Центробежные насосы устройство и принцип действия

Насосы используются практически во всех сферах промышленного, городского, сельского и домашнего хозяйства. Работа насосов заключается в откачке или перекачке жидкости. Потребность в такой функции объясняет повышенный интерес к данному виду оборудования.

Самовсасывающие насосы: устройство и виды

Самовсасывающие насосы качают воду с глубины 8-9 метров, сами при этом находятся на поверхности. Вода поднимается за счет того, что в центральной части корпуса, за счет движения колес с лопастями, создается область низкого давления. Стремясь ее заполнить, вода поднимается вверх. Вот и получается, что насос всасывает воду.

Внешний вид самовсасывающего насоса

Как и любой другой насос, самовсасывающий состоит из двигателя и рабочей камеры, в которой находится нагнетательный механизм. Валы насоса и двигателя соединяются через муфту, надежность соединения и герметичность определяется типом  бывают двух типов:

  • сальниковый — более дешевый и менее надежный;
  • торцевой уплотнитель — более надежный, но дорогой.

Есть модели самовсасывающих насосов с магнитными муфтами. Они уплотнения не требуют, так как сквозных соединений не имеют. Это на сегодняшний день самая надежная конструкция, но и самая дорогая тоже.

Как выбрать самовсасывающий насос

Разновидности. По принципу действия различают два вида насосов.

  1. Рабочую камеру в виде улитки имеют центробежные модели. Они обладают высокой производительностью и экономичным потреблением электроэнергии. Недостатком аппаратов этого типа является необходимость заполнения водой корпуса перед включением.
  2. Вихревые насосы создают высокое давление, которое превышает показатель центробежных аналогов в 3-7 раз. Специалисты рекомендуют применять такие помпы, когда требуется сочетание высокого давления и небольшого расхода воды. Еще одним плюсом считается стабильная работа даже при попадании воздуха. К недостаткам вихревых моделей относится небольшой КПД (45-50%).

Производительность и мощность. За скорость наполнения емкости водой отвечает такой параметр, как производительность. Она тесным образом связана с мощностью электродвигателя. Для вычисления оптимальной производительности необходимо суммировать расход воды во всех точках водопотребления в течение часа. Полученную цифру умножают на коэффициент запаса 0,8. Например, для обеспечения водой туалета, кухни и ванной хватит насоса с пропускной способностью 1,5-3,0 куб. м/ч. Его мощность будет на уровне 350-800 Вт.

Глубина погружения/всасывания. У каждого насоса есть ограничение по глубине погружения. Эту величину необходимо тщательно измерить, чтобы правильно выбрать помпу и подобрать длину сетевого шнура. Для открытых емкостей или водоемов достаточно глубины всасывания 5-7 м, а вот колодцы и скважины бывают очень глубокими, нередко приходится выбирать скважинный насос.

Уровень шума. Если насос располагается внутри дома, то важным параметром становится уровень шума. Хоть эта характеристика и указывается в паспорте (дБ), но лучше перед покупкой изучить опыт владельцев аналогичных аппаратов.

Дополнительные опции. Нередко пользователи используют самовсасывающие насосы для организации автоматического водоснабжения. В этом случае полезными будут такие опции, как защита от перегрева и сухого хода.

Принцип действия

За счёт разности давления выполняется забор жидкости из скважины или колодца, и она попадает в устройство. Вращение рабочего колеса с лопастями создает центробежную силу, которая увеличивается по мере отдаления её от центра. Середина разряжается благодаря вытеснению жидкости к периферии, где создается высокое давление. После этого жидкость выталкивается под напором в трубопровод. За счет разряженного центра, где образовалась пустота, выполняется всасывание новой порции жидкости. Из-за высокой частоты вращения колеса, этот процесс работает беспрерывно. Рабочее колесо может быть одно или несколько, но от этого принцип работы не меняется.

Рабочее колесо задает вращение воды, после чего она попадает к выходу. Если водяной насос многосекционный, то вода попадает в следующую секцию, затем в третью. После выхода из последней секции жидкость нагнетается в трубопровод.

