Устройства центробежного насоса: устройство и принцип действия, схема и классификация

alexxlab | 08.05.2023 | 0 | Разное

Центробежный насос – устройство, принцип действия, конструктивные особенности и классификация

Если разговор зашел о центробежных насосах, то необходимо отметить, что это самые распространенные гидравлические машины динамического действия. Их область применения настолько широка, что, наверное, сразу не вспомнить те сферы человеческой деятельности, где бы они не применялись. Поэтому стоит подробнее разобрать центробежный насос (устройство и принцип действия), а также рассмотреть его классификацию.

Помимо этого, центробежный насос – это один из самых популярных видов для проектирования и создания схем водоснабжения частных домов с гидроаккумулятором. Благодаря своей надежной конструкции и долговечности он распространен не только в загородном строительстве, но и во многих областях промышленности. К тому же такие конструкции просты в обслуживании и регулировке, которую можно производить самостоятельно. И, пожалуй, решающим фактором при выборе этих насосов является доступная цена из-за несложного процесса изготовления агрегата.

Центробежный насос

Как устроен

Основной деталью устройства центробежного насоса является рабочее колесо. Это совершенно уникальная конструкция, с помощью которой внутри рабочей полости создается давление, перекачивающее воду или любую другую жидкость. Это давление и есть напор, который является одной из основных характеристик агрегата.

Рабочее колесо центробежного насоса состоит из диска, на который прикреплены лопатки сложной формы. На фото ниже это хорошо видно. Так вот жидкость, попадая в межлопаточное пространство, подается под большим давлением в отвод, который собой представляет канал особой формы. Так вот именно данная форма и помогает сохранить энергию потока, которая внутри отвода переходит из кинетической в потенциальную. При этом энергетический переход происходит с минимальными гидравлическими потерями.

Рабочее колесо

В настоящее время центробежные насосы (точнее конструкция рабочего колеса) делятся на открытого и закрытого типа.

Первые – это диск с лопатками, второй – это то же самое, только добавлен еще один внешний диск, который и с другой стороны закрывает лопатки. Первая модификация используется для перекачивания вязких материалов. Но у второго выше КПД.

Рабочее колесо насаживается на вал, он же ротор устройства, и держится на нем при помощи металлической шпонки, которая передает вращательное движение от вала к колесу. Сам же ротор может держаться в корпусе центробежного насоса по-разному. Здесь в основном две модификации, которые отмечаются в классификации.

1. Это когда вал электродвигателя выполняет функции ротора. То есть, на вал электродвигателя насаживается рабочее колесо.
2. Это когда ротор является отдельной единицей. Поэтому, чтобы он имел опоры для вращения, его устанавливают в два подшипника, которые в свою очередь являются неотъемлемой частью насосной установки. При этом ротор и вал электродвигателя соединяются между собой для передачи вращательного движения. Соединения могут быть разными: муфта, ременная через шкивы, через несколько муфт и редуктор.

Рабочее колесо на вале электродвигателя

Что касается корпуса прибора, то в основном изготавливают его из чугуна методом литья. Это удешевляет сам агрегат, к тому же чугун является нейтральным материалом ко многим средам, даже агрессивным. Есть стальные насосы, корпус которых изготавливается методом штамповки под очень большим давлением. Есть цельнолитые конструкции, есть сборные, состоящие из нескольких частей, они собирается между собой болтовыми соединениями.

Внимание! Последний вариант является более практичным, потому что его легко разобрать, провести ремонт и собрать. Но самое главное требование – это гладкая внутренняя поверхность, которая не будет препятствовать движению жидкости. Это подчас и определяет КПД центробежного насоса.

Необходимо отметить, что существуют конструкции, в которых на одном роторе устанавливается сразу несколько рабочих колес. Такие агрегаты называются многоступенчатыми. С их помощью можно развить большую мощность, то есть, перекачать большой объем жидкости, а соответственно и увеличить напор прибора. Обычно ротор в таких установках опирается на подшипники, которые смазываются перекачиваемой жидкостью принудительно. То есть, между отсеками, где расположено рабочее колесо и подшипники, находятся каналы, по которым и перемещается жидкость.

