Особенности одноступенчатых насосов с горизонтальным и вертикальным валом определяются их назначением.

Рассмотрим одноступенчатые насосы различного назначения:

а) для чистой воды небольшой производительности выполняются консольными (рис., 37), с односторонним входом. Такие насосы называются насосами типа К; они имеют станину 3, которая заключает в себе подшипники 7 и крепится к фундаменту. Спиральный кожух насоса 1 крепится к станине фланцем и может быть повернут так, что напорный патрубок примет горизонтальное или вертикальное положение.

Рис. 37. Консольный центробежный насос: 1- спиральный отвод корпуса насоса; 2- рабочее колесо; 3- опора корпуса; 4- передняя крышка с всасывающим патрубком; 5- вал; 6- гайка; 7- шарикоподшипник; 8- сальниковая набивка; 9- втулка сальника.

Осевое давление в насосе частично уравновешивается с помощью разгрузочного отверстия, для чего колесо снабжено отверстиями в рабочем диске и вторым уплотнением с тыльной стороны колеса. Камера для разгрузки осевого давления сообщается трубкой со всасывающим патрубком насоса.

Для восприятия неуравновешенной части осевого усилия и фиксации ротора установлен второй упорный шариковый подшипник. Сальник насоса снабжен гидравлическим уплотнением. Подобные насосы выпускаются производительностью от 28 до 100 л/сек и напором от 12 до 98 м. Одноступенчатые насосы большой производительности чаще выполняются с двухсторонним подводом воды. Двухпоточное колесо большой производительности в сравнении с однопоточным имеет существенно лучшие кавитационные показатели при уравновешенном осевом давлении (рис. 38).

Такие насосы предназначены для перекачки чистой воды с температурой до 80°. Корпус насоса чугунный, с горизонтальным разъемом вдоль оси вала. Уплотнительные кольца чугунные, сменные. Вал насоса стальной, на радиальных подшипниках скольжения с одним упорным шарикоподшипником. Смазка подшипников скольжения кольцевая.

Сальники имеют водяной затвор, осуществляемый при помощи трубок, подводящих воду из спиральной камеры насоса. Подобные насосы выпускаются производительностью от 30 до 1800 л/сек и напором от 10 до 100 м, наибольшая допустимая вакуумметрическая высота всасывания Hвдоп = 5м.

Одноступенчатые насосы для чистой воды консольного типа выпускаются следующих десяти марок: 2К-6, ЗК-6 ЗК-9, 4К-6, 4К-8, 4К-12, 4К-18, 8К-12, 8К-18; цифры перед буквой обозначают диаметр входного патрубка в дюймах, цифра за буквой - коэффициент быстроходности ns уменьшенный в 10 раз.

Рис. 38. Одноступенчатый насос с двух сторонним входом: 1- корпус; 2- рабочее колесо; 3- заливное отверстие; 4- сальник; 5- корпус подшипника; 6- втулка; 7- вал рабочего колеса.

Насосы с двухсторонним входом и горизонтальным валом имеют марки: НДн, НДв. В серии этих насосов входят: 16НДн, 20НДн, 24НДн, 6НДс, 12НДс, 14НДс, 18НДс, 20НДс, 22НДс, и 4НДв, 5НДв, бНДв, 8НДв. В этих обозначениях цифра обозначает диаметр выходного патрубка в дюймах, НД - насос двухсторонний, н - низконапорный, с - средненапорный, в - высоконапорный.

По конструкции к этим насосам близко подходят насосы большой производительности типа 10Д-6, 10Д-9, 10Д-13, 10Д-19, 12Д-в и т. д. до 32Д-19 (см. приложение 1).

Одноступенчатые насосы для чистой воды с вертикальным валом выпускаются двух марок 20 НВ и 28 НВ и предназначены для установки в заглубленных насосных станциях (рис. 39). Осевые усилия воспринимаются пятой электродвигателя. Сальник насоса имеет мягкую набивку с гидравлическим затвором. Вертикальный насос типа НВ соединяется с электродвигателем непосредственно или через промежуточный вал посредством жестких фланцевых муфт. Насосы этого типа имеют производительность от 3240 до 10800 м 3 час, с напором от 29 до 40 м.

б) Одноступенчатые канализационные (фекальные) насосы служат для перекачки сточных вод, канализационной жидкости и шлама. Засорение канализационных насосов является причиной их остановки в эксплуатационных условиях. Для предохранения насосов от засорения решетки, но при этом и конструкции насоса придается специальная форма, так как решетки не могут предохранить насос от попадания в него твердых и волокнистых веществ.

Рис. 39. Одноступенчатый центробежный насос с вертикальным валом: 1- корпус; 2- нагнетательный патрубок; 3- всасывающий патрубок; 4, 5- уплотнительные кольца; 6- рабочее колесо; 7- гайка; 8- обтекатель; 9- подшипник; 10- опора; 11- корпус подшипника; 12- опорное кольцо; 13- шпилька; 14- вал насоса; 15- трубка для разгрузки осевого давления; 16- стакан опоры подшипника; 17- манометр.

В связи с этим канализационные насосы имеют ряд особенностей:

• они снабжены крышкой, обеспечивающей легкий доступ к всасывающей стороне лопастного колеса для его очистки;
• уплотнения насоса осуществлены стальными кольцами с острой режущей кромкой для разрезания волокон, попадающих в уплотнение;
• в целях уменьшения засорения колеса число лопаток максимально сокращают, увеличивая этим проходы между ними (часто число лопаток сокращается до двух);
• входные кромки лопаток сильно скруглены для предотвращения застревания на них волокнистых тел;
• материал деталей насосов стойкий против коррозии, а корпус имеет несколько разъемов для частичной разборки в период чистки.

Для перекачки канализационных жидкостей применяют насосы марки НФ (рис. 40).