ЦНС перекачивает воду температурой до + 45 0С. Для перекачки горячей воды применяется водяной ЦНС с индексом «г». Кислотную жидкость перекачивают ЦНС с индексом «к». Также существуют агрегаты для перекачки нефти и масел, эти ЦНС имеют индексы «н» и «м» соответственно.

Схема работы центробежного насоса

Высота всасывания центробежного насоса будет больше за счет того, что потери на преодоление инерционных сил отсутствуют. В этом показателе поршневой агрегат уступает.

Давление, создаваемое насосом, зависит от частоты вращения и диаметра колеса с лопастями. Чем выше частота и больше диаметр, тем сильнее образуется давление.

Насосы шланговые

Шланговыми или перистальтическими насосами именуют специальные устройства которые предполагают принцип объемного действия, который заключается в перекачивании жидкостей за счет их продавливания по трубопроводу, который представляет собой проточную часть насосного оборудования. Конструкция данных устройств включает в себя эластичный шланг и несколько роликов, за счет вращения которых осуществляется прижимающее воздействие на жидкую субстанцию к треку, в результате чего сужается проходное сечение. Благодаря этой технологии жидкость проходит по шлангу с высокой скоростью подачи.

Главными преимуществами подобных устройств являются:

  • Повышенная герметичность;
  • Металлические детали устройства абсолютно не контактируют с перекачиваемой субстанцией (дополнительный уровень защиты);
  • Оборудование достаточно незатейливо в ремонте и обслуживании;
  • Имеется возможность дозировать абразивные/агрессивные/вязкие жидкости;
  • Обладают функцией самовсасывания;
  • При работе соблюдают пониженный шумовой режим.
Читайте также:  7 советов для тех, кто хочет сделать ремонт на балконе самостоятельно

Указанные свойства предполагают довольно-таки широкую сферу использования рассматриваемого оборудования. Оно успешно применяется в фармакохимической промышленности, пищевой сфере, при проведении лабораторных и медицинских изысканий, сельском хозяйстве, строительстве и большинстве иных отраслей.

Устройства отлично зарекомендовали себя при решении вопросов водоподготовки и очистки сточных вод. Одновременно, при производстве данных работ возможно дозирование химических реагентов для обработки воды, например, активированного угля, извести, хлорида железа, гипохлорита натрия и др. Они же могут обеспечивать перемещение шлама и осуществление подвода продуктов к фильтру-прессу.

Для этого у них имеются существенные преимущества:

  • Известь и иные вещества, имеющие абразивные свойства, могут быстро изнашивать насосы других видов (к примеру, винтовые и мембранные);
  • Большинство полимеров сверхчувствительны к разным сдвигам, а шланговое оборудование позволяют проводить перекачку в отсутствии разрушения их структуры;
  • Шламы могут содержать большинство примесей (грубых), которые вполне могут нанести повреждения внутренним конструктивным элементам насосного оборудования иных видов.

К другой широкомасштабной сфере использования перистальтических насосов возможно отнести химпром.  Там такие насосы позволяют заниматься перекачкой щелочей и кислот, растворов мела и алюминиевых квасцов, а также с их помощью производят отвод стоков, включающих крупные инородные частицы. Существует также отдельная категория шланговых насосов, которая может перекачивать радиоактивные жидкости – они применяются на АЭС. Но лучше всего перистальтическое оборудование зарекомендовало себя в общестроительной сфере, где оно применяется для подачи смесей, вязких красок, различных клеев. А вместо процедуры прочистки трубопровода насоса от липких соединений после проведения вышеуказанных операций, можно запросто провести обычную откачку воды с маленькой степенью загрязнения.

Корпус

Он сделан в форме спирали с уменьшающимся радиусом, похожим на раковину улитки. Полость этого корпуса не остается одной и той же везде. Площадь проходного сечения увеличивается при приближении к напорному патрубку.

Там, где заканчивается спиральный корпус и начинается напорный патрубок, есть выступающий клин, называемый водорезом.