Это и есть основные детали центробежных насосов. Чисто конструктивно сам агрегат может быть разным. Это может быть вертикальная или горизонтальная установка, с выходным патрубком, расположенным под 90° или 45°. Как уже говорилось выше, это могут быть насосы с колесом на вале электродвигателя, или на отдельном роторе.

Основные детали

Принцип действия

Итак, как работает центробежный насос. Всасывающий трубопровод располагается по оси насосной установки, то есть, перекачиваемая жидкость попадает на центр рабочего колеса. При его вращении образуется центробежная сила, которая толкает жидкость от центра на периферию. Центробежная сила появляется за счет формы лопаток.

Получается так, что у центра колеса образуется разряжение, а на периферии, наоборот, давление. Именно под его действием жидкость попадает в напорный патрубок. А так как в центре образовалось разряжение, то из напорного патрубка воду начинает затягивать в установку. Это и есть принцип действия центробежного насоса, который основывается непрерывной подаче жидкости.

Принцип действия

Самовсасывающие насосы

Одной из категорий центробежных насосов являются самовсасывающие. То есть, эти насосные установки могут из глубины всасывать жидкости вместе с воздухом между ними. Чисто теоретически высота всасывания центробежных насосов составляет 10,33 м. По техническим причинам этот показатель не превышает 8 м. Он определяет не только высоту всасывания, но и показывает, что внутри вертикальных труб есть определенные потери, которые насос преодолевает.

Внимание! Устанавливая центробежный прибор на вертикальный трубопровод, необходимо учитывать соотношение диаметра трубы и входного патрубка агрегата. Они должны быть или одинаковые, или диаметр трубы должен быть больше патрубка.

При этом очень важно правильно провести монтаж и трубы, и насоса. На фото ниже показано, как это надо делать правильно, даже с учетом обратного клапана или заслонки.

Правила установки

Классификация

Существует несколько позиций, по которым разделяются насосные установки.

• Одно- или многоступенчатые.
• Одно- или многоканальные. Это когда жидкость проходит по каналам в конструкции установки.
• Жидкая среда может попадать внутрь насоса или через один патрубок, или через два.
• Отводиться же она может или кольцевым способом, или спиральным.
• Рабочее колесо открытое или закрытое.
• Ротор мокрый или сухой.

Заключение по теме

Центробежные насосы не зря повсеместно используют в разных областях деятельности людей. Свое место они нашли и в быту. К примеру, их используют для подачи воды из скважин или колодцев, устанавливают в системы отопления в качестве циркуляционных установок, их используют для откачки нечистот из колодцев и септиков. То есть, все мы постоянно сталкиваемся с ними, а значит, знаем об их существовании. Правда, не знаем как они работают, и из каких частей состоят. Ведь основное наше соприкосновение – это нажать кнопку, чтобы он заработал.

Не забудьте оценить статью:

Устройство центробежного насоса – MirMarine

Содержание

1. Принцип работы центробежного насоса
2. Элементы проточной части насоса

Центробежный насос — самый распространенный тип насосов в мире. Принцип работы насоса прост, хорошо описан и тщательно проверен, а насос надежен, эффективен и относительно дешев в производстве. Существует большое количество различных конструкций, созданных по принципу центробежного насоса и состоящих из одинаковых основных деталей.

Принцип работы центробежного насоса

При работе насоса давление жидкости, движущейся от входа к выходу, постепенно повышается.

Эта разность давлений перемещает жидкость по трубам.

Центробежный насос повышает давление путем передачи механической энергии от электродвигателя к жидкости посредством вращающегося рабочего колеса. Жидкость течет от входа к центру рабочего колеса и дальше вдоль его лопаток. Под действием центробежных сил скорость жидкости растет, следовательно, растет кинетическая энергия, которая преобразуется в давление. Пример проточной части центробежного насоса показан на рисунке 1.1.

