Как устроен и работает водяной насос: назначение и принцип работы, схема конструкции – Attention Required! | Cloudflare

Содержание

Принцип работы насоса. Типы насосов. Работа насоса. Устройство насоса

В этой статье мы постарались собрать все возможные принципы работы насосов. Часто, в большом разнообразии марок и типов насосов достаточно трудно разобраться не зная как работает тот или иной агрегат. Мы постарались сделать это наглядным, так как лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.
Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.


Водоподъемное колесо


Водоподъемное колесо

С давних времен стояла задача подъема и транспортировки воды. Самыми первыми устройствами такого типа были водоподъемные колеса. Считается, что их изобрели Египтяне.

Водоподъемная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижник край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоема, а затем в верхней точке колеса , вода выливалась из кувшинов в специальный приемный лоток. для вращения устройства применялать мускульная сила человека или животных.



Винт архимеда


Винт архимеда

Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученый древности, изобрел винтовое водоподъемное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объемом поднимаемой воды или большей высотой подъема. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.



Поршневой насос


Поршневой насос

Первый поршневой насос для тушения пожаров, изобратенный древнегреческим механиком Ктесибием, был описан еще в 1 веке до н. э. Эти насосы, по праву, можно считать самыми первыми насосами. До начала 18 века насосы этого типа использовались довольно редко, т.к. изготовленные из дерева они часто ломались. Развитие эти насосы получили после того, как их начали изготавливать из металла.
С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.
В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъема воды из скважин и колодцев, в промышленности — в дозировочных насосах и насосах высокого давления.


Трехплунжерный насос

Существуют и поршневые насосы, объединенные в группы: двухплунжерные, трехплунжерные, пятиплунжерные и т.п.
Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода.
На картинке вы можете увидеть трехплунжерный насос.



Крыльчатый насос


Крыльчатый насос
Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении



Сильфонный насос


Сильфонный насос
Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон («гармошку»), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение — выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.



Пластинчато-роторный насос


Пластинчато-роторный насос
Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость «на сухую», т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.

Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.

Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.



Шестеренный насос с наружным зацеплением


Шестеренный насос с наружным зацеплением
Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.



Шестеренный насос с внутренним зацеплением


Шестеренный насос с внутренним зацеплением

Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.



Кулачковый насос с серпообразными роторами


Кулачковый насос с серпообразными роторами

Кулачковые (коловратные или роторные) насосы предназначены для бережной перекачки вызких продуктов, содержащих частицы.
Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)
Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200…400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.
Применяются в пищевой и химической промышленности.

Роторный насос с трехлепестковыми роторами

На картинке можно посмотреть роторный насос с трехлепестковыми роторами.
Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.
Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.



Импеллерный насос


Импеллерный насос

Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) является разновидностью пластинчато-роторного насоса.
Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счет этого при вращении рабочего колеса изменяется объем между лопастями и создается разряжение на всасывании.

Что происходит дальше видно на картинке.
Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).
Преимущество — простота конструкции.



Синусный насос


Синусный насос
Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.

Синусный насос
Принцип работы:

На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.



Винтовой насос


Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.

Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

Винтовой насос Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.

Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.

Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
Преимущества винтовых насосов:
— самовсасывание (до 7…9 метров),
— бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
— возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
— возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.



Перистальтический насос


Перистальтический насос
Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

Принцип работы:
При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.



Вихревой насос


Вихревой насос
Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

Принцип действия:
Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.

При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.



Газлифт


Газлифт
Газлифт (от газ и англ. lift — поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.

В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, а другой — труба, в которой находится газожидкостная смесь.



Мембранные насосы


Мембранные насосы
Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

Принцип работы:
Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны



Оседиагональные насосы (шнековые)


Оседиагональные насосы (шнековые)
Шнековые насосы
Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.

Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)



Центробежный насос



Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.

Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов — износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.



Многосекционный насос



Многосекционные насосы — это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.

Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.

По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).

Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.


Трехвинтовой насос



Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта — до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.

Насосы этого типа применяются:
— на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
— в системах гидравлики,
— в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.


Струйный насос



Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.

Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды — водоструйными насосами.
Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением — инжекторами.



Гидротаранный насос


Гидротаранный насос
Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.

Принцип работы гидротаранного насоса:
По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.



Спиральный вакуумный насос


Гидротаранный насос

Спиральный вакуумный насос представляет собой объёмный насос внутреннего сжатия и перемещения газа.
Каждый насос состоит из двух высокоточных спиралей Архимеда (серповидные полости) расположенных со смещением в 180° друг относительно друга. Одна спираль неподвижна, а другая крутится двигателем.
Подвижная спираль совершает орбитальное вращение, что приводит к последовательному уменьшению газовых полостей, по цепочке сжимая и перемещая газ от периферии к центру.
Спиральные вакуумные насосы относятся к категории «сухих» форвакуумных насосов, в которых не используются вакуумные масла для уплотнения сопряженных деталей (нет трения — не нужно масло).
Одной из сфер применения данного вида насосов являются ускорители частиц и синхротроны, что само по себе уже говорит о качестве создаваемого вакуума.



Ламинарный (дисковый) насос


Гидротаранный насос Ламинарный (дисковый) насос является разновидностью центробежного насоса, но может выполнять работу не только центробежных, но и прогрессивных полостных насосов, лопастных и шестеренчатых насосов, т.е. перекачивать вязкие жидкости.
Рабочее колесо ламинарного насоса представляет собой два и более параллельных диска. Гидротаранный насосЧем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость может перекачивать насос. Теория физики процесса: в условиях ламинарного течения слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе: слой, наиболее близкий к неподвижной трубе (так называемый пограничный слой), течёт медленнее, чем более глубокие (близкие к центру трубы) слои текущей среды.
Аналогично, когда жидкость поступает в дисковый насос, на вращающихся поверхностях параллельных дисков рабочего колеса образуется пограничный слой. По мере вращения дисков энергия переносится в последовательные слои молекул в жидкости между дисками, создавая градиенты скорости и давления по ширине условного прохода. Эта комбинация граничного слоя и вязкого перетаскивания приводит к возникновению перекачивающего момента, который «тянет» продукт через насос в плавном, почти не пульсирующем потоке.

*Информация взята из открытых источников.

Гидротаранный насос

Насосы Водяные для Дачи: у Каждого Свои Задачи

У каждого бытового насоса есть своя сфера применения, в которой он работает особенно долго и эффективно.

У каждого бытового насоса есть своя сфера применения, в которой он работает особенно долго и эффективно.

Мало кто не хотел бы иметь загородный дом или дачу на природе – свежий воздух, прозрачная вода, экологически чистые фрукты и овощи в мегаполисе являются редкостью. Но уход за садово-огородным участком требует немалых усилий и отнимает львиную долю свободного времени.

И здесь главной проблемой является подача воды, не на колонку же с ведрами ходить! Далеко не на всех дачах есть центральное водоснабжение. Поэтому повсеместно применяется альтернативный вариант – приобретение насоса для воды.

В статье мы расскажем о том, какие бывают насосы водяные для дачи, для чего и как применяются, сделаем краткий обзор различных видов данных агрегатов.

Дренажный насос отлично обеспечит сад и огород водой для полива.

Дренажный насос отлично обеспечит сад и огород водой для полива.

Предназначение бытовых насосов можно описать несколькими пунктами:

Для каждого применения есть свой вид приборов, давайте разберем их более подробно.

Виды водяных насосов

По функциональности все насосное оборудование для дачи делится на четыре вида:

  1. Водоподъемные насосы.

Они служат для извлечения чистой воды (без различных примесей) из неглубоких колодцев или водоемов. Система фильтров позволяет использовать добытую воду как для полива участка, так и для приготовления пищи.

  1. Циркуляционные насосы.

Их устанавливают в системы водоснабжения и отопления для принудительной циркуляции воды и теплоносителя в случае, если гравитационная система не справляется с поставленной задачей. Есть модели, способные регулировать частоту вращения вала, что способствует уменьшению потребления электричества, снижению уровня шума, увеличению срока службы прибора.

  1. Дренажные насосы.
Дренажный насос, оборудованный «поплавком», отключится самостоятельно при достижении минимального уровня откачиваемой воды.