Рис. 40. Канализационный центробежный насос: 1- корпус; 2- рабочее колесо; 3- передняя крышка; 4- вал; 5- шарикоподшипник; 6- корпус подшипников.

Эти насосы одноступенчатые, горизонтальные консольные и изготовляются следующих типоразмеров: Нф, 4НФ, 6НФ 8НС Производительность этих насосов колеблется от 36 до 864 м3/час при напоре от 6,5 до 50 м. Кроме насосов типа НФ, встречаются канализационные насосы с рабочим колесом открытого типа, с двумя утолщенными лопатками. В этих насосах волокна, попадающие между колесом я крышкой, перереза¬ются кромкой лопатки.

Изготовляются также диагональные канализационные насосы, рабочее колесо которых имеет две лопатки, и вертикальные канализационные насосы марок НФуВ и ФВ производительностью от 43 до 150 м3/час, с напором от 15 до 63 м. в) Землесосы применяются при перекачке пульпы, т. е. смеси воды с взрыхленной массой грунта. Взрыхленный и перемешанный с водой грунт всасывается землесосом, и эта смесь перекачивается на требуемое расстояние по трубам.

В настоящее время выпускаются землесосы в виде одноступенчатых консольных насосов с производительностью по грунту от 40 до 1200 м 3 /час с дальностью транспортирования до 5 км. Землесосы могут разрабатывать выемки глубиной 15 м ниже горизонта воды. В землесосах повторяются все особенности насосов для загрязненных и канализационных жидкостей (см. особенности канализационных насосов), но вместе с этим землесосы имеют ряд своих особенностей, связанных с большой концентрацией и крупностью взвешенных в воде частиц. Поэтому рабочее колесо землесоса изготовляется из износоустойчивой твердой марганцовистой стали.

Для защиты от быстрого износа корпус землесоса защищен изнутри броней, отлитой из марганцовистой стали. Проникновение абразивных частиц в Щели уплотнения рабочего колеса и сальник привело бы их к быстрому износу. Для устранения этого к сальнику и в левую полость между рабочим колесом и корпусом подается чистая вода по специальным сверлениям для вымывания твердых частиц из этих мест.

На наружных поверхностях покрывающего и рабочего дисков рабочего колеса предусмотрены радиальные лопатки. Эти лопатки подобраны так, что они при вращении рабочего колеса обеспечивают уравновешивание осевого усилия. Фиксация ротора в осевом направлении и восприятие осевого усилия производится радиально-упорным шарикоподшипником. Радиальными опорами вала являются подшипники скольжения.

Для откачки загрязненной воды из котлована и траншей при строительных работах применяются также передвижные самовсасывающие центробежные одноколесные насосные установки. Отличительной особенностью самовсасывающих насосных установок является способность их, после того как корпус первый раз залит водой, производить самовсасывание при каждом последующем пуске насоса в работу.

Промышленностью серийно выпускаются такие насосные установки С-203 и С-204 с электромотором, насосные установки С-247 и С-245 с двигателем внутреннего сгорания.

Рис. 41. Спиральный двухступенчатый насос.

"Видео о компании"

«Благодарим за посещение сайта компании «Горный родник». Будем рады подготовить
для Вас необходимую техническую документацию для проектирования. И в сжатые
сроки изготовим блочные очистные сооружения и современные комплектные насосные
станции «Родник» для жилого района или промышленного объекта.»

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

2.3. Центробежные насосы

2.3.1. Устройство и принцип действия. Классификация

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-

ление в сеть

Центробежные насосы относятся к лопастным. Классификация и

сравнение различных конструктивных типов лопастных насосов прово

дятся по обобщенному критерию – коэффициенту быстроходности

где Q – подача, м3 /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

Таблица 2.3

Классификация насосов по коэффициенту быстроходности

		Наименование типа	Коэффициент	Соотношение
	рабочего		быстроходности,	размеров колеса
		рабочего колеса
				D2 /D0 (рис. 2.1)
		Центробежные тихоходные
		Центробежные нормальные
		Центробежные быстроходные
		Диагональные
		Осевые (пропеллерные)

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

признакам

по развиваемому напору – низконапорные (H = 20 – 60 м) и высо-

конапорные (H > 60 м);

по величине подачи – малые (Q < 0,2 м3 /с) и крупные (Q > 0,2 м3 /с);

по числу ступеней – одноступенчатые (с одним рабочим колесом) и многоступенчатые (с последовательным соединением рабочих

по числу потоков в насосе – однопоточные, двухпоточные и мно

гопоточные

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

многолопастные

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-

сионным валом

по требованиям эксплуатации – обратимый; реверсивный; регу-

лируемый, дозировочный, ручной; по условиям всасывания –самовсасывающий и заливной;

порасположениюрабочихоргановиконструкцииопор–консоль

ный, моноблочный, с выносными опорами, с внутренними опорами;

по месту установки насоса – стационарный, передвижной, встроенный.

2.3.2. Конструкции центробежных насосов

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 м3 /час;H – до 12 м);

– насосы UPS/UPSD серия 200 – ориентированы на промышленное

применение (Q – до 70 м3 /ч;H – до 18 м);

– насосы MAGNA UPE/UPED серия 2000 – насосы со встроенным час-

переменным расходом (Q – до 90 м3 /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

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

преимуществ

– отсутствие уплотнений;

– бесшумность;

– компактность

– малый вес;

– отсутствие затрат на обслуживание, так как в нем нет необходимости.

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

– температура перекачиваемой среды – до 110 – 120 °С;

– максимальные давления – до 10 бар.

Моноблочные насосы с соосным расположением напорного и

всасывающего патрубков одинакового диаметра «ин-лайн».

В тех случаях, когда нет возможности использовать «мокрый ротор», применяются насосы серий «TP» со стандартным электродвигателем и

торцовым уплотнением вала (рис. 2.13). Они являются типичными пред-

ставителями последнего поколения стандартных насосов серии IN-LINE

(соосные патрубки одинакового диаметра).