Элементы проточной части насоса

Принципы работы элементов проточной части являются общими для большинства центробежных насосов. Элементы проточной части — это детали, которые находятся в контакте с жидкостью. Элементы проточной части одноступенчатого насоса ин-лайн показаны на рисунке 1.2. В следующих разделах описаны элементы от входного до выходного фланца.

Входной фланец и вход

Насос соединен с трубопроводом с помощью входного и выходного фланцев. Конструкция фланцев зависит от применения насоса. Некоторые типы насосов не имеют входного фланца, поскольку вход не соединен с трубой, а погружен непосредственно в жидкость.

Жидкость от входа направляется на вход рабочего колеса. Конструкция входа зависит от типа насоса. Четыре самых распространенных типа входа — ин-лайн (с патрубками в линию), с односторонним всасыванием, с двусторонним всасыванием и вход погружного насоса, см. рисунок 1.3.

Насосы ин-лайн предназначены для установки на прямых участках труб, откуда и получили свое название. Входной канал направляет жидкость на вход рабочего колеса.

Насосы с односторонним всасыванием имеют очень короткий прямой входной канал, поскольку вход рабочего колеса расположен в непосредственной близости от входного фланца.

Рабочие колеса насосов с двусторонним всасыванием имеют два входа рабочего колеса. Входящий поток разделяется, и жидкость подается от входного фланца на оба входа рабочего колеса. Такая конструкция минимизирует осевую силу, см. раздел 1.2.5.

В погружных насосах электродвигатель часто располагается ниже проточной части, а вход находится в средней части насоса, см. рисунок 1.3. Такая конструкция устраняет гидравлические потери, связанные с движением жидкости вдоль электродвигателя. Кроме того, электродвигатель охлаждается благодаря погружению в жидкость.

Подводящий канал должен создать равномерный профиль скоростей на входе рабочего колеса, так как это обеспечивает наилучшие показатели насоса. На рисунке 1.4 показан пример распределения скоростей в различных сечениях подводящего канала.

Рабочее колесо

Лопатки вращающегося рабочего колеса передают энергию жидкости путем повышения ее давления и скорости. Жидкость всасывается через вход рабочего колеса и движется по каналам рабочего колеса, образованным лопатками между передним и задним дисками, см. рисунок 1. 5.

Конструкция рабочего колеса определяется требованиями к давлению, подаче и применению. Рабочее колесо является важнейшей частью, определяющей показатели насоса. Варианты насосов часто создаются только с помощью модификации рабочих колес.

Способность рабочего колеса повышать давление и создавать движение жидкости в основном зависит от того, в радиальном или осевом направлении движется жидкость в рабочем колесе, см. рисунок 1.6.

В рабочих колесах радиального типа существует значительная разница между диаметрами на входе и выходе из колеса, а также между диаметром колеса и шириной выхода (высотой канала) на выходе из колеса. Такая конструкция рабочего колеса применяется для создания высокого давления при малой подаче. И наоборот, относительно низкое давление и большая подача создаются в осевых рабочих колесах, при этом направление движения не меняется, а ширина выхода больше. Радиально-осевые колеса используются, когда нужен компромисс между повышением давления и подачей.

Рабочее колесо имеет несколько лопаток. Количество лопаток зависит от необходимых показателей и ограничений по шуму, а также от количества и размера твердых частиц в жидкости. Рабочие колеса с 5-10 каналами демонстрируют максимальный КПД и используются для жидкостей, не содержащих твердых частиц. Для жидкостей, содержащих твердые частицы, таких как сточные воды, применяются рабочие колеса с одним, двумя или тремя каналами. Входная кромка лопаток таких колес имеет специальный профиль для снижения риска блокировки колес твердыми частицами. Через рабочие колеса с одним, двумя или тремя каналами могут проходить частицы определенного размера. Насос с одноканальным рабочим колесом изображен на рисунке 1.7.