Он физически разделяет спиральный корпус и напорный патрубок и гарантирует, что жидкость будет покидать насос, а не просто крутиться по кругу в спиральном корпусе.

Расширяющаяся часть спирального корпуса очень важна, т. к. с помощью неё насос создает давление.

Вихревой насос для скажины или колдца: выбрать лучший

Вихревой насос применяется для перекачивания воды из колодцев и скважин. Существуют различные виды вихревых насосов, которые отличаются конструкцией и характеристиками. Однако все они имеют общую основу, заключающуюся в применении завихрении потока.

Где применяют вихревой насос

Вихревые насосы используют для передвижения жидкостей, однако они подходят для прокачки газа.

Их принципиальной особенностью является возможность выдать сильный напор при малом объеме воды. Это делает их востребованными для применения в бытовых условиях. Они широко применяются в индивидуальном водоснабжении, где работают в автоматическом режиме.

Основное предназначение заключается в следующем:

  • для водоснабжения загородных подворий в комплекте автоматической насосной станции;
  • при перекачке горючих смесей на АЗС;
  • для подачи питания в котельных установках малой мощности.

Вихревой насос из-за своего устройства и принципа действия часто используют в различной промышленности при работе в агрессивной среде. Простота конструкции позволяет изготовить комплектующие из тугоплавких сплавов, обладающих повышенной надежностью.

Достоинства и недостатки

В основу принципа действия вихревого насоса входит множество преимуществ:

  • возможность образования существенного напора на выходе из устройства;
  • наличие функции самовсасывания жидкости;
  • возможность осуществлять транспортировку жидкостей и газов.

Погружные варианты такой конструкции способны эффективно эксплуатироваться на глубине в 20 метров.

К недостаткам можно отнести:

  • низкий КПД, составляющий 45%;
  • невозможность перекачивания воды с наличием мелких фракций твердой материи;
  • не рекомендуется для транспортировки вязких жидкостей.

Как видим, данная конструкция способна выдавать необходимый напор воды для индивидуального домовладения, может применяться при перекачке септика.

Классификация

Данные устройства различаются несколькими особенностями. Разработаны следующие виды подобных насосов:

  • открытых и закрытых вихревых конструкций;
  • предназначенные для установки на поверхности и в толще воды;
  • комбинированные.

Каждый вид имеет свое устройство и предназначение.

Открыто вихревые и закрыто вихревые + видео

Особенности открыто вихревой конструкции заключаются в следующем:

  • лопатки на колесе большей длины;
  • ширина колеса значительно меньше ширины канала для отвода жидкости;
  • закольцованный канал соединен лишь с каналом выхода.

В закрытых конструкциях лопасти значительно короче, располагаются под различными углами, ширина крыльчатки аналогична ширине камеры, канал объединяет ее вход и выход.

Отличие вихревого насоса в принципе работы:

  • изначально вода проходит в основную камеру;
  • закрученная в вихре образное состояние она попадает в соединяющий канал;
  • после чего выходит из насоса под большим давлением.

В закрытых конструкциях из-за одинакового диаметра крыльчатки и рабочей камеры — жидкость сразу направляется в соединяющий канал, где происходит ее формирование в вихрь и создается повышенный напор.

Какой насос лучше вихревой или центробежный

Многие задаются вопросом: что лучше вихревой либо центробежный насос?

Отвечая на этот вопрос необходимо обратить внимание на вихревые насосы и их характеристики.

Они отличаются:

  • небольшим размером и меньшей стоимостью;
  • способностью выдавать большое давление;
  • работают только с чистой водой;
  • имеют большой уровень шума.

Современные конструкции вихревого насоса, благодаря его принципу работы выдают производительность 8-60 куб. м/ч и напор 25-250 м. Из этого видно, что они предпочтительны для применения в заводских условиях. Из-за большого шума их не используют в жилом помещении и вблизи домов.

Читайте также:  6. Требования к отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха.

