Насосы центробежные – вертикальный, горизонтальный и другие

Устройство и принцип действия горизонтальных насосов

Среди многообразия насосов, используемых для перекачивания жидкостей, наиболее распространенными являются центробежные агрегаты. Такая техника сочетает в себе высокую производительность и мощный напор, но при этом имеет сравнительно простое устройство и компактные размеры.

В данной статье рассмотрены горизонтальные насосы центробежного типа. Мы расскажем об их конструктивном устройстве и принципе действия, а также ознакомимся с классификацией такого оборудования и дадим рекомендации по его монтажу.

1 Особенности конструкции и принцип действия

Центробежные насосы, в зависимости от формы корпуса, классифицируются на две разновидности — горизонтальные и вертикальные. В вертикальном исполнении, в основном, выпускается погружное скважинное оборудование, все остальные типы поверхностных насосов имеют горизонтальное устройство.

Конструкция центробежных агрегатов состоит из таких основных узлов как корпус (также именуется «улиткой»), вала вращения, закрепленного на нем рабочего колеса, электродвигателя и уплотнительных элементов. Рабочее колесо представляет собой два плоских диска, соединенных между собой лопастями. Формирующие лопасти пластины имеют выпуклую форму, изогнутой стороной они расположены в сторону противоположную направлению вращения, что обеспечивает более эффективный водозабор.

Устройство горизонтального насоса

Корпус насоса выполняется из металла либо нержавеющей стали, тогда как рабочее колесо чаще всего делается из полимерных материалов. Вал вращения, передающий на колесо крутящий момент, соединяется с шкивом двигателя с помощью муфты. Все отверстия в корпусе имеют уплотнения, качество которых непосредственно влияет на срок службы насоса. Существует два типа уплотнений — торцевое и сальниковая набивка, при выборе насоса рекомендуем ориентироваться на агрегаты с торцевым уплотнением, поскольку оно менее подвержено износу.

Помимо основных конструктивных узлов центробежный насос оснащается следующими вспомогательными механизмами:

  • механический фильтр (устанавливается на всасывающем патрубке);
  • обратный клапан, предотвращающий движение перекачиваемой воды в обратном направлении;
  • задвижки, позволяют оставить насос заполненным водой по завершению работы;
  • вакуумметр, для контроля за режимом работы оборудования.

Горизонтальный поверхностный насос

Центробежные агрегаты имеют достаточно простой принцип действия. В процессе вращения лопастное колесо под напором выбрасывает воду, которой заполнен корпус, к выходящему патрубку, в результате чего возле входящего отверстия корпуса создается зона пониженного давления, что приводит к всасыванию воды через заборный шланг. Данный принцип работы требует заполнения корпуса насоса водой перед запуском.

К преимуществам горизонтальных центробежных насосов относится высокая продуктивность и напор подачи, сравнительно бесшумная работа, простота и ремонтопригодность конструкции, доступная стоимость и надежность. Недостаток у такой техники один — центробежные насосы не предназначены работы в режиме низкой продуктивности, они не способны развить сильный напор при перекачке небольшого количества воды.

1.1 Как устроен горизонтальный насос? (видео)

2 Классификация горизонтальных агрегатов центробежного типа

Горизонтальное насосное оборудование подлежит классификации по следующим признакам:

  • количество рабочих колес;
  • тип размещения электродвигателя;
  • функциональное назначение.

Устройство многоступенчатого насоса

В зависимости от количества рабочих колес агрегаты классифицируются одноступенчатые и многоступенчатые. В бытовой сфере широко распространены одноступенчатые насосы, тогда как многоступенчатые используются при необходимости перекачивания воды под повышенным напором.

Многоступенчатые агрегаты оснащены несколькими лопастными колесами, смонтированными на общем валу. Их корпус выполнен таким образом, что перекачивающаяся жидкость последовательно переходит от первого колеса к следующему, ускоряясь при этом на сумму напоров каждого из них.

В зависимости от типа размещения двигателя в корпусе насос может быть:

Моноблочное устройство предполагает расположения мотора в одном корпусе с рабочим колесом, при этом колесо насажено непосредственно на вал двигателя, ввиду чего моноблочный насос отличается меньшими размерами и весом.

Консольный насос — агрегат, в котором двигатель и рабочее колесо удалены друг от друга (всасывающий и подающий патрубки расположены непосредственно в блоке с колесом). Оба блока устанавливаются на несущую платформу и соединяются между собой с помощью фланцев, вал вращения проходит внутри защитной оболочки, роль который выполняет металлическая труба.

По функциональному назначению горизонтальное оборудование классифицируется на следующие виды насосов:

  • водяной;
  • циркуляционный;
  • дренажный (фекальный, шламовый).

Водяной насос, в зависимости от источника водозабора, может быть колодезным либо скважинным. Отличия между ними заключаются исключительно в мощности, скважинный агрегат комплектуется более мощным двигателем, так как ему необходимо поднимать воду с большей глубины.

Циркуляционный насос — оборудование, повышающее скорость движения перекачиваемой по трубопроводу жидкости, которое широко используется в системах принудительного водоснабжения и при монтаже радиаторного отопления. Современный циркуляционный насос оснащается автоматикой, позволяющей настроить его на требуемый режим работы. Существует два типа циркуляционников — «сухие» и «мокрые», отличаются они способом размещения ротора (в мокром исполнении он погружен в теплоноситель, в сухом — изолирован от контакта с водой). Циркуляционный насос мокрого типа может иметь КДП до 50%, сухого — до 80%.

Дренажное насосное оборудование — техника, предназначенная для откачки загрязненных жидкостей. Классические дренажные агрегаты используются для полива из водоемов, откачки загрязненных колодцев и скважин. Для осушения септиков, канализаций и выгребных ям предназначен специальный фекальный насос, способный качать жидкости с повышенной концентрацией мягких волокнистых включений. В строительстве широко распространен шламовый насос — разновидность дренажного оборудования, ориентированная на работу с жидкостями содержащими твердые абразивные примеси.

2.1 Как монтировать и правильно центровать горизонтальные насосы?