Рабочие колеса без переднего диска называются колесами открытого типа. Открытые рабочие колеса применяются, если необходимо очищать колесо или существует риск блокировки колеса. Для перекачки сточных вод применяются вихревые насосы с открытыми рабочими колесами. В насосах такого типа рабочее колесо создает поток жидкости, напоминающий по форме вихревую воронку торнадо, см. рисунок 1.8. Вихревые насосы имеют низкий КПД по сравнению с насосами, оснащенными дисковыми рабочими колесами и уплотнениями между колесами и корпусом насоса. Когда тип рабочего колеса выбран, конструирование колеса — это нахождение компромисса между потерями на трение и потерями вследствие неравномерного профиля скоростей. В целом, равномерный профиль скоростей достигается с помощью увеличения длины лопаток рабочего колеса, но это приводит к увеличению трения.

Муфтовое соединение и привод

Для привода рабочего колеса обычно применяется электродвигатель. Соединение между электродвигателем и рабочим колесом является слабым местом из-за трудности уплотнения вращающегося вала. В связи с этим различаются два типа насосов: насосы с сухим ротором и насосы с мокрым ротором. Преимуществом насосов с сухим ротором по сравнению с насосами с мокрым ротором является возможность использования для привода стандартных электродвигателей. Недостатком является уплотнение между двигателем и рабочим колесом.

В насосах с сухим ротором электродвигатель и жидкость разделены уплотнением вала, также применяются схемы с длинным валом или магнитной муфтой. В насосе с уплотнением вала жидкость и электродвигатель разделены уплотнительными кольцами, см. рисунок 1.9. Механические уплотнения вала не требуют технического обслуживания и характеризуются меньшими утечками, чем сальниковые уплотнения с уплотняющей набивкой. Срок службы механических уплотнений зависит от жидкости, давления и температуры.

Если электродвигатель и жидкость разделены длинным валом, то части насосного агрегата не контактируют друг с другом и уплотнение вала можно исключить, см. рисунок 1.10. Такая схема имеет монтажные ограничения, так как электродвигатель необходимо разместить выше проточной части и поверхности жидкости в системе. Кроме этого, КПД насоса снижается вследствие протечек через неплотности между валом и корпусом насоса, а также в результате трения между жидкостью и длинным валом.

В насосах с магнитной муфтой электродвигатель и жидкость разделены стаканом ротора, изготовленным из немагнитного материала, что позволяет исключить проблемы с уплотнением вращающегося вала. В насосах такого типа на валу рабочего колеса закреплены магниты, которые называются внутренними магнитами. Вал электродвигателя оканчивается полостью, на внутренней поверхности которой закреплены внешние магниты, см. рисунок 1.11. Стакан ротора закреплен в корпусе насоса между валом рабочего колеса и полостью. Крутящий момент от вала электродвигателя к валу рабочего колеса передается с помощью магнитов. Основным преимуществом этой конструкции является герметичное уплотнение насоса, однако муфта такого типа имеет высокую стоимость. Поэтому такой тип уплотнения применяется только при необходимости обеспечения полной герметичности насоса.

В насосах с разделительным стаканом ротор и рабочее колесо отделены от статора электродвигателя. Как показано на рисунке 1. 12, ротор омывается жидкостью, которая смазывает подшипники и охлаждает двигатель. Жидкость вокруг ротора вызывает трение между ротором и разделительным стаканом, что снижает КПД насоса.

Уплотнение рабочего колеса

При работе насоса возникает переток жидкости через зазор между вращающимся рабочим колесом и неподвижным корпусом насоса. Значение перетока зависит главным образом от конструкции зазора и перепада давления на рабочем колесе. Жидкость затем возвращается на вход рабочего колеса, см. рисунок 1.13. Таким образом, рабочее колесо перекачивает не только жидкость, поступающую на вход насоса, но и переток. Для снижения перетока устанавливается уплотнение рабочего колеса.