По компактности их можно использовать в насосных станциях небольших размеров, так как они способны при малой подаче воды выдавать большой напор. Они удачно используются в помещениях для домашнего животноводства, в оросительных системах, в небольших котельных станциях, и в виде компрессорной установки для циркуляции воды. Отличаются простотой конструкции и доступным ремонтом.

Как видим, данные насосы имеют большие конструктивные особенности, от чего зависят схемы их подключения. Они являются неприхотливыми в работе и часто используются при перекачке воды.

Приобретайте качественное оборудование и наслаждайтесь его безотказной работой!

Как выбрать насос для скважины метров

Итак, вам пробурили 20 метровую артезианскую скважину (или песчаную) и нужно купить погружной насос под нее, что делать. Первый и самый важный ваш шаг : посмотреть в паспорт на скважину, там уже даны рекомендации по выбору скважинного насоса. Выберите его, следуя этим указаниям и больше делать вам ничего не нужно.

Нет паспорта на скважину? Тогда пошли по пунктам, вначале выясним, какой диаметр насоса вам подойдет, для этого нужно знать, какой у вас диаметр обсадной трубы .

Мы сделали небольшую табличку для вас, это поможет определиться с диаметром насоса:

Насосы диаметром 4 дюйма имеют разный диаметр в миллиметрах (98-105 мм). На практике, буровики могут установить 98 мм насос в обсадную трубу ПНД 117 мм. Ее внутренний диаметр 102 мм и такой насос можно вставить впритык. Но вы должны понимать, пластиковая труба может сужаться, расширятся и искривляться. Установив насос впритык, почти со 100% вероятностью можно утверждать, что обратно достать его не получится .

Все глубинные насосы имеют свою маркировку (пример Grundfos 2-70), в которой первое число (2 м 3 /час) указывает на производительность, а второе (70 метров) на напор. Проще говоря, этот насос может качать 2 м 3 /час с глубины 70 метров. Чтобы выбрать глубинный насос правильно, вам нужно знать эти параметры. Помните, производительность скважинного насоса не должна превышать 90-95% от дебита скважины. Напор легко рассчитать самостоятельно, сейчас мы это сделаем.

Насос для 20 метровой скважины на полив

Если вы планируете летнее обустройство и хотите поливать клубнику возле бани, тогда будет достаточно обычных и дешевых моделей. Давайте подберем насос для полива из скважины 20 метров. Нам нужно поднять воду с глубины примерно 15 метров, это значит, что требуемый напор должен быть 15 метров. Плюс нам нужно давление хотя бы 2 атмосферы (1 атм. = 10 метров напора). Итого, необходимый напор 35 метров. Подбираем…

Дебит скважины 1.5 м 3 /час.Для скважины на песок с низким дебитом подойдут такие насосы:

  • Водолей
  • Джилекс Водомет 40/50
  • SPERONI STS 0513 или SPS 0518
  • UNIPUMP MINI ECO 1 (3 дюйма)
  • Grundfos SQ 1-50 (3 дюйма)

Дебит скважины 2 м 3 /час. Песчаная скважина чуть большего дебита будет нормально сочетаться с такими насосами:

  • Водолей
  • SPERONI SPS 1009
  • Джилекс Водомет 55/50 или Водомет 60/52
  • UNIPUMP MINI ECO 1 (3 дюйма)
  • SPERONI SQS 1-45 (3 дюйма)

Дебит скважины 2.5 м 3 /час. Для такого дебита вам нужен один из таких насосов:

Дебит скважины 3 м 3 /час.

Помощь в выборе

При выборе центробежного насоса для воды на даче нужно учитывать такие характеристики как производительность, цена, особенности конструкции для воды и свойства почвы.

Правильно подобранный насос является лучшим вариантом для продолжительного срока эксплуатации и отсутствия необходимости в ремонте.

При выборе центробежного насоса для скважины следует обратить внимание на следующие технические характеристики:

  1. Производительность определяется объемом воды выкачиваемой за час.
  2. Глубина погружения замеряется от всасывающего патрубка до горловины.
  3. Потребление воды.
  4. Напор воды представляет собой высоту водяного столба.
  5. Уровень производимого шума.
  6. Возможности для ремонта и легкости обслуживания.