Дренажный насос, оборудованный «поплавком», отключится самостоятельно при достижении минимального уровня откачиваемой воды.

Они схожи с водоподъемными насосами, но не оборудованы такой системой фильтров. Их применяют для откачки воды с мелкими примесями и незначительной загрязненностью, например, если нужно освободить бассейн или затопленный погреб. С их помощью можно качать воду из близлежащего пруда или озера для полива участка.

Для удобства контроля за уровнем воды дренажные водяные насосы для дачи снабжаются поплавковым механизмом, который отключает насос при критическом снижении уровня.

  1. Фекальные насосы.

Эти самые дорогие агрегаты используются только по прямому назначению – откачке содержимого туалетов и выгребных ям. По конструкции они аналогичны дренажным насосам, но обладают значительно большей функциональностью, так как способны пропускать крупные частицы.

Такой насос не требует частого подъема и очистки, и может долгое время находиться в яме. Так как работает агрегат в агрессивной среде, то и выпускается в корпусе из антикоррозийного материала. Многие модели оснащены страховочным «поплавком».

Фекальный насос не требует частой выемки и очистки, а страховочный «поплавок» сам отключит прибор при критическом снижении уровня жидкости.

Фекальный насос не требует частой выемки и очистки, а страховочный «поплавок» сам отключит прибор при критическом снижении уровня жидкости.

В зависимости от источника питания все насосы делят на:

  • Жидко-топливные, работающие автономно, применяются в местах, далеких от электросети. В качестве топлива используют солярку или бензин, смешанный с маслом. Дизельные насосы экономичны, потребляют мало топлива, а бензиновые более тихие в работе и стоят значительно дешевле.
  • Электрические насосы нуждаются в подключении к сети, поэтому их применяют в основном стационарно, недалеко от дома или дачи. Они выпускаются двух-и трехфазными, требуют строгого контроля рабочего напряжения в сети.

Модификации насосов

Независимо от конструкции все водяные насосы для дома и дачи являются вакуумными, только различаются способами создания этого самого вакуума, поэтому их подразделяют на три основных типа:

  1. Центробежные.
  2. Вихревые.
  3. Электромагнитные.

Поговорим о каждом более подробно.

Центробежные насосы

Центробежный поверхностный насос устанавливается на твердой поверхности и не имеет непосредственного контакта с жидкостями.

Центробежный поверхностный насос устанавливается на твердой поверхности и не имеет непосредственного контакта с жидкостями.

Эти приборы имеют в своем составе одно или несколько рабочих колес с лопастями, при вращении которых создается центробежная сила, обеспечивающая движение и напор воды. Иными словами, всасываемая вода через патрубок попадает на вращающиеся лопасти и оттесняется к стенкам корпуса, при этом возникает энергия давления, которая с напором выбрасывается в трубопровод.

Такие насосы высокого давления применяются для принудительной подачи воды в водопровод, полива участка, тушения пожара и прочее. Простота конструкции позволяет качать как чистую, так и немного загрязненную воду.

Достоинствами центробежных насосов являются:

  • Непрерывная подача воды под напором.
  • Надежность агрегата.
  • Доступная цена.
  • Возможность автоматизирования откачки жидкостей.

Важно! Устанавливаются насосы на твердой поверхности, желательно в отдельном закрытом помещении, так как при работе агрегат производит много шума.

Вихревые насосы

Вихревой насос в разрезе.

Вихревой насос в разрезе.

Конструкция этих насосов включает в себя стальной плоский диск с прямыми лопастями (вихревое колесо), который при работе образует вихревую полость, имеющую форму замкнутого кольца. Молекулы воды, двигаясь по замкнутой траектории и попадая между лопастями, каждый раз получают дополнительное ускорение, в связи с чем растет энергия и, соответственно, увеличивается сила напора воды на выходе.

Вихревые насосы имеют гораздо большую производительность, но при этом обладают меньшими габаритами и весом в сравнении с центробежными аналогами. В быту приборы применяются для поднятия давления в водопроводных сетях, полива участка, данные агрегаты позволяют комбинировать их с различными датчиками.

Достоинствами вихревых насосов являются:

  • Небольшой вес.
  • Компактность.
  • Высокая всасывающая способность.

Но данные конструкции чувствительны к качеству перекачиваемой воды. Наличие в жидкостях взвешенных частиц приводит к снижению эффективности и быстрому износу оборудования.

Электромагнитные или вибрационные насосы

Вибрационный насос не предусмотрен для перекачки жидкости, содержащей абразивные частицы (песок, мелкие камни), но устойчив к грязи и илу.

Вибрационный насос не предусмотрен для перекачки жидкости, содержащей абразивные частицы (песок, мелкие камни), но устойчив к грязи и илу.

Движущей силой этих приборов является электромагнитное поле, которое создается внутри насоса при включении агрегата в сеть. Под действием магнитного поля приходит в движение резиновая диафрагма с клапаном, которая, втягиваясь внутрь, создает пониженное давление в корпусе, и вода всасывается. После этого диафрагма возвращается на место, образуется избыточное давление, клапан закрывается, и жидкость под напором устремляется в выходной патрубок.

Применяют их в случаях, когда нужно создать сильный напор при небольшой подаче воды. Такие насосы могут не только перекачивать чистую воду, но и чистить дно бассейна, колодца или скважины, удаляя грязь и ил. Это возможно из-за отсутствия в корпусе прибора вращающихся и трущихся деталей, которые повреждаются твердыми частицами, а также электродвигателя.

Важно! Сломать такой насос довольно проблематично, но если все-таки это случается, то ремонт можно легко сделать своими руками, тем более, что к агрегату прилагается подробная инструкция с вариантами быстрого исправления возможных поломок. Кроме того, вибрационные насосы имеют невысокую стоимость.

Минусом этих приборов является постоянная вибрация, которая при длительном использовании насоса может привести к разрушению скважины или колодца, а также неустойчивость агрегата к перепадам напряжения.

Типы насосов

Множество модификаций насосов для дачи позволяет выбрать такой агрегат, который выполнит работу, нужную именно в данный момент.

Множество модификаций насосов для дачи позволяет выбрать такой агрегат, который выполнит работу, нужную именно в данный момент.

Все виды насосного оборудования в свою очередь подразделяют на типы:

Погружные насосыВсегда полностью погружаются в перекачиваемую жидкость и предназначены для постоянной перекачки. Такой насос как бы выталкивает воду наверх.
 Поверхностные насосыЯвляются более мобильными устройствами и могут применяться как переносные. В момент перекачки находятся на поверхности земли и их не нужно погружать в воду. Принцип работы: по подводящему трубопроводу жидкость поступает в насос, а после выбрасывается в напорный.
Промышленные и бытовые насосыВ первую очередь отличаются по своей производительности и моторесурсом, не будем на них заострять внимание.

Рассмотрим каждый из них отдельно.

Поверхностные насосы

Устанавливается такой водяной насос для дачи на твердую поверхность около водоема или в любом другом удобном месте. Сейчас выпускаются облегченные модели, оборудованные пенопластовым «поплавком», на котором можно закрепить насос и пустить в плавание по поверхности водоема.

Поверхностные бытовые насосы устанавливают вблизи водоемов или других источников.

Поверхностные бытовые насосы устанавливают вблизи водоемов или других источников.

В основном у популярных поверхностных насосов глубина всасывания не превышает 9 метров, этого вполне хватает для обеспечения участка водой, но есть модели, у которых данный параметр достигает 40 метров. Это дорогостоящие конструкции с эжектором (в переводе с латинского – выбрасывателем). Такие насосы используются для скважин и глубоких колодцев.

К поверхностным насосам относятся следующие модификации насосов, о некоторых мы рассказывали выше:

  • Вихревые.
  • Центробежные.
  • Самовсасывающие.
  • Жидкостно-кольцевые.
  • Портативно-переносные самовсасывающие.

Погружные насосы

Погружной насос в металлическом, антикоррозийном корпусе.

Погружной насос в металлическом, антикоррозийном корпусе.

Приборы этого типа могут быть как полного, так и частичного погружения, используются в источниках различной глубины – от малой (1–6 м) до большой (до 40 м).