Существуют различные конструкции и сочетания материалов уплотнения рабочего колеса. Уплотнение обычно запрессовывается непосредственно в корпус насоса или устанавливается в виде дополнительных колец. Также возможно применение уплотнений вала с плавающими уплотняющими кольцами. Кроме этого, существует ряд уплотнений с резиновыми кольцами, которые наилучшим образом подходят для работы с жидкостями, содержащими высокоабразивные включения, например, песок.

Достижение оптимального соотношения между перетоком и трением является наиболее важной задачей при проектировании уплотнений рабочего колеса. Малый зазор ограничивает переток, но увеличивает трение и риск зацепления и шума. Малый зазор также повышает требования к точности обработки и сборки, что повышает себестоимость производства. Для достижения оптимального баланса между перетоком и трением следует учесть тип и размер насоса.

Полости и осевой подшипник

Объем полостей зависит от конструкции рабочего колеса и корпуса насоса, они определяют поток по окружности рабочего колеса и способность насоса работать при наличии в жидкости песка и воздуха.

Вращение рабочего колеса создает в полостях два типа потоков: первичный и вторичный. Первичные потоки представляют собой вихри, вращающиеся вместе с рабочим колесом в полостях, расположенных выше и ниже рабочего колеса, см. рисунок 1.14. Вторичные потоки значительно слабее первичных потоков.

Характер движения первичных и вторичных потоков влияет на распределение давления с внешней стороны переднего и заднего дисков рабочего колеса, что приводит к возникновению осевого усилия. Осевая нагрузка складывается из всех сил, действующих в осевом направлении и возникающих вследствие разности давлений в различных частях насоса. Основная сила возникает вследствие повышения давления при вращении рабочего колеса. Вход в рабочее колесо находится под давлением на входе, в то время как на внешние поверхности заднего и переднего диска действует выходное давление, см. рисунок 1.15. Один конец вала находится под атмосферным давлением, тогда как на второй конец вала действует давление в системе. Давление повышается в радиальном направлении от центра к окружности колеса.

Осевая нагрузка воспринимается осевыми подшипниками, поэтому на них действуют силы, приложенные к рабочему колесу.

Если невозможна полная компенсация осевой нагрузки в осевом подшипнике, нужно уравновесить осевые силы, действующие на рабочее колесо. Существует несколько возможностей снизить осевую нагрузку на вал насоса и таким способом уменьшить нагрузку на осевой подшипник. Все методы снижения осевой нагрузки ведут к гидравлическим потерям.

Одним из решений для уравновешивания осевых сил является устройство небольших отверстий в заднем диске, см. рисунок 1.16. Переток через отверстия влияет на потоки в полостях над рабочим колесом, это ведет к уменьшению осевой силы, но увеличивает переток.

Еще одним способом снижения осевой нагрузки является сочетание разгрузочных отверстий и уплотнения рабочего колеса на заднем диске, см. рисунок 1.17. Это снижает давление в полости между валом и уплотнением рабочего колеса и способствует лучшему уравновешиванию давлений. Уплотнение рабочего колеса создает дополнительное трение, но уменьшает переток через разгрузочные отверстия по сравнению с конструкцией без уплотнения.

Третьим способом уравновешивания осевых сил является установка лопаток на задней стороне рабочего колеса, см. рисунок 1.18. Аналогично двум описанным выше схемам, в этом случае происходит снижение скорости потока на заднем диске, вследствие чего давление на диск пропорционально изменяется. Тем не менее, дополнительные лопатки потребляют определенной количество энергии без увеличения производительности насоса. Поэтому такая конструкция снижает КПД.

Четвертый способ уравновешивания осевой нагрузки заключается в размещении ребер в полости корпуса насоса под рабочим колесом, см. рисунок 1.19. В этом случае происходит снижение скорости первичного потока в полости под рабочим колесом и, соответственно, повышение давления на переднем диске. Такой способ уравновешивания увеличивает трение на диске и потери на переток вследствие повышения давления.