Поверхностные горизонтальные насосы необходимо монтировать в соответствии с положениями ВСН №394-78 «Инструкция по монтажу компрессоров и насосов». Для установки крупногабаритного оборудование необходимо обустройство фундаментной плиты высотой 10 см, на которой рама агрегата фиксируется анкерами либо глухими болтами.

Во избежание появления вибраций в процессе работы точки соприкосновения рамы насоса с фундаментной плитой должны комплектоваться прокладками из эластичного материала. С помощью прокладок также осуществляется выравнивание насосного агрегата, количество прокладок на одну точку крепления — не более 5 шт. Зазор между опорными пластинами рамы и фундаментной плитой после окончательной затяжки болтов не должен превышать 0.05 мм, что проверяется с помощью специального щупа.

Схема монтажа консольного насоса

Если агрегат монтируется отдельными узлами, без редуктора, двигатель нужно центровать по насосу. Сама центровка осуществляется посредством регулировки положения корпуса по отношению к напорному трубопроводу либо гидромуфте.

Особенно важной является центровка насосов с клиноременной передачей. При их установке особое внимание необходимо уделять ровности бетонной плиты — ее заливка выполняется по высотному реперу со строгим контролем горизонтальности с помощью уровня. Нужно следить за параллельностью как оси двигателя и вала вращения, так и за отсутствием перекоса шкивов передачи.

По завершению центровки агрегата необходимо подготовить к работе сальниковые уплотнения, залить смазочный материал и подсоединить заборный и подающий трубопроводы, после чего можно запускать насос — сперва в режиме малой мощности, затем — с полной нагрузкой.

О преимуществах и назначении вертикальных насосов

Если затеяли строительство нового здания, будь то жилой дом или же объект промышленного назначения, то определённо точно потребуется обеспечить эти площадки водой или же системой, способной отапливать эти помещения. В этом случае просто необходимо установить водопроводную или же канализационную систему, и существенно облегчат эту задачу вертикальные насосы.

Именно их использование в последние года пользуется неимоверным спросом и упрощает подведение всех систем подачи и откачивания воды при минимальных усилиях.

Назначение и сфера применения вертикальных насосов

Учитывая их популярность, важно знать в каких случаях и для чего нужно применять центробежные насосы. Вертикальный центробежный насос можно использовать не только в самостоятельном исполнении, а и как часть большой взаимосвязанной системы водоснабжения или водоотведения.

Такого рода помповые устройства, как правило, используются в водопроводных и канализационных системах, для перекачивания как чистой, засоренной, и даже агрессивной среды с низкой степенью тягучести. Пользователи всегда отмечают их компактность, простоту в содержании, высокоэффективность и что самое приятное –имеют низкие шумовые данные, чем иные погружные станции.

Учитывая все вышеперечисленные достоинства, центробежный одноступенчатый, а по надобности и многоступенчатый насос массово применяется в различных целях, основными из которых являются:

  • подача или отведение воды;
  • обогрев помещений;
  • дренаж;
  • фильтрация или же мелиорация;
  • очистка и многое другое.

Вертикальный насос на промышленном трубопроводе

Но всё же чаще всего их эксплуатируют как насосы для воды.

В США на большинстве сооружаемых химических предприятиях устанавливают именно центробежные одноступенчатые высокоскоростные помпы, которые производит известная фирма Sundstrand Corporation, основана ещё 1926 году.

Насосы вертикальные с легкостью совмещают в себе два важных критерия: элементарность обслуживания и затраты на установку. Важно отметить тот факт, что данные агрегаты отлично работают при сильных и слабых подачах напора и безупречно гарантируют более 46 тыс. часов непрерывной и безошибочной службы.

Классификация вертикальных насосов

Центробежные помпы можно упорядочить по множеству критерий. К примеру, если учитывать силу напора, то они бывают с низким, средним или высоким уровнем. Если же брать во внимание степень давления, то оно может быть низким (до 0,2 МПа), средним (от 0,2 до 0,6 МПа) или высоким (более 0,6 МПа). В зависимости от расположения оси колёс в пространстве есть горизонтальные и вертикальные.

Также отличительным признаком является вариант соединения с электродвигателем, а именно с прямоприводным, редукторным креплением или со шкивом. Способ отвода жидкости из рабочего колеса в канал корпуса в диафрагме может быть спиральный и лопаточный. Но чаще всего их различают по способу погружения: наземные, полупогружные или погружные.

На сегодняшний день невероятно популярен вертикальный шламовый насос. Данная помпа имеет широкий диапазон особенностей его конструкции, так как консольный вал с корпусом подшипника и приводом, который размещён на верхней части резервуара, крутит рабочее колесо изнутри корпуса самой диафрагмы. Насосы всех размеров могут быть сконфигурированы с диапазоном длин колонн и конструкций крыльчатки. Идеально подходят для агрессивных и грубых частиц высоких концентраций шлака целлюлозы и широко используются в металлургической, горнодобывающей и угольной промышленности.

Как утверждает Klint Bawden, менеджер по развитию компании по производству насосов в Швеции ITT Water & Wastewater, существует тенденция рынка от вертикальных шпиндельных диафрагм в направлении погружных шламовых помп. “Это потому, что эти насосы более удобны, требуют меньше инфраструктуры, тихие в работе и более эффективны по сравнению с диафрагмами вертикального шпинделя.”

Он указывает на то, что, поскольку погружные помпы работают непосредственно в суспензии, это не требует опорной конструкции и занимает меньше места. Кроме того, двигатель и спирали корпуса представляют собой интегрированный блок, что делает его компактным и легким в установке. Еще одно важное преимущество заключается в том, что, работая под водой, автоматически снижает уровень шума и, в некоторых случаях, бесшумная работа гарантирована.

Читайте также:  Как выбрать насосную станцию водоснабжения для частного дома

Как говорит Klint: “Добавьте к этому, фланец Victaulic и муфтуна насосы серии Flygt 5100/5150, что позволит быстро и легко подключаться ко всем моделям общедоступных фитингов и получите универсальный ВШН.”