Устанавливаются они непосредственно на дно скважины, колодца, пруда, но могут работать и в подвешенном состоянии. Корпус у погружных насосов выполнен из нержавеющей стали и полностью герметичен. Двигатель охлаждается водой, проходящей через корпус по специальным каналам.

Забор воды осуществляется в основном в вертикальном положении насоса, но есть некоторые модели, качающие жидкость в горизонтальном положении.

К погружным агрегатам относятся следующие модификации насосов:

  • Дренажные, качающие чистую или слегка загрязненную воду.
  • Фекальные, применяемые при откачке сточных ям.
  • Колодезные (полного или частичного погружения).
  • Скважинные, поднимающие как чистую, так и насыщенную землей и другими частицами воду из глубоких скважин.

Перед тем как выбрать их следует знать:

Что привлекает
  • Детали и корпус изделия выполнены из металлов, которые не подвергаются коррозии. Это обусловлено тем, что изделия функционируют под водой. Часто используют неметаллические составляющие, что сказывается на дешевизне модели.
  • Включение механизма осуществляется в любую минуту: поскольку вода находится внутри постоянно, то не требуется ожидать заливки системы. По этой причине обычно блок управления расположен достаточно далеко – он функционирует в автоматическом режиме.
  • Срок эксплуатации изделия продлевает наличие воды внутри. Кроме этого, это еще и дополнительный фактор охлаждения деталей агрегата.

Чтобы различное содержимое не попадало внутрь насосов – у колодезных насосов установлены системы фильтров.

Недостатки использования
  • Из-за герметичного корпуса возможны определенные трудности при выполнении ремонта.
  • Фильтры, функционирующие в загрязненной жидкости, способны быстро засоряться, нуждаются в очищении или в замене.

Ручные насосы

Ручной насос поршневого типа штанговый применяется для подъема воды из скважин.

Ручной насос поршневого типа штанговый применяется для подъема воды из скважин.

Все вышеперечисленные виды относятся к насосам, работающим на электричестве или жидком топливе. Но в случаях, когда электричества на даче нет, жидкого топлива тоже, а вода необходима, применяется насос водяной для дачи в ручном исполнении.

Все ручные насосы оборудованы поршнем, находящимся в цилиндрическом корпусе, и работают по принципу обычной деревенской колонки, каковой по своей сути и являются. Вручную одним или двумя рычагами поршень приводится в движение и начинает перемещаться вверх-вниз, создавая в цилиндре то давление, то разряжение, то всасывая воду, то выдавливая ее в выходную трубу.

Условно ручные насосы делят на:

  • Поршневые, поднимающие жидкости с глубины не более 7 метров.
  • Штанговые, устанавливаемые в скважинах и качающие воду с глубины от 15 до 30 метров.

Преимущество ручных насосов перед другими видами заключается в простоте, надежности и долговечности конструкции, там и ломаться-то особо нечему, любую поломку можно быстро исправить своими руками. Ну а к недостаткам можно отнести затраты времени и сил при подъеме воды. Иными словами, пока вы прилагаете усилия, качая рычаг вверх-вниз, вода поступает, как только перестали, то и воды нет.

Для длительной, бесперебойной работы насоса применять его нужно строго по назначению.

Для длительной, бесперебойной работы насоса применять его нужно строго по назначению.

Важно! Любые водоподъемные насосы следует применять только по назначению, которое прописано в инструкции, в противном случае существует риск значительно сократить срок службы агрегатов.

В заключение можно сказать, что применение насосов на даче несомненно облегчает выполнение поставленных задач, решение которых было бы невозможно без этих агрегатов.

Дополнительные правила

Стоит понимать, что выбор насоса стоит доверить специалистам. При таком варианте вы получите устройство с большим сроком службы и с низкой вероятностью появления различных проблем.

 Итак:

  • Если возникает выбор между немецкой и итальянской техникой, то лучше выбрать немецкое устройство, так как эти механизмы считаются более качественными.
  • Лучше выбрать тонкий, но нержавеющий трос, чем толстый коррозийный.
  • Для глинистой почвы лучше использовать полипропиленовые трубы.
  • Для глубокой скважины необходимо применять только качественные недешевые насосы.

Цена насосов может быть довольно разная. Но не стоит брат дешевых китайских моделей. Следует отдать предпочтение проверенным европейским брендам.

Мы рассказали о различных видах и типах приборов для подъема и перекачки воды из различных водоемов, какой выбрать, зависит от назначения и места его использования. Посмотрев представленные фото и видео в этой статье, вы сможете сделать правильный выбор.

Причины поломок насосного оборудования

Опишем подробнее самые распространённые причины поломок насосов:

  • Гидроудар. При включении в работу сухого насоса происходит гидравлический удар жидкости по лопастям и крыльчатке. Как результат возможно повреждение крыльчатки и других подвижных элементов.
    Гидроудар может возникать как при включении сухого насоса, так и при попадании в водозаборный шланг воздушного пузыря. Для предотвращения попадания воздуха в насос необходимо следить за нахождением водозаборного шланга ниже уровня воды.
    Перед тем как начинать работу с большинством бытовых насосов их необходимо вручную заполнить водой.
  • При работе в условиях сухого хода может появиться перегрев двигателя, что в свою очередь приводит к поломкам насоса. В процессе работы перекачиваемая жидкость осуществляет смазку подвижных элементов и охлаждение двигателя.
    Тогда как при работе на сухую могут возникать серьезные проблемы с силовыми элементами насоса, что и ведет к их поломке.
  • В редких случаях в особенности при эксплуатации насоса в зимнее время года внутри оборудования жидкость может замерзать. Замёрзшие валы и мембраны могут быстро выходить из строя, что вынуждает производить дорогостоящий ремонт техники.
  • При использовании насосов с жидкостями, рабочая температура которых превышает допустимые показатели рабочей среды, у насоса возможен перегрев, что неизменно приводит к его выходу из строя. Необходимо в точности следовать требованиям производителей оборудования, касательно условий эксплуатации насосов.

Принцип работы насосов

Принцип работы

Принцип действия всех насосов основан на использовании основных физических свойств жидкостей. Когда движущаяся часть насоса (крыльчатка (рабочее колесо), лопасть, мембранно-поршневой узел и т. д.) начинает двигаться, воздух выталкивается в сторону. Движение воздуха создает частичный вакуум (низкое давление), которое стремятся заполнить воздух или воды в случае водяных насосов. Этот процесс напоминает всасывание жидкости через соломинку. Когда вы всасываете жидкость через соломинку, во рту создается частичный вакуум. Жидкость поднимается через соломку из-за разницы между давлением во рту и атмосферным давлением.

Принцип работы насосов
Атмосферное давление

На уровне моря Земная атмосфера оказывает давление на нас, равное 1 атмосфере. Если один конец трубы поместить в воду, а на другом конце создать идеальный вакуум, в 1 атмосферу, то в трубе может удерживаться столб воды высотой 10 м. Такое условие можно получить только на уровне моря и только с идеальным вакуумом. В действительности, ВСЕ центробежные насосы могут поднимать (всасывать) воду не более чем на 8 м на уровне моря. И это показатель (глубина всасывания) снижается примерно на полметра при повышении нахождения насоса над уровнем моря каждые 300 метров.

Атмосферное давление
Разность давлений

В природе движение воздушных и водяных масс осуществляется от места с более высоким давлением к месту с низким давлением. Метеостанции отслеживают, как высокие давления движутся к низким давлениям. Такой принцип движения частиц используется в насосах. Жидкость из зоны высокого давления, всегда будет перемещаться в зону низкого давления.

Разность давлений
Центробежная сила

Центробежный насос работает по принципу всасывания через соломинку. При запуске двигателя крыльчатка (рабочее колесо) вращается и создает центробежную силу, под действием которой начинает прижиматься к стенкам улиты (корпуса насоса), обтекая ее попадает в выпускной патрубок и выталкивается наружу. Уменьшение количества воды в корпусе насоса создает пониженное давление, под действием которого образуется движение воды из впускного патрубка.