Спиральная камера, диффузор и выходной фланец

Спиральная камера (улитка) предназначена для сбора жидкости с рабочего колеса и направления ее на выходной фланец. В спиральной камере происходит преобразование динамического давления в рабочем колесе в статическое давление. Скорость постепенно снижается по мере увеличения поперечного сечения потока жидкости. Такое преобразование называется торможением потока. Примером торможения потока является уменьшение скорости движения потока при увеличении поперечного сечения трубы, см. рисунок 1.20.

Спиральная камера состоит из трех основных элементов: кольцевой диффузор, улитка и выходной диффузор, см. рисунок 1.21. Преобразование энергии из скорости в давление происходит в каждом из трех элементов.

Первичный кольцевой диффузор предназначен для направления жидкости из рабочего колеса на улитку. Площадь поперечного сечения кольцевого диффузора увеличивается по мере увеличения диаметра от рабочего колеса к улитке. Для усиления торможения потока в кольцевой диффузор могут устанавливаться лопатки.

Основное назначение улитки заключается в сборе жидкости из кольцевого диффузора и направлении ее в выходной диффузор. Для создания равномерного давления в пределах улитки площадь поперечного сечения улитки должна увеличиваться по мере движения от выступа к горловине улитки. Горловиной называется область за выступом, где площадь поперечного сечения выходного диффузора наименьшая. Условия течения в улитке могут быть оптимальными только в расчетном режиме. В других режимах появляются радиальные силы, действующие на рабочее колесо вследствие изменения давления по окружности улитки. Радиальные силы, как и осевые, должны быть восприняты подшипником, см. рисунок 1.21.

Выходной диффузор соединяет горловину с выходным фланцем. Поперечное сечение диффузора постепенно увеличивается от горловины к выходному фланцу, что ведет к повышению статического давления.

Спиральная камера предназначена для преобразования динамического давления в статическое давление с минимальными потерями давления. Наибольший КПД достигается при правильном балансе между изменением скорости и трением жидкости о внутреннюю поверхность улитки. При проектировании спиральной камеры нужно обратить внимание на следующие параметры: диаметр улитки, геометрия поперечного сечения улитки, форма выступа, площадь и радиальное положение горловины, а также длина, ширина и кривизна диффузора.

Направляющий аппарат и наружный кожух насоса

Для увеличения давления на выходе насоса возможно последовательное соединение нескольких рабочих колес. Для подачи жидкости от одного колеса на следующее применяется направляющий аппарат, см. рисунок 1.22. Рабочее колесо и направляющий аппарат вместе называются ступенью или камерой. Несколько соединенных камер многоступенчатого насоса называются набором камер.

Помимо подачи потока жидкости с одного рабочего колеса на другое, направляющий аппарат выполняет такую же основную функцию, как спиральная камера: преобразование динамического давления в статическое давление. Направляющий аппарат снижает скорость нежелательного кругового движения жидкости, так как такое движение отрицательно влияет на КПД следующего рабочего колеса. Скорость кругового движения жидкости регулируется направляющими лопатками аппарата.

В многоступенчатых насосах ин-лайн жидкость движется от верхней части набора камер к выходу в канале, образованном внешней частью набора камер и наружным кожухом насоса, см. рисунок 1.22.

При проектировании направляющего аппарата следует учитывать те же факторы, что при расчетах рабочих колес и спиральных камер. В противоположность спиральной камере направляющий аппарат не создает радиальных сил на рабочем колесе, так как он осесимметричен.