Все насосы являются одноступенчатыми центробежными, с соосными патрубками, электродвигателем и торцовым уплотнением вала.

Конструкция этих насосов с «сухим» ротором делает их менее чувстви-

1 – корпус насоса; 2 – рабочее колесо; 3 – вал; 4 – подшипник; 5 – подшипниковая пластина;

6 – кольцо упорного подшипника; 7 – «мокрый» ротор электродвигателя; 8 – защитный экран статора электродвигателя; 9 – статор электродвигателя; 10 – канал для отвода воз-

духа из насоса; 11 – пробка с прокладкой для выпуска воздуха; 12 – клеммная коробка; 13 – патрубки для присоединения трубопроводов

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

тельными к включениям в перекачиваемой среде по сравнению с подоб-

ными насосами с «мокрым» ротором

Насосы сконструированы так, чтобы их можно было снять с трубопровода без разборки элементов системы. Следовательно, даже для самых больших насосов сервисные работы могут быть проведены одним

человеком

Большинство типоразмеров насосов могут поставляться как в одинарном (TP и TPE), так и в сдвоенном исполнении (TPD и TPED) со стан-

дартными двигателями либо с двигателями со встроенными частотными преобразователями (TPE и TPED) до 22 кВт.

По конструкции насосы ТР делятся на четыре группы:

ТР серии 100 с трубной резьбой и фланцами – с трубной резь-

бой Rp 1” (DN 25), Rp 11/2” (DN 32), фланцами DN 40 и мощностью

двигателя от 0,12 до 0,25 кВт;

ТРсерии200сфланцевымприсоединением –сразмерамифлан-

цев от DN 32 до DN 100 и мощностью двигателя от 0,12 до 2,2 кВт;

TPсерии300сфланцевымприсоединением –сразмерамифлан-

цев от DN 32 до DN 150 и мощностью двигателя от 0,25 до 30 кВт;

TP серии 400, PN 10 c фланцевым присоединением – с разме

рами фланцев от DN 100 до DN 250 и мощностью двигателя от 30 до

TP серии 100 и TP серии 200 - одноступенчатые центробежные насосы c патрубками в линию. Всасывающий и напорный патрубки имеют

одинаковые диаметры.

Уплотнение вала насоса - механическое одинарное неразгруженное. Вал насоса жестко соединен с валом электродвигателя при помощи муфты.

Рис. 2.13. Насосы ТР серии «in-line»

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

			Конструкция
		позволяет снять головную
		часть насоса (двигатель,
		фонарь и рабочее колесо)
			полного демонтажа
					трубопровода
		(рис 2.14). Сдвоенные на-
		сосы представляют собой
			параллельно
				головные
		в одном корпусе. Встро-
				обратный
		сдвоенного насоса откры
		вается потоком перекачи
		ваемой жидкости и пре-
	Рис.2.14.КонструктивнаясхеманасосовсерииTP	пятствует обратному току
	1 – корпус насоса; 2 – рабочее колесо;	жидкости			через резерв
	3 – вал; 4 – муфта; 5 – фонарь

ный насос.

Радиальные и осевые усилия воспринимаются подшипниками электродвигателя, поэтому дополнительные подшипники в насосной части

не требуются.

Компактная конструкция с расположением патрубков в линию позволяет монтировать насос непосредственно на трубопровод. Эти на-

сосы также выпускаются в сдвоенном исполнении (два насоса в одном корпусе). В этих насосах реализованы все последние мировые дости-

жения гидравлики и электрики. Так, например, рабочее колесо нахо-

дится непосредственно на валу, что позволило исключить муфту и свя-

занные с ней особенности эксплуатации и обслуживания, а последние разработки в области эффективности электродвигателей вывели насосы этого типа на новые вершины в области экономии электроэнергии.

Основные характеристики этого типа насосов:

– температура перекачиваемой среды – до 150 °С;

– максимальные давления – до 25 бар;

– расход – до 4500 м 3 /час;

– напор – до 170 м.

Консольные и консольно-моноблочные насосы (рис. 2.15). Консольно-моноблочный одноступенчатый центробежный на-

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 2.15. Консольные и консольно-моноблочный насосы

сос типа NB приведен на рис. 2.15. Конструкция насоса позволяет сни-

мать электродвигатель и рабочее колесо без демонтажа корпуса насоса с трубопровода (рис. 2.16). Спиральный корпус насоса имеет осевой всасывающий и радиальный напорный патрубки. В нижней части корпуса расположена резьбовая пробка сливного отверстия.

Напорный патрубок имеет штуцер для подсоединения манометра.

Фонарь соединяет корпус насоса и электродвигатель и снабжен винтом

для удаления воздуха. Между корпусом насоса и фонарем установлено

уплотнительное кольцо круглого сечения. Соединительная муфта рас-

положена в центральной части фонаря. Вал выполнен из нержавеющей стали. В муфте вала цилиндрической формы предусмотрено два отвер-

Рис. 2.16. Консольно-моноблочный насос серии NB

1 – фонарь; 2 – корпус насоса; 3 – винт для удаления воздуха; 4 – пробка; 5 – пробка сливного отверстия; 6 – гайка; 7 – рабочее колесо; 8 – вал; 9 – уплотнительное кольцо

круглого сечения; 10 – торцовое уплотнение

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

стия под штифты. Закрытое рабочее колесо (чугунное или бронзовое) обеспечивает высокую эффективность работы.

Все насосы динамически разгружены, а рабочие колеса гидравлически сбалансированы от осевой нагрузки. Направление вращения – по

часовой стрелке, если смотреть со стороны привода.