Центробежная сила
Герметичность насосной части

Т.к. для работы насоса используется принцип создания частичного вакуума, то конструкция корпуса насоса должна обеспечивать выполнения 3 условий:

  • Корпус насоса должен быть всегда заполнен водой. Вода в корпусе необходима для смазки механического уплотнения в целях предотвращения его износа и протекания.
  • Во избежание подсасывания воздуха и нарушения вакуума всасывающий патрубок, шланговые уплотнения и все уплотнительные кольца должны быть в хорошем состоянии.
  • В целях достижения надлежащего вакуума зазор между крыльчаткой и улиткой должен быть в пределах допустимых значений, указанных в руководстве по эксплуатации.
Герметизированная система
Типы насосов HONDA

Тип водяного насоса определяется конструкцией насосной части, которая пропускает через себя поток определенной жидкости. Поэтому в зависимости от диаметра рабочей полости улиты и диаметра крыльчатки зависит — производительность насоса, от количества и формы лопаток крыльчатки — высота подъема, а от материала изготовления — тип перекачиваемой жидкости. 

Стандартный тип насосов HONDA (серии WX, WB). Предназначены для перекачивания только чистой или слабозагрязненной воды.

Многофункциональный тип насосов HONDA  (серия WMP20X). Насосная часть изготовлена из специального высоко прочного пластика не восприимчивая к воздействию кислот и щелочей.  Предназначены для перекачивания не только чистой или слабозагрязненной воды, но и соленой (морской) воды, а также агрессивных жидкостей: сельхоз удобрений, промышленных и сельскохозяйственных химикатов. 

Высокого давления тип насосов HONDA (серия WH).Крыльчатка насоса имеет большой диаметр с большим количеством лопаток для создания большого давления. Предназначены для перекачивания только чистой или слабозагрязненной воды, но с очень большой высотой напора (подъема).

Грязевой тип насосов HONDA для перекачки песчано-гравийной водяной смеси (серия WT). Насосная часть изготовлена из специального высоко прочного чугуна не восприимчивая к воздействию абразивного материала, такого как песок и гравий.  Крыльчатка имеет специальную конструкцию редкого расположения лопаток, но имеющими большие размеры.  Предназначены для перекачивания не только чистой или слабозагрязненной воды, но и для перекачки песчано-гравийной водяной смеси.

Различия в типах насосов HONDA
Производительность насоса

Рабочие характеристики, указанные в руководстве по эксплуатации, отражают показатели, полученные в ходе стандартных (типовых) испытаниях. Производители насосов, результаты в таких испытаниях получают с помощью манометра и расходомера, подключенного к выходному патрубку. Далее такие показания сводятся в таблицу, по которой можно определить   пропускную способность (производительность) насоса для любого расчетного общего (суммарного) напора.

Рабочие характеристики насоса можно найти на странице каждой модели. 

Производительность насоса
Особенности расчета производительности насоса

При выборе конкретного водяного насоса следует рассчитать необходимые для вашего случая применения рабочие характеристики.

Определите, с какой глубины будет происходить забор воды насосом (глубина всасывания).

Определите, насколько высоко будет находится выпускной шланг (высота напора).

Определите, на какое расстояние будет перекачиваться жидкость от места забора до места подачи (высота напора).

Определите, какой должна быть производительность (л/мин) насоса. Учитывая общую (совокупную) высоту подъема (глубина всасывания + напор), пропускную способность можно определить по диаграмме производительности.

Имейте в виду, что фактическая производительность такой системы, как насос и шланги, может быть значительно меньше, чем рассчитанная при испытаниях, из-за наличия потерь производительности на трение при прохождении жидкости в шлангах. 

Аспекты производительности насоса
Особые примечания

При выборе насоса часто учитывается только общая высота напора. Однако, если не учитывать потери на трение этот метод часто может привести к серьезной ошибке, и во многих случаях производительность насоса не оправдает ожиданий. Процесс выбора становится еще более сложным, когда используется насадки, сопла, или спринклеры.

Для того чтобы точно рассчитать производительность центробежного насоса в рамках конкретного применения, следует учитывать потери общего напора. Эти потери включают, кроме прочего: общий статический напор, потери из-за размера, длины и материала труб, а также потери вследствие использования насадок, сопел, или спринклеров.

Точный расчет производительности и давления для данного насоса в рамках конкретного применения требует кропотливых расчетов и сопровождается большим количеством проб и ошибок. 

Особые примечания
Материалы водовыпуска и производительность (потери на трение)

Другим физическим свойством является то, что жидкость, движущаяся через шланг, создает тепло из-за трения двух поверхностей (вода и шланг). В стальной трубе трение будет больше, чем в гладкой трубе из ПВХ или винила. Потери на трение возрастают при увеличении длины трубы, шланга или уменьшения диаметра шланга, что  и снижает пропускную способность (л/мин).

Материалы водовыпуска и производительность
Атмосферное давление

На уровне моря Земная атмосфера оказывает давление на нас, равное 1 атмосфере. Если один конец трубы поместить в воду, а на другом конце создать идеальный вакуум, в 1 атмосферу, то в трубе может удерживаться столб воды высотой 10 м. Такое условие можно получить только на уровне моря и только с идеальным вакуумом. В действительности, ВСЕ центробежные насосы могут поднимать (всасывать) воду не более чем с глубины 8 м на уровне моря. И это показатель (глубина всасывания) снижается примерно на полметра при повышении нахождения насоса м над уровнем моря каждые 300 метров.

Глубина всасывания и производительность

Атмосфера играет важную роль, оказывая давление в 1 атмосферу на земной поверхности, в том числе и на любой водоём, но только находящимся на уровне моря. Этот фактор ограничивает глубину всасывания (на входе) центробежных насосов до 10 м. Однако этот показатель можно было бы получить только в том случае, если бы мы смогли достичь идеального вакуума в насосе. В действительности, напор подачи центробежных насосов ограничен примерно 8 м. Производительность насоса (мощность или давление) является самой высокой, когда насос работает вблизи поверхности воды. Увеличение глубины всасывания СНИЗИТ напор выпуска и, следовательно, пропускную способность насоса. Самое главное, что в целях снижения вероятности кавитации напор подачи следует поддерживать на уровне наименьшего возможного значения. Кавитация может также возникать при засорении всасывающего шланга. Никогда не используйте шланг подачи с диаметром, меньшим чем диаметр входного патрубка. Кавитация может быстро повредить насос. 

Напор подачи и производительность
Напор выпуска и производительность

Атмосфера играет важную роль в том, насколько высоко мы можем вытолкнуть воду. Вода тяжелая; около 0,9 г/см3. Старая поговорка: «все возвращается на круги своя» подтверждает закономерность возврата воды к своему источнику. Механическая энергия крыльчатки передает свою силу воде, соприкасающейся с ней. Эта сила может быть измерена в килограммах на квадратный сантиметр выпуска насоса. По мере увеличения высоты напора выпуска насоса производительность насоса (л/мин) уменьшается, а также уменьшается давление в конце выпускного шланга (если поток остановлен или используется спринклер / сопло). В точке максимального напора пропускная способность (л/мин) упадет до нуля, и в конце шланга не будет давления для запуска спринклера или сопла. Если бы мы измерили давление в нижней части сливного шланга, мы бы увидели максимальное давление напора, которое было бы результатом поддержки насосом веса воды находящегося во всем выпускном шланге.

Рабочие характеристики показывают соотношение между пропускной способностью и общим (совокупным) напором. 

Напор выпуска и производительность
Длина выпускной магистрали и производительность

По мере увеличения длины выпускного шланга вода контактирует с большей площадью поверхности шланга. Как рассказывалось ранее, внутренняя стенка выпускного шланга (при контакте с быстрым потоком воды) создаст трение. Увеличение силы трения замедляет движение воды и уменьшит производительность насоса.

Длина водовыпуска и производительность
Препятствия и производительность

Препятствия похожи на плотины для потока воды. Когда вода ударяется в препятствие, обойти его может только часть потока воды. Общие рекомендации следующие: выпускной шланг следует располагать как можно более прямо, и, по возможности, избегать уменьшения размера шланга. Препятствия приводят к увеличению трения и снижению пропускной способности на выходе выпускного шлага. 

Препятствия и производительность
Колена (труб) и производительность

Установка колен по длине трубы нарушает плавный поток воды. Турбулентность, создаваемая вокруг этих колен, вызывает увеличение трения, которое уменьшает пропускную способность и производительность насоса. 