Популярные модели и производители вертикальных насосов

KISHOR PUMPS является известной индийской компанией, которая производит центробежные насосы, которые часто используются в различных отраслях промышленности. Ассортимент продукции включает в себя широко используемые насосы для отведения химических веществ и погружные помпы для сточных вод. Они гордятся тем, что ввели в широкое использование и установку вертикальных полупогружных насосов, а также погружных фекальных насосов в Индии. В настоящее время они стали неотъемлемой частью большинства систем вывода промышленных и сточных вод и многих очистных сооружений.

Sulzer Pumps – это международный концерн с главным офисом в Швейцарии. Позиционирует себя, как поставщиков инновационных продуктов и услуг, которые могут удовлетворить любые потребности в центробежной накачке.

Повысительные вертикальные насосы

Apex Pumps занимаются проектированием и изготовлением широкого спектра центробежных диафрагм для промышленности, строительных услуг, нефтехимических заводов и других подобных требовательных сфер. Несколько тысяч насосов от Apex Pumps надёжно работают как в Великобритании, так и во всем мире на объектах, где эффективность и надежность имеют первостепенное значение, и они уж точно заслужили безупречную репутацию за качество и выносливость изготовляемой продукции.

Wilo – это немецкая компания, которая специализируется на вертикальных многоступенчатых диафрагмах из нержавеющей стали. Подобные насосы пригодны для бытовых или промышленных применений: водоснабжения и повышения давления, системы пожаротушения, отопления, промышленных циркуляционных систем, технологических процессов, систем охлаждения для циркуляции воды, промывки и поливочных систем.

Эти насосы могут перекачивать воду с температурой от -15 до +120 ° C (с EPDM), (от -15 до +90 ° C с FKM) с макс. рабочим давлением 16/25 бар и с макс. входным давлением 10 бар. Вертикальные многоступенчатые насосы Wilo имеют класс защиты IP 55.

Одними из самых популярных моделей вертикальных насосов являются:

  • CRE, CRIE, CRNE (Grundfos);
  • EVM (Ebara);
  • MXV-E (Calpeda);
  • MULTINOX-VE (Nocchi);
  • SVI (Lowara);
  • Wilo-Multivert MVIE (Wilo).

Вертикальный насос с магнитной муфтой — ГНВЦ (видео)

Как выбрать вертикальный насос?

Существует ряд факторов, которые стоит учитывать при выборе вертикального насоса.

Сначала необходимо определиться, для чего электронасос будет использоваться: орошение огорода, подачи воды в жилище, помпа для предприятий или химических производств. Погружные насосы в большинстве случаев используются для перекачки воды в большой частный дом. Они устанавливаются непосредственно в колодец, и крепятся на металлический трос.

Погружные центробежные насосы для предприятий необходимо выбирать под конкретные нужды.

Дренажный насос с вертикальным выключателем – отличный выбор для осушки погребов, бассейнов. Показатель размера вала в диафрагме (вал – длина / диаметр вала) является важным параметром для оценки эффективности и надежности работы насоса. Низкое значение коэффициента гибкости вала может уменьшить уровень прогиба вала в насосе, напряжения и вибрации насоса. Чем больше и толще подшипники, тем дольше время эксплуатации.

Вертикальный турбинный насос

Вертикальные помпы типа турбины, которые обычно включают типы корпуса круговой с симметричным проходом диффузора. В этих вертикальных конструкциях диафрагм, лопастные колеса установлены вертикально и (обычно) концентрично внутри обсадной колонны (и диффузора).

В идеале необходимо выбирать помпу с наивысшим показателем КПД. Так же важным аспектом является выбор фирмы, может ли поставщик оперативно осуществить обслуживание электронасоса. Не стоит экономить на столь ответственном приборе, ведь надежность и прочность – главное при выборе практически любого прибора.

Вертикальные насосы: виды, конструкция, особенности применения и обслуживания

Вертикальные насосы, конструктивной особенностью которых является соответствующее их названию расположение вала и рабочего колеса, нашли широкое распространение как в быту, так и в различных отраслях промышленности. Благодаря вертикальной компоновке вала, рабочего колеса и корпуса для установки этого оборудования не требуется много места, что и является одной из основных причин его высокой популярности. Вертикальный насос в зависимости от модели может использоваться в качестве автономного мобильного устройства, а также элемента системы водоснабжения или водоотведения.

Промышленный двухкорпусной вертикальный насос, предназначенный для перекачивания чистых или слегка загрязненных жидкостей

Параметры и разновидности

Насосы с вертикальной компоновкой вала и рабочего колеса, относящиеся к устройствам центробежного типа, классифицируются по таким характеристикам, как:

  1. напор (в зависимости от значения данного параметра вертикальные насосы могут быть с низким, средним или высоким уровнем напора);
  2. скорость функционирования (по данному признаку выделяют нормальные, тихо- или быстроходные гидромашины);
  3. объем рабочей среды, перекачиваемый в единицу времени (производительность устройства);
  4. количество ступеней, в качестве которых могут выступать секции или кольца оборудования;
  5. количество магистралей, через которые в устройство поступает перекачиваемая среда (одно- или двусторонние устройства);
  6. тип жидкой среды, для перекачивания которой предназначен насос (дренажные, фекальные, химические, водяные и др. электронасосы);
  7. расположение устройства относительно перекачиваемой им среды (наземные модели, погружные и вертикальные полупогружные насосы);
  8. способ соединения с приводным электродвигателем (прямоприводные, редукторные и шкивные гидромашины).

Вертикальные центробежные насосы с нормальным всасыванием для монтажа на плите-основании

Вертикальные насосы успешно используются для перекачивания чистых, загрязненных и химически агрессивных жидких сред, характеризующихся невысокой степенью вязкости. К наиболее значимым достоинствам гидромашин данного типа следует отнести:

  • компактность;
  • простоту в использовании и обслуживании;
  • высокую эффективность;
  • невысокий уровень шума, создаваемого при работе.