Литература

Центробежный насос – GRUNDFOS [2012]
www.grundfos.com

Все о центробежных насосах: типы, применение и принципы работы

Центробежные насосы представляют собой машины с динамическим объемом, способные перекачивать жидкости с низкой вязкостью в больших объемах при низком и среднем давлении. Их несложная конструкция и небольшое количество движущихся частей делают их предпочтительными насосами во многих промышленных условиях, где необходимо перемещать воду и другие жидкости с аналогичной вязкостью, иногда в больших количествах. В отличие от машин объемного типа, они не особенно приспособлены для создания высокого давления, а также не подходят для перемещения густых жидкостей, таких как пасты и суспензии. Многие из них способны перекачивать твердые частицы, которые могут потребоваться для канализационных насосов. В этой статье обсуждаются типы центробежных насосов и их работа, а также приведены некоторые распространенные области их применения. Информацию о других типах насосов см. в нашем Руководстве покупателя по насосам.

Строительство

Центробежный насос состоит из установленного на валу ротора, называемого рабочим колесом, который поддерживается подшипниками и заключен в круглый корпус. В стандартном насосе, называемом насосом с односторонним всасыванием, подшипники расположены снаружи корпуса насоса. Вал насоса входит в корпус через сальник, в котором сальники удерживают жидкость внутри корпуса.

Всасывание насоса осуществляется через центр корпуса с внешней стороны. Когда жидкость поступает в центральную проушину рабочего колеса, ее поток меняет направление с осевого, параллельного валу насоса, на тангенциальное или радиальное по отношению к валу насоса. Вращение крыльчатки с набором лопастей увеличивает скорость жидкости. Когда жидкость выходит из рабочего колеса, она проходит через стационарные улитки в корпусе насоса. Здесь большая часть увеличенной скорости преобразуется в давление. Наконец, жидкость выходит из насоса через нагнетательный трубопровод, при этом ее давление значительно повышается.

По сути, это центробежный насос, а также множество других вариаций на тему. Одноступенчатый насос, как описано здесь, становится двухступенчатым или многоступенчатым за счет добавления большего количества рабочих колес и улитек. Большое внимание уделяется разработке рабочих колес, которые, конечно же, доступны в трех основных типах: радиальные, осевые и смешанные. (Осевые насосы обеспечивают больше подъема, чем выброса, но их обычно считают центробежными насосами; насосы со смешанным потоком обеспечивают некоторые из них.) Рабочие колеса далее описываются как рабочие колеса одинарного или двойного всасывания, а также закрытые, открытые или полувсасывающие. -закрытый.

Некоторые насосы поддерживаются подшипниками с обеих сторон. Другие предназначены для вертикальной установки. Некоторые насосы являются самовсасывающими.

Элегантная конструкция насоса с односторонним всасыванием позволяет снимать рабочее колесо, вал и уплотнения с корпуса для технического обслуживания или ремонта без нарушения трубопровода, к которому присоединены впускной и выпускной патрубки. Есть только одно отверстие в корпусе, которое нуждается в герметизации. Большая часть установленных насосов имеет эту конструкцию.

Операция

Две основные идеи отличают центробежные насосы от объемных машин. Центробежный насос может работать без протекания через него жидкости – например, при перекрытии или перекачивании через закрытый нагнетательный клапан – без немедленного повреждения. В объемных машинах обычно требуются предохранительные клапаны, чтобы избежать катастрофических повреждений в подобных сценариях. Это не означает, что центробежный насос должен работать в этих условиях в течение любого промежутка времени. Энергия, которая обычно приводит в движение жидкость, вместо этого нагревает насос, что может привести к кавитации и повреждению внутренних частей насоса. В некоторых установках используется контур рециркуляции, чтобы избежать этого.

Вторая идея заключается в том, что центробежный насос требует заливки, хотя из этого правила есть некоторые исключения. Если впускное отверстие насоса расположено намного ниже впускного отверстия насоса, центробежный насос не сможет создать достаточный вакуум для всасывания жидкости до впускного отверстия. Многие объемные насосы делают это самостоятельно, в то время как центробежному насосу требуется помощь, обычно в виде вакуумного устройства.