Также на выбор самовсасывающего центробежного насоса влияет цена и производитель. Цена составляется из качественных показателей.

Глубина размещения аппарата для воды должна равняться глубине скважины минус метр.

Необходимо учитывать, чтобы каждые 10 метров горизонтального участка линии подачи воды совпадали с метром напора в скважине.

Производительность должна превышать суточное потребление питьевой воды и технической воды для дачи. Но данный показатель не должен превышать дебет, то есть объем воды, производимый в скважине за сутки.

Строение и принцип действия

По способу действия самовсасывающий насос может быть вихревым и центробежным. В обоих ключевым звеном является крыльчатка только имеет она разное строение и установлена в корпусе разной форы. От этого меняется принцип работы.

Центробежные

Центробежные самовсасывающие насосы имеют интересное строение рабочей камеры — в виде улитки. В центре корпуса закреплены рабочие колеса. Колесо может быть одно, тогда помпа называется одноступенчатой, может быть несколько — многоступенчатая конструкция. Одноступенчатые всегда работают на одной мощности, многоступенчатые могут в зависимости от условий изменять производительность, соответственно, являются более экономичными (меньше расходую электроэнергии).

Устройство самовсасываюшего центробежного насоса

Основной рабочий элемент в данной конструкции — колесо с лопастями. Лопасти загнуты в обратном направлении по отношению к движению колеса. При движении они как-бы расталкивают воду, отжимая ее к стенкам корпуса. Такое явление называется центробежной силой, а зону между лопастями и стенкой называют «дифузор». Итак, рабочее колесо движется, создавая на периферии область повышенного давления и подталкивая воду в сторону выходного патрубка.

Читайте также:  Кухонная вытяжка с выводом в вентиляцию: отвод для вытяжки на кухне

Схема движения воды в центробежном насосе

Одновременно в центре рабочего колеса образуется зона пониженного давления. В нее засасывается вода из подающего трубопровода (всасывающей магистрали). На рисунке выше поступающая вода обозначена желтыми стрелками. Далее она крыльчаткой проталкивается к стенкам и за счет центробежной силы поднимается наверх. Этот процесс постоянный и бесконечный, повторяется до тех пор, пока крутится вал.

Название Мощность Напор Максимальная глубина всасывания Производительность Материал корпуса Подсоединительные размеры Цена
Калибр НБЦ-380 380 Вт 25 м 9 м 28 л/мин чугун 1 дюйм 32$
Metabo P 3300 G 900 Вт 45 м 8 м 55 л/мин чугун (приводной вал из нержавеющей стали) 1 дюйм 87$
ЗУБР ЗНС-600 600 Вт 35 м 8 м 50 л/мин пластик 1 дюйм 71$
Elitech НС 400В 400Вт 35 м 8 м 40 л/мин чугун 25 мм 42$
PATRIOT QB70 750 Вт 65 м 8 м 60 л/мин пластик 1 дюйм 58$
Джилекс Джамбо 70/50 Ч 3700 1100 Вт 50 м 9 м (втроенный эжектор) 70 л/мин чугун 1 дюйм 122$
БЕЛАМОС XI 13 1200 Вт 50 м 8 м 65 л/мин нержавеющая сталь 1 дюйм 125$
БЕЛАМОС XA 06 600 Вт 33 м 8 м 47 л/мин чугун 1 дюйм 75$

Вихревые

Вихревой самовсасывающий насос отличается строением корпуса и рабочего колеса. Рабочее колесо — диск с короткими радиальными перегородками, располагающиеся по краям. Называется он импеллер.

Строение вихревого насоса

Корпус сделан так, что он довольно плотно охватывает «плоскую» часть рабочего колеса, а в районе перегородок остается значительный боковой зазор. При вращении импеллера вода увлекается перемычками. За счет действия центробежной силы она отжимается к стенкам, но через какое-то расстояние снова попадает в зону действия перегородок, получая дополнительную порцию энергии. Таким образом в зазорах она еще и закручивается в вихри. Получается сдвоенный вихревой поток, что и дало название оборудованию.