Благодаря вышеперечисленным достоинствам вертикальные многоступенчатые центробежные насосы (как и одноступенчатые) активно используются для оснащения следующих систем:

  • автономного водоснабжения;
  • отопления;
  • дренажа и очистки жидких сред;
  • конденсации;
  • фильтрации, орошения и мелиорации.

Вертикальные насосы на водозаборной станции

Вертикальный центробежный насос, который обеспечивает поднятие перекачиваемой им жидкости на более высокий уровень за счет увеличения давления ее потока, может относиться к одной из следующих категорий:

  • гидромашина поверхностного или наземного типа;
  • полупогружной насос;
  • устройство погружного типа.

Как поверхностные модели, так и насосы полупогружные и погружные комплектуются электродвигателем, который обеспечивает вращение рабочих колес таких устройств.

Поверхностные насосы вертикального типа, как понятно из их названия, устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости от резервуара, из которого необходимо откачивать жидкость. Местом для установки такого оборудования может служить приямок или специально подготовленная площадка, которые не соприкасаются с поверхностью перекачиваемой жидкой среды. Насос полупогружной вертикальный, что также следует из его названия, опускается в перекачиваемую жидкую среду лишь частично, при этом приводной электродвигатель остается над поверхностью жидкости.

Насос вертикальный химический полупогружного типа

Корпус насосов погружного типа в процессе их работы полностью находится в толще перекачиваемой жидкой среды. Если вертикальный полупогружной насос не может быть установлен в скважинах, шахта которых характеризуется искривленной формой, то устройство погружного типа такой возможностью обладает.

Следует иметь в виду, что электронасосы вертикального типа нельзя запускать, пока внутренняя часть их корпуса не заполнится жидкостью. Если пренебречь этим требованием, то насос будет работать на холостом ходу, что может привести к его перегреву и, соответственно, преждевременному выходу из строя.

Более высокой мощностью отличаются многоступенчатые центробежные насосы вертикального типа, которые в состоянии намного увеличивать давление потока перекачиваемой жидкой среды, чего нельзя сказать об одноступенчатых моделях. При этом мощность и КПД многоступенчатых насосов вертикального типа тем выше, чем больше секций имеется в конструкции таких устройств. Каждая из секций, соединенных друг с другом последовательно, способствует приросту кинетической энергии потока перекачиваемой жидкой среды.

Принцип действия

Основным элементом конструкции центробежного насоса вертикального типа является рабочее колесо, оснащенное лопастями. В вертикальных многоступенчатых насосах таких колес, закрепленных на валу, несколько, что и позволяет увеличить эффективность использования данного оборудования. Рабочие колеса этих центробежных электронасосов представляют собой два диска, закрепленных на вертикальном валу, которые располагаются друг от друга на определенном расстоянии и соединены между собой лопастями, изгибающимися в сторону, противоположную направлению вращения самого колеса.

Устройство вертикального центробежного насоса

Принцип, по которому работает насос центробежный вертикального типа, заключается в следующем:

  1. При вращении колеса во временной рабочей камере, сформированной двумя близлежащими лопастями, создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию в нее жидкости через входной патрубок.
  2. После того как жидкость попадает во временную рабочую камеру и начинает вращаться вместе с перемещающими ее лопастями, на нее начинает действовать центробежная сила, прижимающая ее к стенкам внутренней камеры.
  3. При попадании в область выходного патрубка жидкость, уже находясь под давлением за счет воздействующих на нее центробежных сил, выталкивается в напорную магистраль.

Устройство вертикального насоса полупогружного типа со спиральным отводом

При вращении рабочего колеса центробежного электронасоса с закрепленными на нем лопастями всасывание перекачиваемой жидкости и ее выталкивание в напорную магистраль происходит в непрерывном режиме. Таким образом, за один оборот колеса происходит несколько циклов всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкой среды.

Вал электронасоса, на котором закреплено его рабочее колесо, для обеспечения легкости и точности вращения помещается в подшипниковые узлы, а между подвижными и неподвижными деталями устройства устанавливаются уплотнительные элементы сальникового типа.

Отдельные модели вертикальных насосов погружного типа могут устанавливаться даже в трубопроводах соответствующего диаметра, что позволяет значительно повысить эффективность перекачивания жидких сред. Всасывающий и напорный патрубки у таких моделей располагаются на одной оси.

Многоступенчатые насосы вертикального типа

В центробежных вертикальных насосах многоступенчатого типа перекачиваемая жидкость до поступления в напорный патрубок последовательно проходит все секции устройства, что позволяет значительно увеличить напор рабочей среды на выходе. В зависимости от модели насосы данного типа могут содержать в своей конструкции различное количество рабочих колес (от 2 до 10), которые фиксируются на одном валу, но располагаются в отдельных модулях каждое.

Устройство вертикального многоступенчатого насоса

Модули многоступенчатого вертикального насоса размещаются в одном кожухе, который устанавливается между всасывающей и напорной камерами устройства. Все элементы корпуса многоступенчатого электронасоса, патрубки которого располагаются в одной горизонтальной плоскости, стягиваются шпильками, а стыки между ними герметизируются при помощи уплотнительных элементов.

Как уже говорилось выше, многоступенчатые центробежные насосы за счет особенностей своей конструкции позволяют значительно увеличить напор перекачиваемой жидкой среды на выходе. Напор потока жидкости, создаваемый многоступенчатым насосом, складывается из суммы значений напоров, формируемых каждой его ступенью.