При горизонтальном монтаже клеммная коробка не должна распо-

лагаться под двигателем. При монтаже в вертикальном положении элек-

тродвигатель должен находиться вверху

Основные характеристики насосов:

– перекачиваемые среды – чистые, с нормальной вязкостью жидкости

без абразивных или длинноволокнистых включений и веществ, аг-

рессивных по отношению к материалу деталей насоса; температура

жидкости – от минус 10 °С до плюс 140 °С;

– максимальное давление, выдерживаемое корпусом при температу

ре до плюс 120 °С – 16 бар.

Стандартные насосы NK предназначены для подачи чистых или

незначительно загрязненных жидкостей без абразивных или длинново-

локнистых включений и веществ, агрессивных по отношению к материалу деталей насоса.

Схема одноступенчатого, консольного, центробежного насоса NK

с горизонтальным расположением вала, осевым всасывающим и ради

альным напорным патрубками приведена на рис. 2.17. Насос и электродвигатель смонтированы на общей стальной раме. Благодаря техноло-

гичности конструкции (муфты с проставкой) демонтаж подшипникового

узла, включая рабочее колесо и вал насоса со стороны привода, может выполняться без демонтажа корпуса насоса.

Подшипниковый узел включает в себя два прочных антифрикцион-

ных подшипника, смазанных консистентной смазкой на длительный срок

службы. Водоотражающее кольцо на валу препятствует проникновению

в корпус подшипников просачивающейся воды. Вариант уплотнения

вала с сальниковой набивкой предусматривает наличие втулки из не-

ржавеющей стали.

Технические характеристики насоса:

– максимальная подача – 2000 м 3 /ч;

– максимальный напор – 150 м;

– температура – от минус 10 °С до плюс 140 °С;

– максимальное давление – 16 бар.

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 2.17. Конструктивная схема консольного центробежного насоса серии NK

1 – корпус насоса; 2 – корпус подшипников; 3 – рабочее колесо; 4 – вал; 5 – торцовое уплотнение; 6 – установочная гайка; 7 – шарикоподшипник; 8 – пробка; 9 – пробка для

слива; 10 – уплотнительное кольцо круглого сечения; 11 – распорная втулка к торцовому

уплотнению; 12 – крышка корпуса; 13 – шайба гроверная; 14 – шайба для фиксации рабочего колеса; 15 – пружинное кольцо; 16 – призматическая шпонка рабочего колеса

Высоконапорные многоступенчатые насосы

Визитной карточкой компании GRUNDFOS являются вертикальные многоступенчатые насосы серии CR – модульной конструкции, имею-

щие до 36 ступеней, каждая из которых включает в себя рабочее колесо

и направляющий аппарат (рис. 2.18, 2.19). Насос состоит из основания и

головной части. Промежуточные камеры и цилиндрический кожух соеди-

нены между собой, а также с основанием и головной частью насоса при

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 2.18. Многоступенчатые центробежные насосы CR

1 – электродвигатель; 2 – головная часть насоса;

3 – торцовое уплотнение вала; 4 – стяжные болты;

5 – основание; 6 – плита основания

помощи стяжных болтов. В основании имеются соосно расположенные всасывающий и напорный патрубки (конструкция типа «ин-лайн»). Все насосы оснащены торцовым картриджным уплотнением вала, не требующим технического обслуживания. Электродвигатель стандартный.

Насосы могут использоваться как отдельно, так и в составе установки повышения давления, в которой каскадно (автоматически включается

и отключается по мере необходимости) работает от 2 до 6 параллельно подключенныхнасосов,взависимостиотзаданногорежимаводопотреб-

ления. Эти насосы на сегодняшний день находятся на вершине мировой

эволюции многоступенчатых насосов и являются бесспорными фаворитами в области высоких технологий. Среди уникальных особенностей

этих насосов можно отметить наличие картриджного торцового уплотне

ния, самый высокий кпд (81% для CR 90), уникальную запатентованную

систему защиты «по сухому ходу» LiqTec™, разнообразие материалов

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

проточной части (чугун, нержавеющая сталь, титан), специальное исполнение

для температур до 180 °С и др. Основные характеристики этого

типа насосов

– температура перекачиваемой

среды – -20 – 120 °С; (-40 – 180° С

– специальное исполнение);

– расход – до 120 м 3 /час;

– напор – до 200 м (390 м – специ-

альное исполнение).

Погружныенасосыдлядренажа

и канализации (рис. 2.20). Насосы

GRUNDFOS для водоотведения можно

разделить на три группы по области

применения

– дренажные (условный проход насоса или максимальный размер

твердых примесей 10 – 12 мм).

При этом рабочее колесо полуот-

крытое, многоканальное

– для перекачки загрязненной воды

(условный проход 35 – 50 мм). Ра-

бочееколесо–свободно-вихревое

(перекачиваемая жидкость не про-

ходит через рабочее колесо, что

значительно снижает его износ);

тикальных многоступенчатых насосов

1 – головная часть насоса; 2 – фланец

электродвигателя; 3 – вал; 4 – рабочее

колесо; 5 – камера; 6 – цилиндричес-

кий кожух; 7 – уплотнительное кольцо

круглого сечения для цилиндрическо

го кожуха; 8 – основание; 9 – щелевое уплотнение; 10 – торцовое уплотне-

ние вала; 11 – втулка подшипника;

12 – втулка упорного подшипника

– для перекачки сточных вод (услов-

ный проход 65, 80, 100 мм и более). Рабочее колесо свободно-вих-

ревое или канальное (от одного до четырех каналов).

Для производительности до 15 – 20 м3 /ч применяются нержавею-

щие погружные насосы серии GRUNDFOS KP, AP. Более мощные насосы

изготавливаются из чугуна. Все насосы комплектуются встроенной в об-

мотку тепловой защитой, а профессиональные канализационные насосы имеют реле контроля влажности в масляной камере торцового уплотне-

ния и в электродвигателе

Автоматическая работа одного или нескольких насосов осущест-

Рис. 2.20. Погружные насосы модели S

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

вляется с помощью шкафа управления и реле уровня (чаще – поплавковые выключатели). Канализационные насосы ис-

пользуются как в погружном, так и в сухом

исполнении. Насосы серии SE при сухом

монтаже не требуют рубашки охлаждения

(теплота от электродвигателя отводится в перекачиваемую жидкость).