Колена (труб) и производительность
Соединители и клапаны

Установка соединителей и клапанов по длине трубы нарушает плавный поток воды. Турбулентность, создаваемая вокруг этих соединений, вызывает увеличение трения, которое уменьшает пропускную способность и производительность насоса.

Соединители и клапаны
Высота над уровнем моря и производительность (атмосферные потери)

Мощность двигателя снижается с увеличением высоты. Чем выше высота над уровнем моря, тем меньше воздуха для нормальной работы двигателя. Максимальная мощность двигателя снижается примерно на 3,5% с каждыми 300 м над уровнем моря.

Меньше воздуха также оказывает меньшее давление на воду, которую мы пытаемся втянуть в насос. Поскольку давления воздуха для подачи воды в насос меньше, максимально доступный напор подачи снижен. Снижение мощности двигателя также может привести к снижению пропускной способности и производительности насоса. 

Высота над уровнем моря и производительность

Что собой представляет водяной насос для системы отопления частного дома, как он работает

Отопление – система непростая. Очень важно правильно собрать схему расположения источников тепла, трубной разводки и нагревательного элемента (печи или котла). Но все становится проще, если в систему вставить водяной насос для отопления, который чаще всего называется циркуляционным. С помощью него в отопительной системе образуется небольшое давление, которое прогоняет теплоноситель по всем элементам. То есть, неважно, как будет собрана схема – правильно или неправильно – горячая вода все равно попадет в радиаторы и отдаст свое тепло в помещения.

Конструктивные особенности насоса для отопления

Устройство водяного насоса для отопления достаточно простое. Во-первых, это малогабаритный и маломощный прибор. Во-вторых, в его конструкции нет сложных деталей и узлов. На фото ниже показана деталировка агрегата, в который входит чугунный корпус (1), латунная крыльчатка (2), специальная крышка (3), с помощью которой отделяются два отсека друг от друга: где расположена крыльчатка и электродвигатель. Сам электродвигатель (4) и электрическая часть: клеммная коробка (5), к ней присоединяется питающий электрический кабель, блок управления в виде электронной платы (6) и крышка (7), закрывающая клеммную коробку.

Деталировка водяного насоса для отопления

Данная модель является более современной, потому что в ней все процессы контролируются и управляются электронной платой. Но есть модели проще, в которых плату заменяют конденсатором, а настройку скоростей производят вручную, для чего используется тумблер, расположенный на крышке блока управления.

Принцип работы водяных насосов для отопления частного дома, как и сама конструкция, достаточно прост. Все дело во вращении крыльчатки, которая создает центробежную силу, которая отбрасывает воду на периферию своего колеса, где и создается большое давление жидкости. Это давление и прогоняет теплоноситель по трубам и другим элементам системы отопления. В центре же крыльчатки, наоборот, создается разряжение, то есть, снижение давления. Поэтому горячая вода как бы сама втягивается в этот участок, то есть, происходит засасывание жидкости.

Но фото ниже показано, как работает насос для отопления, как теплоноситель из одной камеры перетекает в другу. Обратите внимание и на один элемент, через который в автоматическом режиме воздух в теплоносителе покидает трубную систему. Необходимо отметить, что такие воздухоотводчики редко используются в конструкциях водяных насосов. Чаще в них устанавливается винт, открывая который, можно стравливать скопившийся воздух. Данная конструкция проще и по использованию, и по технологическому исполнению.

Принцип работы отопительного насоса

Как правильно установить

Правильная установка водяного насоса в систему отопления – это не просто вмонтировать его в трубу и подключить в питающую электрическую сеть. Кстати, все бытовые циркуляционные агрегаты работают от обычной розетки напряжением 220 вольт. Электрики рекомендуют устанавливать отдельно на них автоматический выключатель. По всем остальным позициям это обычный бытовой прибор, как, к примеру, электрический чайник или холодильник.

Место установки

Основное требование правильного монтажа – это место установки. Все дело в том, что в водяном насосе для отопления, как и во всех насосных установках, присутствуют уплотнительные манжеты, обеспечивающие герметичность всей конструкции. Чаще их изготавливают из резины или паранита. Так вот оба материала реагируют на высокую температуру, под действием которой быстро выходят из строя.

А так как в системе отопления частного дома теплоноситель на разных участках имеет разную температуру, то насос надо устанавливать там, где температура самая низкая. А это на обратном контуре схемы трубной разводки около нагревательного элемента. Здесь температура не превышает +50С, тогда, как на выходе из котла или печи теплоноситель достаточно горячий – до +95С.

Что касается схемы водяного отопления частного дома с насосом, то она может быть собрана проще, чем безнасосная. Все дело в том, что во второй схеме придется выдерживать уклон труб, по которым самотеком вода должна будет перемещаться. В схеме с насосом это делать нет необходимости, потому что в системе всегда присутствует давление, перегоняющее теплоноситель в определенном направлении.

Внимание! Установка циркуляционного насоса должна производиться в определенном пространственном положении. Ротор устройства должен располагаться всегда горизонтально. На фото ниже показаны правильное и неправильное расположение установки.

Схема расположения насоса

В принципе, никто не запрещает устанавливать насос и вертикально. Просто при таком расположении он теряет 30% своей мощности и напора.

Особенности монтажа

На что еще обратить внимание при монтаже.

  • В комплекте прибора всегда идет необходимые крепежные изделия: гайки и прокладки. Покупать их дополнительно не надо.
  • К месту монтажа должен быть свободный доступ для обслуживания и ремонта, монтажа и демонтажа.
  • Обязательно с двух сторон агрегата устанавливаются отсекающие вентили или краны. С их помощью можно перекрыть участок, чтобы демонтировать сам насос.
  • Перед прибором обязательно устанавливается фильтр грубой очистки.
  • Оптимально, если насосную установку поставить на байпас. Это отводящий трубный участок, который можно отключить, не влияя на работоспособность всей отопительной системы. На фото ниже такой участок показан.

Насос на байпасе

Это удобная конструкция, особенно, если в доме отключился свет, и насос перестает качать теплоноситель. Да и в случае с неисправностью агрегата такая схема спасает дом. Просто надо закрыть два крана на байпасе с разных сторон от насоса, и, наоборот, открыть кран на основной магистрали. Такая манипуляция займет одну минуту, но в доме будет работать отопительная сеть, даже без насоса.

Тепловые насосы

Казалось бы, что слово «насос» — это определение оборудования, которое перекачивает жидкости. Но с добавлением слова «тепловой» этот агрегат становится совершенно другим видом оборудования. С его помощью можно организовать отопление и горячее водоснабжение. То есть, не надо путать два вроде бы одинаковых понятия, это разные типы оборудования.

В категории тепловых насосов есть два типа, отличающихся друг от друга сферой забора тепловой энергии. Это может быть вода или воздух, которые тепловую энергию передают воде для отопления и ГВС. Отсюда и их названия.

  • Тепловой насос вода-вода для отопления дома.
  • Система воздух-вода.

В первом случае тепловая энергия забирается из воды, которая на глубине ниже 3 м никогда не замерзает, то есть, всегда имеет положительную температуру. Поэтому в воду опускается трубная разводка, по которой перемещается хладагент. Даже при малых положительных температурах он испаряется и направляется в компрессор, где происходит его сжатие. Именно на этой стадии хладагент нагревается до высоких температур. Он подается в теплообменник, где отдает свое тепло воде, используемой в системе отопления и горячего водоснабжения.

Схема теплового насоса вода-вода

Что касается второй системы – теплового насоса воздух-вода для отопления дома, то она работает точно по такому же принципу. Только хладагент забирает температуры не из воды, а из окружающего теплообменник воздуха. Поэтому данный тип оборудования напоминает обычный кондиционер в виде сплит-системы. Инверторный блок устанавливается на улице, гидравлический модуль устанавливают в котельной. Правда, необходимо отметить, что установки воздух-вода являются низкотемпературными. То есть, они могут нагревать воду до температуры +50С. А ее можно будет использовать в системе теплых полов и для ГВС.

Необходимо отметить, что обе системы являются универсальными в плане совместимости с любой циркуляционной сетью. У них очень высокий КПД – до 350%. С экологичностью все понятно, нет выбросов вредных веществ в атмосферу. Работают такие установки только от электроэнергии, поэтому ее постоянное и бесперебойное поступление – основное требование эффективной работы тепловых насосов.