Правила выбора и обслуживания

Значительно продлить срок службы центробежных насосов, а также обеспечить их безаварийную эксплуатацию позволяет соблюдение несложных правил их использования и технического обслуживания. Чтобы минимизировать влияние внешних факторов, способных вывести центробежные насосы из строя, следует дооснастить такие установки рядом дополнительных элементов. Такими элементами, в частности, являются:

  • сетчатый фильтр и задвижки, которые защитят насос от попадания в его внутреннюю часть твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой жидкой среды;
  • обратный клапан, не дающий перекачиваемой жидкости уйти обратно в скважину, то есть исключающий работу насоса вхолостую и, соответственно, перегрев устройства и его выход из строя;
  • манометр, устанавливаемый на трубе, по которой жидкая среда всасывается насосом (наличие манометра даст возможность контролировать давление жидкости во входном патрубке и тем самым не допускать возникновения кавитационных процессов);
  • манометр, предназначенный для контроля уровня давления внутри самого насоса (наличие такого прибора позволит не допустить возникновения гидроударов).
Читайте также:  Полотенцесушитель водяной какой лучше выбрать: топ-5

Вертикальные насосы в составе станции повышения давления

Эффективность работы трубопроводной системы, которую обслуживает центробежный насос, во многом определяется и тем, насколько правильно выбрано такое устройство. Выбирая как наземные, так и погружные и полупогружные вертикальные насосные устройства, следует ориентироваться на следующие параметры:

  • мощность, потребляемую приводным электродвигателем;
  • производительность;
  • напор водной струи, который в состоянии создавать насос;
  • размеры корпуса;
  • материалы изготовления деталей, которые будут контактировать с перекачиваемой средой.

Высокоэффективный сдвоенный вертикальный насос

Среди правил эксплуатации насосов вертикальных центробежных стоит выделить следующие:

  1. Насосы данного типа нельзя устанавливать ни в горизонтальном, ни даже в наклонном положении.
  2. Категорически не допускается использовать такие насосы для перекачивания сред, для которых они не предназначены. Если применять водные насосы для перекачивания химически агрессивных жидкостей или жидких сред, в составе которых будут содержаться нерастворимые включения, то такое оборудование быстро выйдет из строя. В то же самое время использовать для перекачивания чистой воды дорогостоящие насосы, предназначенные для работы с химически агрессивными средами, нецелесообразно с экономической точки зрения.
  3. Если центробежный насос придется использовать в холодное время года, то следует утеплить его корпус или установить такое оборудование в отапливаемом помещении. В противном случае корпус насоса может не только утратить свою герметичность, но даже лопнуть от замерзшей в его внутренней части жидкости.

Кроме того, центробежный насос, чтобы он прослужил как можно дольше, следует регулярно подвергать техническому обслуживанию и плановому ремонту.

Но поломки насосов всё таки неизбежны, ниже в таблице приведены основные неисправности оборудования.

Основные неисправности насосов и способы их устранения

Вертикальный центробежный насос – разновидности и особенности работы

Вертикальные модели центробежных насосов получили широкое распространение в быту и в условиях промышленных предприятий. Их отличительной особенностью является вертикально расположенный вал, благодаря которому для размещения оборудования требуются малые размеры площадок. Вертикальный центробежный насос можно использовать не только как самостоятельную единицу, но и в качестве одной из составляющих общей системы водоснабжения или водоотведения.

Разновидности вертикальных насосов

Вертикальные виды насосов центробежного типа подразделяются по нескольким критериям:

  • по напору – низкий уровень, средний или высокий;
  • по быстроходности – нормальные, тихо- или быстроходные;
  • по производительности – объему перекачиваемой среды за единицу времени;
  • по количеству ступеней (секций или колец);
  • по числу входов воды – одно- или двусторонние;
  • по виду перекачиваемой жидкости – водяные, дренажные, химические, фекальные и т.д.;
  • по способу погружения – наземные, полупогружные или погружные;
  • по варианту соединения с электродвигателем – прямоприводные, редукторные или со шкивом.

Вертикальные насосные агрегаты используются в водопроводных и канализационных системах, для перекачивания чистой, загрязненной или агрессивной среды низкой вязкости. Они компактны, просты в обслуживании, высокоэффективны, а их уровень шума имеет низкие показатели. Благодаря своим преимуществам, центробежный одно- и многоступенчатый насос нашел широкое применение во многих областях, основными из которых являются системы:

  • отопления;
  • водоснабжения;
  • дренажа;
  • конденсации;
  • орошения, фильтрации и мелиорации;
  • очистки и т.д.

Насосные агрегаты применяют для поднятия на другой уровень жидкости за счет повышения ее давления. Их выпускают в трех вариантах – поверхностными (наземными), а также погружными или полупогружными. Каждый из них комплектуется электродвигателем.

В первом случае оборудование устанавливают на поверхности земли, в приямках или на специальных площадках, не соприкасающихся с перекачиваемой жидкостью. Полупогружной насос лишь частично опускается в воду, при этом двигатель остается над ее поверхностью. Погружная герметичная конструкция вместе с электродвигателем помещается в жидкую откачиваемую среду. Преимуществом, в этом случае, перед полупогружными вертикальными агрегатами является возможность установки оборудования не только в прямолинейных, но и в искривленных скважинах.

Необходимо помнить о том, что электродвигателем запускать вертикальный насос центробежного типа разрешается только в том случае, если в корпусе уже находится жидкость. Всухую пуск не допускается!

Много секционный насос способен увеличивать давление в несколько раз, по сравнению с одноступенчатыми моделями с электродвигателем. Причем, чем больше секций будет в конструкции, тем выше окажется конечный результат и КПД агрегата, так как каждая из последовательно подсоединенных ступеней дает потоку жидкости прирост кинетической энергии.

Как работает центробежный насос с электродвигателем

Основным элементом центробежного насосного оборудования является лопастное колесо. Причем много секционный агрегат оснащен сразу несколькими закрепленными на валу колесами, число которых соответствует количеству ступеней. Колеса представляют собой два расположенных на расстоянии друг от друга диска, установленных на вертикально расположенном валу и соединенных в единое целое лопастями, изогнутыми в обратную сторону от направления вращения.

Межлопастные каналы в процессе работы насоса наполняются поступающей в корпус жидкой средой. При вращении вала возникает центробежная сила, которая выбрасывает воду на стенки внутренней камеры. В результате, в центре колеса создается пониженное давление, а в отдаленной от него части – повышенное, выталкивающее жидкость наружу. Непрерывность работы агрегата обеспечивает постоянное всасывание новой партии перекачиваемой среды за счет разряженного давления, образующегося в центральной части камеры.

Много секционный насос перемещает жидкость последовательно из одной ступени в другую, и только после этого вода или суспензия поступает в отводящий патрубок.