Основные характеристики этого типа

– температура перекачиваемой сре-

ды – 0 – 40 °С;

– расход – до 2500 м 3 /час;

– напор – до 100 м.

Установки повышения давления (на примере установки Hydro

2000 производства фирмы GRUNDFOS).

Установки повышения давления Grundfos Hydro 2000 используют-

ся в системах водоснабжения и в технологических установках, харак-

теризующихся недостаточным напором и неравномерностью водопот

ребления.

УстановкаGrundfosHydro2000состоитиз2–6насосов,соединяемых

параллельно, устанавливаемых на общей плите основания и оснащенных всейнеобходимойарматуройишкафомуправленияGrundfosControl2000

(рис. 2.21). Максимальное количество насосов в установке – 8.

ВзависимостиотфункцийирежимаработыустановкиHydro2000под-

разделяются на 3 основные группы: Hydro 2000 S, Hydro 2000 F (рис. 2.22), Hydro 2000 E. Рассмотрим функции некоторых типов установок:

– Hydro 2000 MS – все насосы нерегулируемые – поддержание дав-

ления в пределах допуска; требуется мембранный бак большого объема;

– Hydro 2000 МЕ – все насосы регулируемые – поддержание посто-

янного давления, частотное регулирование возможно даже в случае

выхода из строя одного насоса

– Hydro 2000 МЕН – устанавливаются 2 регулируемых насоса, а остальные насосы нерегулируемые (типа CR) c полной производи-

тельностью – поддержание постоянного давления, при неисправ

ности одного насоса регулирование давления ограничено

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 2.21. Установка повышения давления Hydro 2000

1 – шкаф системы автомати-

ческого управления Control 2000; 2 – датчик давления;

3 – напорный трубопровод (не-

ржавеющая сталь); 4 – запорный клапан; 5 – всасывающий

трубопровод (нержавеющая сталь); 6 – обратный клапан;

7 – плита основания (нержаве-

ющая сталь); 8 – насос CR(E); 9 – манометр; 10 – фирменная

табличка

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 2.22. Установка Hydro 2000 MF

– Hydro2000MES–одиннасосрегулируемый,остальныенасосы–не-

регулируемые – поддержание постоянного давления; при поломке

частотного преобразователя регулирование давления происходит

по каскадному принципу

Для подбора насосов любого типа разработана программа GRUNDFOS WinCAPS. С помощью WinCAPS можно подобрать насосы в соответствии с параметрами системы, выполнить анализ работы его при различных условиях и получить подробную информацию о каждом насосе в отдельности. Программа включает в себя также и чертежи.

Подбор насосов для систем отопления.

В системе отопления с терморегуляторами рекомендуется применять:

при тепловом потоке системы 50 кВт и более – насос с регули-

руемой частотой вращения. Насосы, устанавливаемые в циркуля-

ционных контурах систем отопления с котлами мощностью более

25 кВт, должны иметь не менее трех ступеней регулирования ско-

рости вращения и обеспечивать потребление электроэнергии в точном соответствии с теплопотерями здания, обусловленными

наружной температурой воздуха;

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

при тепловом потоке системы до 25 кВт – насос с регулируемой час-

тотой вращения; для насоса с постоянным числом оборотов необ-

ходимо предусматривать перемычку между подающим и обратным трубопроводами с автоматическим перепускным клапаном либо ав-

томатическим регулятором давления

Системы отопления должны иметь не менее двух циркуляционных

насосов, соединенных параллельно, либо один сдвоенный насос. Один

из этих насосов является резервным

При этом расчетные параметры насосов определяют двумя спосо-

– стопроцентного резервирования – один насос рабочий, второй –

резервный. Переключение с одного на второй для равномерного

изнашивания происходит автоматически через 24 часа. Каждый

насос при данном режиме эксплуатации подбирают на подачу всего расчетного расхода теплоносителя. Для работы в системах со сменным гидравлическим режимом оба насоса рекомендуется оборудовать устройствами автоматического изменения частоты вращения двигателя для наиболее полного соответствия гидравлической характеристике системы в режиме работы с частичной

нагрузкой;

– пиковойнагрузки–спаренныенасосыподбираютнапятидесятипро-

центную расчетную нагрузку системы на каждый насос. При невысо-

ких тепловых нагрузках работает один насос. Цикл смены рабочего

и резервного насоса составляет, как правило, 24 часа. Управляет

насосами устройство автоматического переключения и регулирова-

ния частоты вращения. В режиме максимального теплопотребления оба насоса работают параллельно.

В небольших системах отопления (например, коттеджи) резервировать насос необязательно. Можно хранить резервный насос на

При выборе насоса рабочая точка должна находиться в зоне

максимального КПД. Если несколько насосов отвечают проектным

характеристикам системы, необходимо выбирать насос меньшей

мощности

Характеристикинасосовдлясистемотопленияприведеныдляводы. При использовании антифризов, например, водогликолевой смеси, сле-

Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

учитывать, что при регулировании подачи от Q доQ режим насоса

не должен выходить из поля его характеристик

На индивидуальной характеристике насоса типа ТРЕ 80 определяем

рабочую точку А (рис. 2.24) и принимаем насос ТРЕ 80-180/2. Установоч-

ная мощность электродвигателя насоса – N = 3,0 кВт.

Подбор насосов для систем кондиционирования воздуха.