Добавим сюда и уникальность конструкций. Они могут работать и на обогрев дома, и на его охлаждение. В качестве практичности можно отметить полное отсутствие других видов энергоносителей, кроме электричества. То есть, нет необходимости запасаться дровами или углем, соляркой или баллонами с газом. Полное отсутствие складов.

Схема теплового насоса воздух-вода

Но в любом случае тепловые насосы не часто можно увидеть в частном домостроении. Это нетрадиционный способ отопления и горячего водоснабжения. Проще смонтировать трубную разводку с установкой радиаторов или теплых полов. Даже электрические нагревательные котлы отопления чаще встречаются в домах, чем тепловые насосы. К тому же они – не самый дешевый вариант, тем более, полностью зависящий от подачи электрического тока. А это большая проблема за городом. К сожалению, отечественные линии электропередач не могут гарантировать постоянную и полноценную подачу. И в этом вся проблема.

Устройство насоса. Принцип действия насоса.

Содержание

Устройство насоса лопастного типа принципиально аналогично, но наиболее широким разнообразием отличаются центробежные насосы.

Для того, чтобы разобраться в чём же секрет высокой эффективности и большой популярности центробежных аппаратов, необходимо разобраться в устройстве и принципе действия насоса.

Устройство и работа насоса

Центробежный насос состоит из следующих элементов. Лопастное колесо поз.2 представляет собой ограниченную двумя поверхностями вращения камеру, в которой расположена система лопастей. При вращении колеса лопасти приводят протекающий поток во вращательное движение, увеличивая этим его механическую энергию.

Корпус поз.3 служит для конструктивного объединения всех элементов в насосе, для подвода жидкости к лопастному колесу, отвода потока от него и для преобразования скоростной энергии потока, выходящего из колеса, в давление.

Для исключения обратного возврата жидкости из области нагнетания в область всасывания, через пространство между колесом и корпусом служит уплотнение 1. Зазор в этом уплотнении делается возможно маленьким, поэтому обратный ток жидкости сводится к минимуму

Лопастное колесо закреплено на валу поз.4. Вал служит как проводник механической энергии от двигателя к колесу. Вал и двигатель соединены муфтой поз. 6.

В месте выхода вала из корпуса с рабочим колесом наружу установлено сальниковое уплотнение. Уплотнение выполняет функция блокировки выхода жидкости из корпуса наружу.

Вал держится на подшипниках поз.5. Подшипники воспринимают как радиальную (перпендикулярно валу), так и осевую (по оси вала) нагрузки, возникающие вследствие действия гидравлических сил и веса.

Наряду с одним рабочим колесом в центробежном насосе могут быть установлено и два. Такое устройство насоса позволяет существенно расширить область его применения и вносит ряд конструктивных преимуществ. Каждое лопастное колесо в насосном агрегате фактически является элементарным насосом.

Принцип работы центробежного насоса состоит в следующем. При пуске корпус насоса должен быть заполнен капельной жидкостью. При быстром вращении рабочего колеса его лопасти оказывают непосредственное силовое воздействие на частицы жидкости. Кроме того, создается поле центробежных сил в жидкости, находящейся в межлопастном пространстве рабочего колеса. Таким образом, жидкость, подвергаясь силовому воздействию лопастей рабочего колеса, с большой скоростью перемешается от центра к периферии, освобождая межлопастные каналы рабочего колеса.

Поэтому в центральной части рабочего колеса давление снижается и под действием внешнего, чаще всего атмосферного давления, жидкость входит во всасывающий патрубок и вновь подводится к центральной части рабочего колеса.

Жидкость, выходящая из каналов рабочего колеса по его выходному диаметру, попадает в межлопастное пространство неподвижного направляющего аппарата.

В направляющем аппарате жидкость, имеющая большую скорость, как бы тормозится и ее энергия частично преобразуется в энергию давления через каналы направляющего аппарата.

Большинство насосов оборудованы спиральными корпусами. Спиральная форма корпуса насоса обусловлена следующим: в корпусе насоса по направлению вращения рабочего колеса собирается все больший объем жидкости. Вся эта жидкость направляется к нагнетательному патрубку и отводится в трубопровод. Спиральная форма обеспечивает увеличение внутреннего объема корпуса насоса, примерно пропорциональное количеству жидкости направляющейся к нагнетательному патрубку. Поэтому скорость жидкости, проходящей через корпус насоса, во всех сечениях примерно одинакова.

Когда вода выходит наружу, середина рабочего колеса формирует участок пониженного атмосферного давления, что приводит к засасыванию внутрь новой порции жидкости. Такого рода цикл повторяется бесконечно, пока насос находится в работе.

Узнав принцип действия центробежного насоса, например насоса для отопления, нетрудно догадаться и о слабом месте таких приспособлений: они могут работать только при стабильном притоке жидкости. Устройство центробежного насоса не предусмотрено для работы без жидкости. В таком случае перестает формироваться поток жидкости, происходит разрыв потока и как следствие пропадает расход жидкости в трассе – рабочее колесо вращается в воздухе.

При работе насоса без жидкости пропадает и возможность смазывать и охлаждать вращающиеся элементы, такие как уплотнения и подшипники, в результате эти элементы перегреваются и выходят из строя.

Для исключения поломок такого типа предусмотрены специальные датчики-поплавки, которые не позволят вам запустить устройство, если воды в источнике не хватает. Устройство центробежного насоса предусматривает разные варианты назначения. Насосы могут быть не только погружными, но и поверхностными, причем в этом случае риск поломки был бы весьма высок, если бы не предусмотрительность инженеров, благодаря которой конструкция поверхностного водяного насоса дополнена обратными клапанами и автоматическими системами контроля. Они отключают механизмы, как только обнаруживают сухой ход.

Центробежные насосы — и погружные, и поверхностные — все же лучше справляются с подкачкой воды при нормальных условиях работы. Однако это не означает, что их нельзя использовать при слабом напоре воды.

Устройство погружного насоса

Устройство погружного насоса предусматривает его использование как помощника в загородном доме или коттедже. Такие насосы необходимы для подъема воды из скважины и колодца или откачки жидкости из водоема.

Исходя из назначения погружные насосы подразделяют на:
— скважинные — способны поднимать воду с большой глубины
— колодезные – в сравнении со скважинными отличаются меньшей производительностью и напором, но могут работать в воде, содержащей мелкие частицы песка или извести
— дренажные — предназначены для работы в загрязненной воде. Используются для откачки жидкости из, водоема или откачки из подвала дома.

Устройство погружного насоса в зависимости от исполнения и области применения оборудования бывает.
— вибрационного типа
— центробежного типа
— вихревого типа
— шнекового типа

Устройство вибрационного погружного насоса включает в себя
устройство насоса  силовой агрегат, внутри которого располагается электрический магнит;
устройство насоса  камера для набора воды, соединенная с выводящим патрубком;
устройство насоса  всасывающая камера. Отсек, куда в первую очередь попадает вода из источника;
устройство насоса  вибратор или вторая часть электромагнита, приводящего в действие ходовой поршень;
устройство насоса  амортизатор, необходимый для обеспечения плавного хода рабочего поршня;
В продаже есть устройства, не оснащенные амортизаторами. Однако они быстро выходят из строя, так как резкие движения поршня приводят к механическим повреждениям.
устройство насоса  шайбы, влияющие на производительность погружного устройства. За счет увеличения или уменьшения количества шайб можно самостоятельно изменять мощность насоса;
устройство насоса  шток или основа для движения поршня;
устройство насоса  обратный клапан. Устройство устанавливается для того, чтобы предотвращать обратный отток жидкости из насоса. За счет обратного клапана можно увеличить номинальную производительность оборудования;
устройство насоса  гайка, необходимая для фиксации поршня на штоке;
устройство насоса  поршень, являющийся основным рабочим элементом насоса;
устройство насоса  каналы, предназначенные для перевода воды из сборной камеры в водопроводную систему.