Вал, отвечающий за вращение рабочих элементов, насаживается на подшипники. А во избежание протечек, между движущимися и неподвижными конструктивными деталями вертикального насоса устанавливаются уплотнительные сальники, либо магнитные муфты.

Использование вертикальных циркуляционных насосов ин-лайн позволяет устанавливать агрегаты линейно даже в трубопроводах, что повышает эффективность работы системы перекачивания жидкостей. Напорные и всасывающие патрубки, в этом случае, располагаются по одной оси.

Секционный насос

Центробежные агрегаты вертикального исполнения располагают на чугунных плитах, являющихся основой. Многоступенчатая конструкция включает в себя от 2 до 10 рабочих колес, размещенных на общем валу и в едином кожухе, но в отдельных модулях, находящихся, в свою очередь, между всасывающим и нагнетательным корпусом. Соединяется конструкция стяжными шпильками, а стыки уплотняются резиновыми прокладками. Патрубки, в этом случае, располагаются горизонтально в одной плоскости.

Особенностью многоступенчатых насосов является значительное повышение напора перекачиваемых сред на выходном патрубке, по сравнению с одноколесными установками. Секционный агрегат имеет более совершенную конструкцию, так как окончательный показатель напора выходящей водной струи складывается из суммарной величины напоров, состоящей из показателей каждой ступени. Проще говоря, двух секционный насос вертикального типа на выходе обеспечивает меньшую высоту струи, чем десяти секционный.

Немного истории

Простейшие насосы известны еще до нашей эры. А вот идея использования центробежной силы в процессе перекачивания воды появилась у Леонардо да Винчи на рубеже 15-16 веков, но лишь в набросках. Когда именно был разработан полноценный центробежный насос – доподлинно неизвестно, поэтому одного единственного изобретателя назвать не сможет никто.

В начале 17 века француз Бланкано соорудил максимально простую установку, которая могла подавать воду при помощи вращающегося рабочего колеса. Центробежный насос с четырехлопастным колесом, расположенным в спиральном корпусе, впервые предложил француз Дени Папен в конце 17 века. Первая же вертикальная насосная конструкция центробежного типа была опробована и внедрена инженером Ле Демуром в первой половине 18 века, а классическая форма колеса появилась лишь в начале 19 века. Широкое применение центробежные насосы получили после того, как их начали укомплектовывать электродвигателем.

Над созданием полноценных агрегатов независимо друг от друга трудились русские и зарубежные изобретатели на протяжении десятилетий.

Конструкция вертикального насоса с несколькими ступенями появилась на рубеже 19-20 столетия благодаря нашему соотечественнику – русскому инженеру Пушечникову. Его насосная установка могла выкачивать воду из скважин, имеющих глубину до 250 метров.

Правильная эксплуатация – залог долгой службы

Безаварийность центробежных насосов можно обеспечить организацией требуемых условий работы оборудования и установкой контролирующих приборов. Защитить рабочие колеса от попадания инородных тел поможет задвижка и соответствующий фильтр. Обратный клапан с манометром, определяющим давление на входном патрубке, позволит избежать появления кавитационных процессов.

Манометр, фиксирующий давление внутри насоса, поможет предотвратить гидроудар.

При выборе вертикальных центробежных агрегатов следует ориентироваться на их характеристики. Наиболее важными параметрами считаются:

  • потребляемая мощность;
  • производительность;
  • напор водной струи на выходе;
  • внешние габариты;
  • материал изготовления проточной части и рабочих деталей, входящих в контакт с перекачиваемой жидкостью.

Продолжительность эксплуатации насосного оборудования во многом зависит от правильного его использования. Вертикальные насосы не следует устанавливать в наклонном, а тем более в горизонтальном положении. Их категорически не допускается применять для перекачивания сред, не предусмотренных в инструкции. Водный насос не вынесет действия агрессивной или вязкой жидкости, его недопустимо ставить в дренажные системы, где возможно присутствие твердых частиц. А дорогостоящие химические насосы не имеет смысла приобретать для полива огорода.

В случае использования насосного оборудования в зимнее время, потребуется его утепление или установка в отапливаемом помещении. В противном случае корпус может разгерметизироваться и даже лопнуть.

Соблюдение правил эксплуатации поможет продлить полноценную эксплуатацию любых центробежных насосов, в том числе и вертикальных.

Центробежные насосы

Центробежные насосы являются самыми распространённым насосами в мире. Благодаря своей конструкции и стабильной работе этот тип насосов нашел широкое применение, как для решения бытовых задач, так и для основных технологических процессов в самых различных отраслях промышленности. В данной статье будет дано полное описание центробежных насосов, рассказано как работает центробежный насос, его классификация и основные области использования.

Принцип действия центробежного насоса

Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо (импеллер), расположенное внутри спирального корпуса (улитка), которое имеет лопасти, направленные в обратную сторону относительно вращению самого колеса. Импеллер устанавливается на вал, который соединен с приводом насоса. При старте работы агрегата рабочее колесо начинает вращаться, и жидкость через всасывающий патрубок поступает вдоль оси вращения колеса.

Под действием центробежной силы, жидкость перемещается по каналам между лопастями в радиальном направлении (от центра импеллера к его периферии) в спиральную камеру корпуса насоса, а затем и в нагнетательный патрубок насоса. На периферии рабочего колеса располагается зона повышенного давления. В центре же давление понижено, что обеспечивает постоянное поступление жидкости в насос.

Читайте также:  Как поменять тэн на водонагревателе: пошаговая инструкция

Конструкция центробежных насосов

Центробежный насос состоит из следующих основных частей:

  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Спиральный корпус (проточная часть насоса)
  • Рабочее колесо (импеллер)
  • Уплотнение вала
  • Картер насос

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы можно классифицировать по конструктивным исполнениям его основных элементов, по типу установки и назначению.

По расположению патрубков насосов

  • Насос «ин-лайн» типа. У данного типа насоса всасывающий и нагнетательный патрубок находятся на одной линии друг напротив друга. Перекачиваемая жидкость проходит сквозь насос. Насос устанавливается на прямых участках трубопровода.