Система кондиционирования воздуха здания включает в себя ряд основных блоков (рис. 2.25):

– центральную установку кондиционирования воздуха с воздухоох

ладителями. Центральные установки обеспечивают обработку пер-

вичного наружного воздуха

– фэнкойлы – агрегаты, включающие вентилятор, теплообменник,

фильтр для очистки воздуха и пульт управления;

– охлаждающие балки – системы радиационного охлаждения поме-

– водоохлаждающую холодильную машину (чиллер) – источник холода в теплый период года;

– градирню – для отвода теплоты от конденсатора холодильной ма-

– систему утилизации теплоты – для эффективного использования

энергии в здании. Теплота, отводимая в конденсаторе, может быть использована для подогрева воды в системе горячего водоснабже-

ния здания

– бак-аккумулятор – для аккумулирования холода, достаточного для обеспеченияминимальногоинтерваламеждувыключениемивключением компрессора чиллера, или для обеспечения постоянного расхо-

да холодоносителя в первичном контуре и меняющегося в соответс

твии с требованиями потребителя расхода во вторичном контуре;

– систему подпитки – для компенсации утечек холодоносителя и под

держания статического давления. Система подпитки может быть

скомбинирована с системой деаэрации.

Бак-аккумулятор, насосы первичного контура, насосы вторичного

контура, система подпитки, а также запорная, регулирующая и предох

ранительная арматура обычно объединяются в единый блок – насосную

станцию (гидромодуль). Некоторые модели чиллеров выпускаются со

встроенным гидравлическим блоком.

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Каждыйгидравлическийконтурсистемыкондиционированиявоздуха имеет циркуляционные насосы. Так как перепады температуры воды,

циркулирующей в контурах, невелики, то необходимы более мощные на-

сосы, чем для систем отопления

На первоначальном этапе необходимо выбрать тип насоса и соответствующую характеристику. Выбор типа насоса в зависимости от расчетных значений параметров работы (подачи и напора) выполняется по сводным характеристикам с учетом необходимости, выбранного способа

идиапазонарегулированиярасходажидкостивциркуляционномконтуре.

Дальнейший подбор аналогичен подбору насосов для систем отопления. Использование частотного преобразователя позволяет автома-

тически поддерживать заданную величину некоторых технологических

параметров (перепад давления, расход жидкости, а также температуру

жидкости) и обеспечивает максимальную эффективность работы системы и минимальное энергопотребление.

Рассмотрим возможные варианты выбора насосов первичного кон-

тура системы кондиционирования воздуха. Регулирование контура вы-

полняется по датчику температуры холодоносителя с защитой от обмер-

зания испарителя

Вариант 1. Насос (рабочий и резервный) с постоянной частотой

вращения. Скорость насоса регулируется вручную до достижения тре-

буемого расхода. Более точное регулирование расхода холодоносителя

осуществляется при помощи регулировочного клапана

Вариант 2. Установка насосов (рабочего и резервного) с частотным регулированием. Насосы с частотным регулированием работают в той рабочей точке, которая соответствует потребностям системы в данный момент времени. Рекомендации по выбору типа насоса приведены в табл. 2.4.

систем кондиционирования воздуха

Центробежные насосы представляют собой огромную группу оборудования, используемого для перекачки различных жидкостей, подачи и отвода воды в условиях частных домовладений и больших производств. Горизонтальные центробежные насосы имеют свою классификацию и особенности конструкции. Они надежны и сравнительно недороги, поэтому получили широкое распространение во многих сферах и областях деятельности человека.

Как работает центробежный насос

Само название насоса говорит о том, что необходимый напор перемещаемая жидкость получает под действием центробежной силы, появляющейся в результате вращения внутреннего рабочего колеса при взаимодействии с ним жидкой среды.

Вода через всасывающий патрубок поступает внутрь корпуса, имеющего, обычно, спиралевидную форму. В нем располагается установленное на валу рабочее колесо, представляющее собой пару соединенных дисков и имеющее лопасти, отогнутые в обратную от направления вращения сторону. При движении лопастей вода, находящаяся между ними, отбрасывается за счет центробежной силы к стенкам внутреннего корпуса.

При движении колеса, в центре создается разряжение с повышением давления на периферии (у стенок), под действием которого жидкость выдавливается в сторону напорного трубопровода. Одновременно из всасывающего трубопровода внутрь корпуса насоса поступает следующая партия воды благодаря образовавшемуся в центре корпуса разряжению. В результате происходит ее постоянная циркуляция из подающего трубопровода через обратный клапан в напорную трубу.

Чем быстрее вращается рабочее колесо и больше его диаметр, тем сильнее будет центробежная сила и, как следствие, напор выходящей из насоса воды.

В многоступенчатых агрегатах жидкость из первой ступени поступает во вторую, затем в третью и т.д. Такое оборудование имеет более одного рабочего колеса, что сказывается на высоких мощностных характеристиках насосов.

Самовсасывающие насосы для начала работы не требуют предварительного заполнения водой всасывающего патрубка. Нормальновсасывающие агрегаты до включения должны быть залиты водой.

Основные узлы насоса центробежного типа

Ключевыми конструктивными элементами насоса считаются:

• корпус;
• приемный обратный клапан с сеткой, служащей для фильтрации каких-либо примесей;
• рабочие колеса (от 1 до 6);
• предохранительный клапан, оберегающий насос от возможного гидравлического удара
• задвижка;
• манометр;
• вакуумметр.