Основные элементы оборудования вибрационного типа

Работа погружного насоса вибрационного типа происходит за счет движения поршня. При подаче электрического питания создается электромагнитное поле в силовом агрегате, и вибратор притягивается, придавая поршню движение. В это время в наборной и всасывающей камерах создается разряженное давление, и свободное пространство заполняется водой через обратные клапаны. Аналогичным образом жидкость проходит через каналы и попадает в трубопровод.

За секунду происходит несколько движений поршня, что обуславливает напор воды в трубопроводе.

Центробежные насосы

Устройство погружного насоса центробежного типа уже описано выше.
устройство насоса  Напорный трубопровод, передающий воду от насоса к системе водопровода;
устройство насоса  Обратный клапан, предотвращающий выход воды из насоса в источник;
устройство насоса  Защитная сетка, необходимая для предохранения рабочей части насоса от примесей, негативно влияющих на работу устройства.

Эксплуатация погружных насосов центробежного типа, оснащенных защитной сеткой, возможна и в слегка загрязненной воде.

Устройство вихревого и шнекового насоса

Вихревые насосы

Теперь рассмотрим, как работает погружной насос вихревого типа. Устройство и принцип работы оборудования аналогичен центробежному насосу. Различия заключаются в следующих аспектах:
устройство насоса  рабочее колесо вихревого насоса является цельным, а центробежная сила, создающая вихревой поток, образуется в результате движения ребер жесткости;
устройство насоса  вода, поступающая через обратный клапан, накапливается в ячейках и именно из них переводится в напорный трубопровод.

Вихревые насосы в силу своей конструкции способны выдавать больший напор жидкости при небольших энергетических затратах.

Шнековые насосы

Шнековые насосы их еще называют винтовыми работают за счет вращения рабочего винта, расположенного внутри неподвижного корпуса.

От скорости вращения шнека зависит производительность насоса.

Управление погружным насосом любого типа может производиться вручную или с помощью автоматической системы, которая устанавливается дополнительно. Любой насос можно оснастить поплавком, предотвращающим работу в «сухом» режиме, недопустимую при использовании погружных устройств.

Для исключения перепадов напряжения электрической сети, способной вывести оборудование из строя, используются стабилизаторы. Чтобы усовершенствовать конструкцию погружного насоса и максимально продлить срок его службы, в систему водоснабжения дома встраивается гидроаккумулятор.

Устройство насосов на видео

Устройство любого – топливного, маслянного центробежных, вакуумного или водяного насоса это сложная взаимосвязь различных составляющих его узлов.

Основные узлы это:
рабочее колесо на валу и направляющий аппарат, которые составляют гидравлическую часть
ротор и электродвигатель, которые составляют электрическую часть.

И множество других узлов, таких как отводящие и подводящие патрубки, подшипники, уплотнения и многие другие о которых подробно написано на соседних статьях этого раздела.

Устройство и принцип работы самовсасывающего насоса для воды

Для устройства эффективных систем автономного водоснабжения в загородных коттеджах, частных домах и дачных участках необходимы самовсасывающие насосы для воды. Из названия следует, что данное оборудование способно, находясь на небольшом расстоянии, от источника водозабора, поднимать жидкость с глубины, пропуская ее «через себя». Выпускаемые производителями модели отличаются назначением и целым рядом технических характеристик, которые нужно изучать при выборе насоса для бытового использования. Довольно часто самовсасывающие насосы в автономных системах загородного водоснабжения идут вместе с накопительным или мембранным напорным баком. Правда, такой вид оборудования уже называют насосной станцией.

В данном видеоролике наглядно показан принцип работы бытового самовсасывающего насоса, способного забирать жидкость с помощью шланга из емкости и перекачивать ее в нужное место.

Виды самовсасывающих насосов

Производители выпускают самовсасывающие насосы с встроенным или выносным эжектором. В данном виде насосного оборудования всасывание и подъем жидкости происходит за счет ее разряжения. Во время работы эжекторные установки издают слишком много шума, поэтому для их размещения на участке подбирается специальное помещение, находящееся на достаточном расстоянии от жилого дома. Главное достоинство самовсасывающих насосов с эжектором  заключается в их способности поднимать воду с большой глубины, в среднем составляющей около 10 метров. При этом в источник водозабора опускается подающая труба, а сам насос устанавливается на некотором расстоянии от него. Такое расположение позволяет свободно контролировать работу оборудования, что сказывается на продолжительности срока его использования.

Важно! Для всех моделей бытовых самовсасывающих насосов данного типа важно обеспечить защиту от «сухого хода», провоцирующего поломку агрегата в большинстве случаев.

Ко второму виду оборудования относят самовсасывающие насосы, обеспечивающие подъем воды без эжекторов. В моделях данного типа насосов всасывание жидкости обеспечивается гидравлическим устройством, имеющим специальную многоступенчатую конструкцию. Гидравлические насосы работают бесшумно в отличие от эжекторных моделей, но по глубине забора жидкости они им уступают.

Устройство и принцип действия центробежного насоса

На рисунке представлено устройство самовсасывающего насоса центробежного типа. В корпусе, имеющем спиральную форму, расположено жестко закрепленное колесо, которое состоит из пары дисков с лопастями, вставленными между ними. Лопасти отогнуты в противоположную сторону от направления вращения рабочего колеса. С помощью патрубков определенного диаметра обеспечивается соединение насоса с напорным и всасывающим трубопроводом.

Устройство самовсасывающего центробежного водяного насоса

Так схематично можно представить устройство самовсасывающего центробежного насоса для перекачки воды, используемого в частных домах и на дачах

Принцип действия центробежных самовсасывающих насосов выглядит следующим образом:

  • После наполнения водой корпуса и всасывающего трубопровода рабочее колесо начинает вращаться.
  • Центробежная сила, возникающая при вращении колеса, вытесняет воду от его центра и отбрасывает ее на периферийные участки.
  • За счет создаваемого при этом повышенного давления происходит вытеснение жидкости с периферии в напорный трубопровод.
  • В это время в центре рабочего колеса давление наоборот понижается, что вызывает поступление жидкости через всасывающий водопровод в корпус насоса.
  • По данному алгоритму происходит непрерывная подача воды самовсасывающим насосом центробежного типа.

Важно! В конструкции центробежных насосов может быть от одного до нескольких рабочих колес. Соответственно количеству колес различают одноступенчатые и многоступенчатые насосные установки. Однако количество колес не влияет на общий принцип работы данного оборудования. В любом случае жидкость перемещается под действием центробежной силы, образующейся вращающимися колесами.

Принцип работы самовсасывающего вихревого насоса

Воздух, показанный на рисунке желтым цветом, всасывается в корпус насоса за счет вакуума, который создается путем вращения импеллера (рабочего колеса). Далее происходит смешивание воздуха, попавшего внутрь насоса, с рабочей жидкостью, содержащейся в корпусе агрегата. На рисунке данная жидкость изображена голубым цветом.

Устройство и принцип работы вихревого самовсасывающего насоса

На данном рисунке изображено устройство и принцип работы вихревого самовсасывающего насоса для подъема жидкости на высоту не более восьми метров

После поступления смеси воздуха и жидкости в рабочую камеру происходит отделение этих компонентов друг от друга, основанное на разности их плотностей. При этом отделившийся воздух выводится через подающую магистраль, а жидкость рециркулирует в рабочей камере. Когда из всасывающей линии происходит удаление всего воздуха, то насос наполняется водой и начинает работать в режиме центробежной установки.

Возможные варианты исполнения вихревых насосов

Возможные варианты исполнения вихревых самовсасывающих водяных насосов, выпускаемых производителями для бытового использования владельцами частных домов и загородных коттеджей

На всасывающем фланце устанавливается обратный клапан, который предназначен для того, чтобы не допускать обратного попадания воздуха в трубопровод, а также для обеспечения постоянного присутствия в камере насоса рабочей жидкости. Благодаря такому устройству и принципу действия вихревые самовсасывающие насосы способны с залитой камерой обеспечивать подъем жидкости с глубины, не превышающей восьми метров, без установки донного клапана.

Важно! Вихревые насосы рассчитаны на перекачку не только воды, но и жидкостно-воздушных смесей.

Чем отличаются вихревые и центробежные конструкции?