Насос ин-лайн

    • Консольные насосы. Жидкость поступает в центр рабочего колеса (импеллера). Патрубки расположены под 90˚С относительно друг друга.

    Консольные насосы

    По количеству ступеней насоса

    • Одноступенчатый насос. Насос с одним рабочим колесом на валу. Данные насосы используются при задачах, где не требуется обеспечивать высокий напор. Максимальный напор у одноступенчатых насосах обычно не превышает.

    Одноступенчатый насос

  • Многоступенчатый насос имеет на валу более одного последовательно соединённых колес. Такой тип насосов используется для обеспечения высокого напора при сравнительно небольшом расходе. Высокий напор создается благодаря сумме напоров, создаваемых каждым отдельным колесом. Перекачиваемая жидкость переходит последовательно от одной ступени к другой.
  • Многоступенчатый насос

    По типу уплотнения вала

    Для защиты от попадания перекачиваемой жидкости в окружающую среду и в механическую часть центробежного насоса используются различные уплотнительные системы. По типу применяемой системы насосы можно разделить на:

    • Центробежные насосы с сальниковым уплотнением (ссылка на сальниковое уплотнение)
    • Центробежные насосы с торцевым уплотнением (одинарным или двойным) (ссылка на торцевое уплотнение)
    • Центробежные насосы с магнитной муфтой (ссылка на магнитную муфту)
    • Центробежные насосы герметичные с мокрым ротором (ссылка на мокрый ротор)
    • Центробежные насосы с динамическим уплотнением (ссылка на динамическое уплотнение)

    По типу соединения с электродвигателем

    Центробежные насосы разделяются также по типу соединения гидравлической части насоса с электродвигателем. Выделяют типы:

      Насос с соединительной муфтой. Упругая муфта — это элемент, позволяющий соединить вал электродвигателя и вал, на котором крепится рабочее колесо. Для этого используется, как обычная муфта, так и муфта с промежуточным элементом. Использование промежуточного элемента позволяет не отсоединять электродвигатель при техническом обслуживании насоса, например при замене торцевого уплотнения.

      Обычная муфта

      Муфта с промежуточным элементом

      Моноблочный насос. У данного типа насосов рабочее колесо крепится либо сразу на удлиненном валу электродвигателя, либо для соединения вала двигателя и насоса используется неподвижная постоянная глухая муфта. Центробежный насос с глухой муфтой

      По назначению

      Благодаря своим конструкционным возможностям назначение центробежного насоса может быть самым различным. По данному показателю выделяют следующие типы центробежных насосов:

      • Дренажные
      • Скважинные
      • Фекальные
      • Шламовые
      • Пищевые
      • Санитарные
      • Пожарные
      • Самовсасывающие

      Материальное исполнение центробежных насосов

      Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности, перекачивают самые различные жидкости, начиная с воды и заканчивая высоко агрессивными и абразивными суспензиями.

      Поэтому выбор материалов для основных элементов центробежных насосов очень широкий и чаще всего он основывается на стойкости данного материала к свойствам перекачиваемой жидкости (ссылка на таблице хим. стойкости) и условиям работы самого насоса.

      Можно выделить следующие основные материалы:

      Металлическое исполнение

      • Чугун
      • Бронза
      • Углеродистая сталь
      • Нержавеющая сталь
      • Дуплекс
      • Супер-дуплекс
      • Титан
      • И.т.д

      Футерованные и пластиковые исполнения

      При работе с высоко агрессивными жидкостями, например с кислотами, металлическое исполнение не всегда может обеспечить необходимой коррозионной защиты. Либо применения сверхстойких сплавов может привести к значительному удорожанию всей конструкции.

      Поэтому широкое распространение приобрело использования самых различных пластиков, в качестве основного материала контактирующего со средой в центробежных насосах.

      Можно выделить два основных типа:

      • Футерованные насосы. Футеровка – это процесс нанесения пластикового покрытия на металлический корпус насоса. Все элементы контактирующие с перекачиваемой средой покрыты слоем полимера, что значительно увеличивает коррозионною устойчивость всей проточной части. Современные технологии обеспечивают отличное сцепление между покрытием и корпусом, т.к при отливке полимер заполняет все полости и зазоры.

      • Пластиковые центробежные насосы. Основные элементы насоса, контактирующие со средой, выполнены из цельного пластика, обработанного на специальных станках.

      Материалы для футерованных и пластиковых насосов:

      • PP — полипропилен
      • PVDF- поливинилденефлуорид
      • PE – полиэтилен
      • PVC – поливинилхлорид
      • PFA – перфторалкоксил
      • PTFE – политетрафторэтилен
      • ETFE – этилентетрафторэтилен (Tefzel)
      • FEP – фторэтиленпропилен

      Материалы уплотнительных колец

      В качестве уплотнительных колец в центробежных насосах чаще всего используют следующие эластомеры:

      • EPDM — Этилен-пропиленовые каучук
      • NBR — Бутадиен-нитрильный каучук
      • FPM/FKM/Viton — Фторкаучук
      • FFKM — Каучук перфторированный

      Преимущества и недостатки центробежных насосов

      Преимущества:

      • Простая конструкция
      • Немного движущихся частей, большой срок службы
      • Высокий КПД
      • Высокие показатели производительности
      • Постоянная подача, без пульсаций
      • Регулировка производительности с помощью дроссельного клапана на линии нагнетания или частотного преобразователя

      Недостатки

      • Невозможность «самовсасывания»
      • Большой риск кавитации
      • Производительность сильно зависит от напора
      • Наиболее эффективны только в одной заданной рабочей точке. При регулировании подачи с помощью частотного преобразователя эффективность понижается
      • Не может работать с мультифазными жидкостями с содержанием воздуха или газа
      • При перекачки абразивных жидкостей возможный быстрый износ основных элементов из-за высокой скорости вращения рабочего колеса (около 1500 об/мин).
      • Не может работать с высоковязкими жидкостями (макс. 150 сСт)

      Области применения

      Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности.