Особенности горизонтальных насосов

Основным отличием рассматриваемых насосных агрегатов является горизонтальное расположение рабочего вала (оси колес) и горизонтальный разъем корпуса, что относится к классическому варианту исполнения. Центробежные горизонтальные установки подразделяются по нескольким признакам и параметрам:

• по количеству ступеней и рабочих колес. Конструкция центробежных насосов предусматривает одноступенчатое или многоступенчатое устройство агрегатов. В свою очередь, горизонтальные одноступенчатые модели насосного оборудования могут изготавливаться с консольным валом;
• по производительности, или выходящему объему воды в секунду (час);
• по напору перекачиваемой жидкости – бывают низкого, высокого или среднего давления;
• по способу подачи жидкости. К рабочему колесу подвод воды осуществляется через односторонний вход, либо путем двойного всасывания;
• по варианту соединения с электродвигателем. Подсоединение производится при помощи муфт, клиноременной передачи со шкивом, через мультипликатор или редуктор;
• по типу двигателя. Горизонтальный центробежный насос может быть укомплектован дизельным или работающим от электрической сети переменного тока двигателем. Его модель и мощность во многом зависит от характеристик оборудования, а также от параметров и предназначения помещения, в котором предполагается установка агрегата;
• по типу всасывания – нормально- и самовсасывающие;
• по вакуумметрической высоте всасывания, определяющей глубину забора воды;
• по быстроте хода – тихо-, быстроходные и нормальные.

Производители стараются изготавливать центробежное насосное оборудование максимально бесшумным, чтобы работающий агрегат, установленный внутри помещения, доставлял как можно меньше неудобств обитателям дома. КПД крупных агрегатов достигает показателя 0,9, а небольших моделей – 0,6-0,7.

Виды горизонтальных насосов

Конструктивно, рассматриваемые насосные агрегаты подразделяются на:

• одноступенчатые, укомплектованные одним рабочим колесом. Используются в обычных условиях для перемещения воды;
• многоступенчатые, имеющие свое рабочее колесо в каждой ступени. В агрегатах они подсоединяются последовательно. Причем каждое последующее «отделение» отвечает за поднятие давления воды на более высокий уровень. Применяются многоступенчатые насосы в случае, когда подачу жидкости необходимо производить под большим напором.

Насосы двойного всасывания

Горизонтальный центробежный насос двухстороннего входа имеет нагнетательные и всасывающие патрубки, располагающиеся на одной оси в корпусе, называемом «in-line». Данный вид насосов отличается хорошей всасывающей способностью, благодаря расположенному в нем двойному колесу, а также двухстороннему подводу жидкости.

Оборудование обладает улучшенными, по сравнению с консольными насосами, кавитационными качествами, позволяющими закачивать жидкость с отметок, расположенных ниже нулевых уровней. С валом насоса электродвигатель соединяется посредством втулочно-пальцевой муфты.

Герметичные насосы

Агрегаты изготавливаются в герметичном корпусе в двух разных исполнениях:

• колесо устанавливается непосредственно на валу электродвигателя;
• для соединения насоса и двигателя используется магнитная муфта.

Герметичным насосам не требуется внешняя смазка и уплотнение вала, а их корпус исключает какие-либо протечки. Поэтому они предназначаются, в первую очередь, для перекачивания опасных жидкостей, в основном, в химической промышленности. Существует несколько видов агрегатов с герметичным корпусом:

• с обратной циркуляцией;
• с водяным охлаждением;
• с переходным фитингом или уплотнением.

Наиболее популярное насосное оборудование, имеющееся практически на каждом подворье. Оно предназначается для полива садово-огородных участков и водоснабжения дома в условиях отсутствия централизованных водопроводных сетей. Поверхностные насосы устанавливают на поверхности земли, что следует из их названия, либо внутри помещения.

При выборе оборудования следует обращать внимание на его производительность и напор, а также на тип всасывания (самовсасывающий, нормальновсасывающий).

Самовсасывающие насосы

Обладают высокой всасывающей мощностью в сочетании с экономичностью. Они имеют широкие возможности для использования и удобны в обслуживании. Отличительной особенностью самовсасывающих насосов является высокий показатель КПД, а также возможность регулирования мощности и простота обслуживания. Недостатком насосов подобного типа является необходимость их заливки до пуска, но к этому требованию всегда можно приспособиться.

Кроме традиционной и наиболее распространенной модели центробежного самовсасывающего насоса, оборудование изготавливают в нескольких модификациях, в зависимости от предполагаемых условий работы.

Несколько из них:

• для горячей воды – комплектуются камерами охлаждения;
• для воды с высоким процентом минерализации – используются в угольных шахтах;
• для трансформаторного масла – предназначаются для турбогенераторов.

Другие виды горизонтальных насосов

Центробежные насосы представляют наиболее многочисленную группу насосного оборудования, к одной из подгрупп которой относятся горизонтальные насосы. Они имеют различное функциональное предназначение и область применения. Некоторые перекачивают чистую воду, другие – слегка загрязненную, а специально изготовленные агрегаты используют для транспортировки агрессивных или слишком горячих жидкостей.

Кроме вышеперечисленных, горизонтальные насосы бывают:

• со спиральным корпусом;
• взрывозащищенные;
• высокооборотные;
• с открытым рабочим колесом и др.

Перечислить все возможные модификации горизонтальных центробежных насосов вряд ли получится. Их слишком много, чтобы можно было упомянуть обо всех в нашей статье.

Одноступенчатый центробежный насос – это вид оборудования, которое отвечает за перекачивание воды и формирование напора. Вращение рабочего колеса производится приводом электродвигателя, что создает разрежение или избыточное давление, под его действием жидкость перемещается от насоса по трубопроводу к месту потребления.
Какие характеристики имеет центробежный насос одноступенчатый, где используется, предлагается познакомиться из этой статьи.

Основные элементы центробежных насосов

В состав устройства входят:

• Корпус, имеющий вид спирали – поз. 2.
• Крышка корпуса – поз. 1, отливается совместно с всасывающим патрубком насоса.
• – поз. 4. Выполнено закрытого типа. Расположено внутри корпуса на валу, поз. 9, от проворачивания удерживается шпонкой и фиксируется гайкой поз. 5.
• Опорный кронштейн поз. 10.
• Шарикоподшипники — поз. 11. Закрывают их крышки. Смазываются шарикоподшипники консистентной смазкой.
• Защитная втулка поз. — 7. В ее функции входит повышение ресурса работы изделия и предотвращение износа вала в месте уплотнения.
• Для защиты внутренней части корпуса и уплотнения вала используются мягкие набивные сальники, поз. 6, которые удерживаются крышкой поз. 8.