Название Мощность Напор (высота подъема) Производительность Глубина всасывания Материал корпуса Цена
LEO XKSm 60-1 370 Вт 40 м 40 л/мин 9 м чугун 24$
LEO XKSm 80-1 750 Вт 70 м 60 л/мин 9 м чугун 89$
AKO QB 60 370 Вт 30 м 28 л/мин 8 м чугун 47$
AKO QB 70 550 Вт 45 м 40 л/мин 8 м чугун 68 $
Pedrollo РКm 60 370 Вт 40 м 40 л/мин 8 м чугун 77$
Pedrollo РК 65 500 Вт 55 м 50 л/мин 8 м чугун 124$

Конструкция и виды самовсасывающих насосов

Насос данного типа, как и любой другой, состоит из двигателя (в подавляющем большинстве случаев применяются электродвигатели) и корпуса с рабочей камерой, внутри которой расположен нагнетательный механизм.

Вал насоса получает вращение от вала двигателя, как правило, посредством муфты.

При этом надежность насоса во многом зависит от того, чем уплотнено отверстие в корпусе, через которое проходит вал.

Самый современный и эффективный вариант – торцевой уплотнитель, который остается герметичным даже при вибрациях или небольших смещениях вала. Сальниковая набивка является менее надежной и сегодня применяется только в дешевых моделях.

Существуют насосы с полностью герметичным корпусом, в которых вращение нагнетательному механизму передается от двигателя посредством магнитной муфты.

По типу нагнетательного механизма самовсасывающие помпы делятся на два типа:

  • центробежные;
  • вихревые.

Центробежные

Внутри рабочей камеры вращается крыльчатка – колесо, состоящее из двух дисков и нескольких заключенных между ними радиальных лопаток криволинейной формы. Крыльчатка раскручивает находящуюся внутри насоса жидкость, отчего та отбрасывается от оси вращения центробежной силой.

Благодаря тому, что корпус имеет улиткообразную форму, перекачиваемая среда по ходу движения попадает в нагнетательный патрубок, а оттуда – в трубопровод.

Принцип работы самовсасывающего центробежного водяного насоса

Центробежный агрегат может иметь несколько рабочих колес. Расположены они на одном валу и вращаются совместно, но корпус устроен таким образом, что вода поступает последовательно от одного колеса к другому, так что с каждой ступенью ее энергия увеличивается.

Таким образом, общий напор многоступенчатого насоса равен сумме напоров каждой ступени.

Вихревые

Рассмотрим принцип работы вихревого насоса. Здесь также имеется рабочее колесо, которое представляет собой диск с расположенными по его краю небольшими прямыми лопатками, направленными вдоль радиусов.

Корпус как бы охватывает лопатки с двух сторон, так что они движутся внутри канала, имеющего вид замкнутого кольца.

Напорный и всасывающий патрубки соединены с этим каналом, но между собой их разделяет уплотняющий выступ.

Вращаясь, колесо заставляет вращаться и перекачиваемую среду, которая при этом под воздействием центробежных сил начинает закручиваться. Следствием этого становится образование в кольцевом канале двойного вихря – жидкость движется по винтовой траектории.

Конструкция и виды самовсасывающих насосов

За время движения от всасывающего патрубка к нагнетательному порция жидкости несколько раз оказывается в пространстве между лопастями, получая при этом все новую и новую энергию. В результате на выходе насоса получается довольно мощный напор.

Насосная станция — оборудование простое не только в эксплуатации, но и при установке. Монтаж оборудования может провести каждый. Насосная станция своими руками: рекомендации по выбору, установке и эксплуатации агрегата. Организуйте водоснабжение просто и без хлопот.

Все о выборе скважинного насоса вы найдете здесь.

А в этой теме -doma/ вы узнаете, как выбрать циркуляционный насос для отопления. Характеристики помп и советы по установке.