      Основные из них:

      Водоснабжение и водоотведение

      Нефтяная и газовая промышленность

      Основные производители

      Крупных игроков на рынке центробежных насосов можно также разбить по отраслям в которых они наиболее сильны:

      Одноступенчатые центробежные насосы

      Обзор

      Одноступенчатый центробежный насос представляет собой отдельную разновидность наносов, оснащенных одним рабочим колесом. У таких наносов может быть одно- или двухсторонний подвод жидкости к импеллеру. Принцип действия такого насоса заключается в следующем: за счет вращения рабочего колеса происходит интенсивное перекачивание жидкости, скорость и давление которой существенно увеличиваются на выходе. Одноступенчатые насосы активно применяются для перекачивания жидкостей с повышенной химической активностью (например, кислот), суспензий, эмульсий, химикатов косметической и фармацевтической промышленности, полимеров и флокулянтов. Кроме того, их часто используют при организации городского водоснабжения, в промышленном, при перекачки нефтепродуктов, авиационного топлива, в сельском хозяйстве для орошения полей, и для многих других целей.

      Конструкции насосов Combi

      Конструкции одноступенчатых центробежных насосов могут иметь горизонтальное и вертикальное исполнение или быть представлены полупогружными моделями. Они разработаны в соответствии с европейскими стандартами, что гарантирует высокое качество и надежность изделий.

      Насосы Combi имеют модульную конструкцию, которая включает: консоль, уплотнение, диаметр вала, номинальный диаметр импеллера, гидравлику (импеллер). Такая конструкция позволяет оперативно заменять требуемые модули между различными конструкциями насоса и исключает необходимость хранить большое число насосов на складе.

      CombiBloc
      Моноблочный горизонтальный центробежный насос изготовлен согласно нормативам EN 733 (DIN 24255)

      Макс. производительность: 850 м 3 /ч
      Макс. напор: 105 м
      Макс. давление: 10 бар
      Макс. температура: 120 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, бронза, нержавеющая сталь

      CombiChem
      Горизонтальный центробежный насос изготовлен согласно стандартам ISO 2858 (EN 22858 (DIN 24256)) и ISO 5199

      Макс. производительность: 800 м 3 /ч
      Макс. напор: 160 м
      Макс. давление: 16 бар
      Макс. температура: 200 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, серый чугун, бронза, нержавеющая сталь

      CombiDirt
      Центробежный насос прочной конструкции для жидкостей, содержащих твердые частицы

      Макс. производительность: 420 м 3 /ч
      Макс. напор: 40 м
      Макс. давление: 10 бар
      Макс. температура: 80 °C
      Макс. частота вращения: 1800 об/мин
      Материал исполнения: чугун, серый чугун, нержавеющая сталь, сталь типа ”Супер дуплекс”

      CombiNorm
      Горизонтальный центробежный насос изготовлен согласно нормативам EN 733 (DIN 24255)

      Макс. производительность: 1500 м 3 /ч
      Макс. напор: 140 м
      Макс. давление: 10 бар
      Макс. температура: 200 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, бронза, серый чугун

      CombiPro
      Горизонтальный насос для применения в технологических процессах, рассчитанный на тяжелые условия работы, соответствует требованиям стандартов API 610, 682

      Макс. производительность: 350 м 3 /ч
      Макс. напор: 160 м
      Макс. давление: 35 бар
      Макс. температура: 350 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, серый чугун, бронза, нержавеющая сталь, углеродистая сталь, 13%-я хромированная сталь

      CombiFlex
      Вертикальный центробежный насос, изготовлен согласно нормативам EN 733 (DIN 24255)

      Макс. производительность: 1500 м 3 /ч
      Макс. напор: 140 м
      Макс. давление: 10 бар
      Макс. температура: 200 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, бронза, алюминиевая бронза

      CombiSump
      Дренажный насос соответствует требованиям стандартов EN 733 (DIN 24255), ISO 5199 – ISO 2858 / EN 22858, API 610 / API 682

      Макс. производительность: 1500 м 3 /ч
      Макс. напор: 160 м
      Макс. давление: 16 бар, для насосов API 610 – 35 бар
      Макс. температура: 160 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Макс.вязкость продукта: 200 Па·с
      Материал исполнения: ч угун , серый чугун, бронза , нержавеющая сталь, сплавы нержавеющей стали , сплавы на основе никеля , Дуплекс

      CombiWell
      Вертикальный дренажный насос соответствует требованиям стандарта EN 733 (DIN 24255)

      Макс. производительность: 300 м 3 /ч
      Макс. напор: 45 м
      Макс. давление: 10 бар
      Макс. температура: 80 °C
      Макс. частота вращения: 3000 об/мин
      Материал исполнения: ч угун , нержавеющая сталь

      CombiLine
      Циркуляционный встроенный насос с сухим электродвигателем соответствует требованиям стандарта EN 12756(DIN 24255)

      Макс. производительность: 500 м 3 /ч
      Макс. напор: 35 м
      Макс. давление: 10 бар
      Макс. температура: 140 °C
      Макс. частота вращения: 1800 об/мин
      Материал исполнения: чугун

      CombiPrime (H&V)
      Самовсасывающий центробежный насос (горизонтальное/вертикальное исполнение) соответствует стандарту EN 733 (DIN 24255)

      Макс. производительность: 500 м 3 /ч – горизонтальный; 800 м 3 /ч – вертикальный
      Макс. напор: 100 м
      Макс. давление: 10 бар
      Макс. температура: 80 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, бронза, алюминиевая бронза

      Fre Flow
      Самовсасывающий центробежный насос

      Макс. производительность: 350 м 3 /ч
      Макс. напор: 80 м
      Макс. давление: 9 бар
      Макс. температура: 95 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, бронза, нержавеющая сталь
      Высота самовсасывания: до 7 м

      KGE
      Самовсасывающий центробежный насос

      Макс. производительность: 100 м 3 /ч
      Макс. напор: 60 м
      Макс. давление: 8 бар
      Макс. температура: 95 °C
      Макс. частота вращения: 3600 об/мин
      Материал исполнения: чугун, бронза

  • Ссылка на основную публикацию