Центробежный агрегат по габаритам более массивен, чем самовсасывающий вихревой водяной насос, отличающийся компактными размерами. Зато центробежные насосы издают мало шума, что важно при эксплуатации в быту. Вихревые модели реализуются по меньшей цене, что также немаловажно для потребителя. При этом напор воды, создаваемый вихревыми помпами, до семи раз может превосходить возможности центробежных моделей.

При выборе самовсасывающего насоса не стоит руководствоваться лишь ценами, так как дешевое оборудование может не обеспечить нормальную работу водоснабжающих систем. Отталкиваться желательно от назначения насоса и его технических характеристик. При грамотном выборе модели насоса и соблюдении рекомендаций производителя по способу ее эксплуатации можно рассчитывать на длительное функционирование приобретенного оборудования.

Центробежные насосы: принцип действия, конструкция, классификация

Принцип действия

Центробежные насосы –  одни из наиболее распространенных машин промышленности. По количеству они уступают только электрическим двигателям. Т.к. электрические двигатели используются для приведения в действие насосов, то, можно сказать, что львиная доля электроэнергии мира расходуется на транспортировку жидкости центробежными насосами.

Центробежные насосы получили своё название от способа, в котором жидкость передаётся энергии.

Когда жидкость подводится к насосу, она соприкасается с вращающимся колесом и выталкивается в напорный патрубок с центробежной силой через полость специальной формы, называемой спиральным кожухом. Все центробежные насосы работают по такому принципу, но среди них могут быть конструктивные различия.

Насос передает кинетическую энергию жидкости. Кинетическая энергия подразумевает скорость жидкости. Скорость – это всего лишь половина уравнения.

Рис.1 – Центробежный насос

Жидкость входит в насос по центру колеса через всасывающее отверстие. Трение между частицами жидкости и рабочим колесом заставляет жидкость вращаться. Например, как трение между дорогой и резиной шины заставляет машину двигаться.

Рабочее колесо тянет частички жидкости, поэтому они вращаются при контакте с ними. Жидкость выталкивается наружу колеса с помощью центробежной силы – явление, которое выталкивает прочь любой объект из центра круга к его границам. Вот так жидкость получает кинетическую энергию от колеса.

Поэтому эти насосы называются центробежными.

Количество энергии, передаваемое жидкости зависит от трех факторов: 

  • плотности жидкости:
  • частоты вращения рабочего колеса:
  • диаметра рабочего колеса:

После рабочего колеса жидкость попадает в полость спирального корпуса, откуда попадает в напорный патрубок.

Давление. Насос также должен создавать избыточное давление, чтобы отвечать требованиям системы. Обычно это преодоление гравитации при подъёме жидкости из низшего уровня на высший, и сопротивление трения трубопроводов.

Проще говоря, давление – это возможность выполнить задание. А скорость жидкости – это то, как скоро оно будет выполнено.

Насосы должны превращать динамическое давление в статическое.

По мере прохождения жидкости по спиральному корпусу она замедляется, так как площадь прохода увеличивается, потому что производительность или количество жидкости, перекачиваемое за какое-то время, зависит от двух факторов: первое – это скорость жидкости, второе – размеры полости, через которую она продвигается.

Если поток постоянный, то увеличение проходного сечения ведёт к уменьшению скорости и росту давления. Достигая напорного патрубка, большая часть кинетической энергии превращается в давление. 

Если скорость падает, то увеличивается давление. Если скорость падает, то увеличивается давление.

Конструкция

Насос – это машина, которая превращает механическую энергию в кинетическую энергию, перекачиваемую жидкость с электро-транспортировки ее из одной точки в другую.

Центробежный насос состоит из двух основных компонентов.

  1. Первый – это вращающийся диск с изогнутыми лопастями. Он называется рабочим колесом.
  2. Второй – это труба специальной формы, называемая спиральным корпусом, в котором содержится рабочее колесо и транспортная жидкость.

Есть 5 элементов конструкции, которые могут различаться:

  • вид колеса;
  • вид подшипника;
  • расположение корпуса;
  • крепление двигателя;
  • число ступеней.

Корпус

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

Если скорость падает, то увеличивается давление.

 

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

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

Если скорость падает, то увеличивается давление.

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

Рабочее колесо

Есть 3 вида рабочих колёс:

  • открытые,
  • полузакрытые
  • закрытые

Самая простая конструкция у открытого колеса, которая состоит из острых, как лезвие, лопастей, равномерно расположенных на втулке.

Открытое колесоОткрытое колесо

Большой неограниченный подвод жидкости позволяет этому виду колес транспортировать жидкости содержащие грязь, пыль, осадки, твёрдые примеси, что делает их идеальными для мусорных насосов.

Применяется на водоочистных заводах, где перекачиваются сточные воды для обработки грубых шламов с твердыми примесями. Поэтому он имеет режущие лопатки спереди колеса, чтобы резать очень большие примеси.

Если лопасти размещены на задней пластине, то такое колесо называется полузакрытым.

Полузакрытое колесоПолузакрытое колесо

Если лопасти находятся между двумя пластинами, то оно называется закрытым.

Закрытое колесоЗакрытое колесо

Закрытые колеса более эффективны, чем полузакрытые и открытые колеса. Потому что поток жидкости идет по строго заданному пути. Значит, больше жидкости выходит из насоса и меньше просто циркулирует внутри колеса.

Их недостаток это то, что они могут легко загрязниться мусором.

Очень популярное заблуждение, будто закрученные лопасти помогают толкать жидкость. Но на самом деле это не то, для чего они предназначены.

Назначение лопаток – это проводить жидкость по наиболее плавному пути. Закрученные назад лопасти помогают стабилизировать условия течения жидкости на высоких скоростях и уменьшить нагрузку на двигатель.

Закрытое колесо

Правильное направление вращения для этого колеса – противочасовое. Поэтому по направлению сгибов лопастей можно сказать направление движения колеса.

Вал и подшипники

Какой бы вид колеса  не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:

  1. Консольно
  2. Симметрично

Консольное закрепление

При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.

Закрытое колесо

Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.

Закрытое колесо

Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.

Закрытое колесо

Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.

Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.   

Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс  давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.

Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.

Симметричное крепление

Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.

Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.

Закрытое колесо

Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.

Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.

Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.

Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.

Расположение вала

Центробежные насосы обычно расположены горизонтально. Но иногда вертикально.  
Закрытое колесо

Вертикальные насосы применяются для уменьшения места под установку. Вы можете встретить их на дне скважины или колодца, соединенными длинным-длинным валом с двигателем сверху. Это подводит нас к соединению с двигателем. Обычно электрического.

Тип присоединения вала

Есть 2 способа предать вращения от двигателя к насосу: через муфту или напрямую.

Если насос и двигатель – это две отдельные машины, то они должны быть соединены муфтой.

Соединение муфтойСоединение муфтой

Муфты бывают разных форм, размеров и исполнений. И одно общее требование к ним – обеспечение правильной целостности валов, иначе без них обеспечение целостности было бы очень изощренным процессом.

Для облегчения и поддержания целостности, двигатель и насос установлены на общей опоре – опорной плите.

Или, в случае с вертикальными установками, двигатель расположен на раме.

Такой вид соединения двигателя и насоса называется муфтовым. Для больших мощных установок и насосов с разборным корпусом соединение через муфту единственно возможное.

Второй способ соединенияпрямой. Двигатель и насос находятся на общем валу  с колесом, расположенном консольно на другой стороне вала двигателя. В этом случае установка не требует муфты или сложных процедур по поддержанию целостности.

Соединение муфтой

Тем не менее, из-за того, что двигатель и насос расположены на одном валу, поддерживаемые лишь подшипниками двигателя, этот способ подходит только для маленьких и средних насосов с торцевым всасыванием.

Количество ступеней

Насос классифицируется по количеству ступеней, которое он имеет. Большинство насосов имеет одну ступень с одним рабочим колесом и одним спиральным кожухом. Тем не менее, некоторые насосы имеют дополнительные ступени, соединённые последовательно для увеличения давления.

Соединение муфтойРотор многоступенчатого насоса

Суть в том, что одно колесо придает энергию жидкости, а затем направляет его в следующее колесо, которое добавляет еще энергии жидкости, а затем направляет ее к следующему колесу, и так далее, пока, в конце концов, жидкость не попадает в напорный патрубок.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *