
Как только жидкость начинает двигаться по кругу, она подвергается воздействию центробежной силы, направленной от центра. Причем модуль этой силы тем больше, чем дальше молекулы среды сместились от центра вращения.
Принцип работы центробежного насоса
В конце концов жидкость выбрасывается на периферию рабочего колеса, а затем – в изогнутый кверху выходной патрубок. Таким образом, давление или, как еще говорят, напор в линии нагнетания поддерживается за счет центробежной силы.
Классификация
Насосы этого типа можно классифицировать по ряду признаков.
По количеству ступеней
- Одноступенчатые: имеют только одно рабочее колесо. Эта конструкция, которая считается классической, была подробно описана выше.
- Многоступенчатые: такие насосы применяют в том случае, когда нужно развить значительный напор. В них установлено несколько рабочих колес, посаженных на общий вал. Принцип работы многоступенчатого центробежного насоса: каждое колесо вместе со своей рабочей камерой и образует ступень. Корпус насоса выполнен таким образом, что вода или другая жидкость последовательно переходит с одной ступеньки на другую, пока не достигает выходного патрубка. При этом напор, с которым она подается, равен сумме напоров, развивающиеся каждой ступенькой.
По направлению оси вращения
- С горизонтальным расположением вала: наиболее популярная разновидность, что объясняется простотой обслуживания.
- С вертикальным расположением вала: такие насосы требуют меньше места для монтажа, поскольку двигатель у них расположен над корпусом. К этому же типу принадлежит большинство скважинных насосов, которым приходится работать в достаточно стесненных условиях. Недостаток этой конструкции заключается в том, что для ремонта или обслуживания корпуса часто приходится снимать двигатель.
По способу установки
- Поверхностные: размещаются у источника или на некотором отдалении от него. Стоят дешевле всего, что постоянно находятся на виду, легкодоступны для визуального контроля и обслуживания. Недостаток: уровень воды в источнике должен находиться не ниже 8-ми м относительно уровня установки насоса, поэтому с глубокими колодцами или скважинами такие агрегаты работать не могут.
- Полупогружные: насосы с вертикальным расположением вала. Устанавливаются так, что часть корпуса оказывается погруженной в источник. Чаще всего применяются для откачки жидкостей из приямков.
- Погружные: в колодцах с большой глубиной и скважинах применяют насосы, которые, будучи подвешенными на тросе или цепи, полностью погружаются в воду.
Поверхностный центробежный насос отечественного производства
Для того чтобы последний способ эксплуатации был возможен, агрегат должен соответствовать нескольким требованиям:
- все внешние элементы должны быть устойчивыми к коррозии;
- герметичным должен быть не только корпус, но и электрическая часть;
- конструкция насоса и качество сборки должны полностью исключать протечки машинного масла, удаление которого из колодца или скважины обходится очень дорого.
Понятно, что при таких условиях погружной насос обходится дороже поверхностного, но поднять воду с большой глубины другим способом нельзя.
Владельцам неглубоких скважин (до 25 – 30 м) можно порекомендовать компромиссный вариант, сочетающий достоинства поверхностных и погружных моделей.
Речь идет о насосы с выносным эжектором. Сам насос устанавливается вверху, что очень удобно, а его часть – эжектор опускается в скважину на большую глубину.
По способу забора воды
- Насосы нормального всасывания: к этому типу относятся все погружные насосы, а также некоторые из поверхностных, в которые вода поступает самотеком (например, при перекачивании воды из резервуара с расположенным внизу краном). Перед первым пуском полость агрегата необходимо залить водой, в дальнейшем об этом можно уже не беспокоиться.
- Самовсасывающие: именно так называются насосы, способные поднять воду с определенной глубины. Теоретически она составляет 10,34 м, но на практике не превышает 8 м. Самовсасывающий насос приходится заливать каждый раз после долгого простоя, причем водой нужно наполнить не только полость агрегата, но и всасывающий шланг. Последний должен иметь армирование, что препятствует его сжатию через разрежение.
Самовсасывающий Насос для воды — принцип работы
Запуск самовсасывающего насоса и его работа в прерывистом режиме были бы невозможны без важнейшего элемента – обратным клапаном на всасывающей линии. Во время заливки и при коротких паузах в работе агрегата он удерживает воду, предотвращая разрыв водяного столба.
Далеко не все бытовые насосные станции имеют этот механизм в комплекте. Таким образом, заманчивое предложение по цене «ниже, чем у других», может оказаться с подвохом.
По расположению входного и выходного патрубков
- Классические: патрубки всасывания и подачи расположены, как было описано выше: первый – спереди (по центру), второй – сверху.
- Насосы типа In-Line: отличаются от обычных моделей тем, что оба патрубка (всасывание и подача) расположены на одной оси.
Для перекачивания токсичных, химически агрессивных и других опасных веществ применяется еще одна разновидность – герметичные центробежные насосы. Они сконструированы так, что утечки перекачиваемого вещества становятся абсолютно невозможными.
Существует два типа исполнения:
- Двигатель расположен внутри корпуса, а рабочее колесо установлено на его валу.
- Двигатель и абсолютно герметичный корпус выполнены в раздельном виде, а передача крутящего момента рабочего колеса осуществляется с помощью магнитной муфты.
Характеристики центробежных насосов
Рабочими параметрами насосов являются:
- потребляемая мощность (Вт);
- производительность (куб. м/ч или л/мин);
- давление на выходе, обычно именуется напором (измеряется в метрах водяного столба, сокр. – м. в. ст.).
Особенность центробежных насосов заключается в том, что их производительность зависит от напора.
Чем больший напор приходится развивать агрегата для подъема воды на большую высоту или ее «проталкивания» через длинный трубопровод с большим гидравлическим сопротивлением, тем меньший объем воды он сможет перекачивать за единицу времени.
Зависимость производительности от напора, называется главной или напорной характеристикой насоса. В паспорте агрегата она обычно приводится в виде графика, реже – таблицы. При выборе насоса сначала определяют необходимый напор (гидравлическое сопротивление системы + высота подъема воды + давление, которое нужно получить в наиболее удаленной точке водоразбора), а затем подбирают модель, что имеет при данном давлении достаточную производительность. Модель считается оптимальной, если необходимые давление и производительность находятся в средней части ее главной характеристики.