Насосы, у которых мощность не более 10 кВт имеют незагруженные рабочие колеса, свыше 10 кВт они разгружены от действия осевых нагрузок. В этом случае разгрузка происходит через специальные отверстия, расположенные на заднем диске колеса и уплотнительный поясок на нем, который ставится со стороны узла уплотнения. Такая разгрузка способствует снижению давления в зоне перед узлом, уплотняющим вал насоса.
Инструкция по эксплуатации указывает: что для увеличения ресурса работы центробежного насоса, корпус для устройств, мощность которых выше 10 кВт, и сменные корпуса, для всех насосов, защищаются сменными уплотняющими кольцами, поз. 3. Зазор от 0,3 до 0,5 мм, образуемый между уплотнительным пояском колеса и уплотняющим кольцом, создает препятствие для перетока перекачиваемой устройством жидкости из области, где высокое давление в область пониженного давления, что обеспечивает высокий КПД насоса.
Через патрубок для всасывания жидкость поступает в корпус насоса, а затем поступает в центр рабочего колеса, совершающего вращение вместе с валом от мотора. Жидкость под действием лопастей начинает вращаться и отбрасывается на периферию от центра рабочего колеса, создающейся центробежной силой. Затем она, сквозь нагнетательный патрубок, перемещаясь по напорному трубопроводу, попадает в спиральную часть корпуса и далее в трубопровод.
Центробежный насос – устройство, где движение воды и ее напор создаются центробежными силами, которые возникают под действием на жидкость лопастей колеса. Напор струи, создающийся насосом, измеряется как метр столба перекачиваемой жидкости за единицу времени.

Особенности центробежных насосов

Промышленность выпускает большое разнообразие различных типов насосов, которые классифицируются по признакам:

• По количеству ступеней:

1. одноступенчатые;
2. двухступенчатые;
3. многоступенчатые.

• По количеству потоков:

1. однопоточные;
2. двухпоточные;
3. многопоточные.

• По подводу воды к рабочему колесу:

1. вход односторонний;
2. вход двусторонний.

• По отводу из рабочего колеса жидкости:

1. с направляющим аппаратом;
2. с кольцевым отводом.

• По конструктивным особенностям рабочего колеса:

1. с открытым колесом;
2. с закрытым элементом.

• По способу привода:

1. через соединительную муфту;
2. через привод редуктора.

• По расположению вала:

1. вертикальное(см.);
2. горизонтальное.

• Ротор может быть:

1. сухим, когда при работе насоса ротор мотора не соприкасается с жидкостью, которая перекачивается. Такие насосы, как правило, имеют большую подачу воды;
2. мокрым. В этом случае ротор мотора работает непосредственно в жидкой среде. Находящийся под напряжением статор двигателя от ротора отделен гильзой, толщина которой 0,1 – 0,3 мм.
   Изготавливается деталь из нержавеющей стали. Смазываются подшипники ротора жидкой средой, выполняющей функцию охлаждения ротора. Обычно в таких конструкциях вал располагается горизонтально.

Преимущества и недостатки центробежных одноступенчатых насосов

По сравнению с другими насос центробежный одноступенчатый имеет несколько преимуществ:

• Непрерывная, равномерная, с небольшими пульсациями, подача воды.
• Достаточно простая конструкция устройства, что упрощает эксплуатацию и техническое обслуживание.
• Меньшая цена.
• Обладают большей надежностью при эксплуатации.
• КПД составляет 0,6 – 0,8.
• Высота всасывания значительно больше.
• Возможность выполнить автоматизацию процесса прокачки жидкости.

Совет: Применение автоматического управления процессом при использовании центробежного одноступенчатого насоса облегчает работу и увеличивает срок службы устройства. Встроенные датчики позволяют своевременно отключать систему при обнаружении неисправности в ней.

Недостатками насосов являются:

• Влияние напряжения сети на напор при подаче жидкости по трубопроводу.
• В обычном исполнении неудобством служит то, что насос нужно заливать своими руками водой при запуске, когда уровень ее находится ниже входного патрубка.
• Присутствует склонность к кавитации.
• При перекачивании вязких жидкостей снижается значение КПД.

Совет: Насос одноступенчатый центробежный целесообразно применять при средних и низких напорах жидкости и больших ее подачах.

На фото представлен самовсасывающий одноступенчатый центробежный насос.

Комплект поставки изделия

Производители комплектуют центробежные насосы дополнительными элементами, которыми могут быть:

• Для удержания во всасывающем патрубке устройства и его корпусе воды, при заливке насоса перед пуском в работу прилагается приемный обратный клапан.
• Сетка, необходима для предохранения попадания крупных взвесей, плавающих в воде, в устройство.
• Измерять величину разрежения на всасывающей стороне помогает вакуумметр, который ставится на трубе водопровода между задвижкой и:

1. корпусом насоса;
2. краном, что выпускает воздух при заливке, монтируется в верхней части корпуса;
3. обратным клапаном, расположенным на напорном трубопроводе и предотвращающим попадание жидкости через насос, когда подключается для параллельной работы еще один насос, в обратном направлении.

• На напорном трубопроводе задвижка, которая ставится при пуске в работу, остановки и выполнения регулировки напора и потока жидкости через центробежный насос.
• Для измерения напора возникающего на напорном патрубке, который развивается насосом, используется манометр.
• Предохранительный клапан, располагаемый за задвижкой на напорном клапане, который служит для защиты трубопровода, напорного патрубка и самого насоса от разрушительного действия гидравлических ударов.
• Устройство для заливки воды в насос.

Подробно все о центробежных одноступенчатых насосах может показать видео в этой статье.