Чтобы обеспечить приемлемую работу насоса и избежать кавитации, конструкция насоса требует минимального кавитационного запаса или чистого положительного напора на всасывании, который указывает, какое давление должно быть доступно на стороне всасывания насоса для заданного расхода. Это еще одна отличительная черта центробежных насосов: они должны работать на минимальной скорости, в то время как объемные машины могут качать даже при самых низких скоростях. Отсюда термин «динамическое смещение».

Производители насосов обычно используют один корпус для нескольких рабочих колес разного диаметра и публикуют их в виде кривых производительности насоса. Эти кривые отображают зависимость напора от расхода для различных диаметров рабочего колеса и указывают BEP, или точку наилучшего КПД, для каждого размера. Это точка, в которой радиальные силы, действующие на рабочее колесо, минимальны или, по крайней мере, сбалансированы вокруг него, что приводит к минимальной вибрации. Это не обязательно точка максимальной эффективности насоса.

приложений

Как и в случае с рамными двигателями NEMA, ряд стандартов регулирует центробежные насосы с односторонним всасыванием, чтобы гарантировать, что они совместимы друг с другом по размерам и что сменный насос другого поставщика будет соответствовать монтажной плите основания, а также всасывающему и выпускному трубопроводу исходного насоса. .

Большинство насосов предназначены для горизонтальной работы и крепятся болтами к опорным плитам вместе с приводящими их двигателями, затем выравниваются и соединяются гибкими муфтами. Моноблочные насосы прикрепляют свои рабочие колеса непосредственно к удлиненным валам двигателя и, таким образом, устраняют любую возможность несоосности или необходимость в муфтах. Эта схема работает только до определенной мощности (около 300 галлонов в минуту).

Вертикальные насосы обычно классифицируются как разновидности с сухим или мокрым колодцем, при этом насосы с сухим колодцем обычно используются для крупных дренажных и ирригационных операций или для циркуляции конденсата на больших паровых установках. Они часто используются на кораблях для экономии места. К мокрым насосам относятся вертикальные турбинные насосы, пропеллерные насосы (оба осевые), насосы для сточных вод, спиральные насосы и дренажные насосы.

В насосах для сточных вод иногда используется спиральный элемент на всасывающем патрубке для втягивания твердых частиц в рабочее колесо. Насосы для мацерации также используются для обработки твердых частиц.

Струйные насосы

часто используются для бытовых колодцев. Струя представляет собой трубку Вентури, которая позволяет центробежному насосу поднимать воду из скважины.

Резюме

В этой статье представлено краткое обсуждение типов, использования и методов эксплуатации центробежных насосов. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах. Дополнительную информацию также можно найти на сайте Гидравлического института.

Другие насосы Артикул

• Погружные насосы
• Принципы работы центробежных насосов
• Электрический погружной насос
• Обычные тепловые насосы
• Типы гидравлических насосов
• Что такое поршневые насосы прямого вытеснения и как они работают?
• Все о поршневых насосах: типы, применение и принципы работы
• Все об аксиально-поршневых насосах — что это такое и как они работают
• Все о роторно-лопастных насосах — типы, применение и принципы работы
Центробежный насос
• и объемные насосы — в чем разница?
• Все о радиально-поршневых насосах: что это такое и как они работают
• Типы водяных насосов
• Ведущие поставщики центробежных насосов
• Ведущие производители насосов и компании в США в мире
• Все о шестеренных насосах с внешним зацеплением: что это такое и как они работают
• Все о шестеренчатых насосах с внутренним зацеплением — что это такое и как они работают
• Что такое спиральный насос? Обзор спиральных, турбинных и центробежных насосов
• Все о пластинчато-роторных насосах — что это такое и как они работают

Еще от насосов, клапанов и аксессуаров

Насосы, клапаны и аксессуары

Насосы, клапаны и аксессуары

Насосы, клапаны и аксессуары

Насосы, клапаны и аксессуары

Насосы, клапаны и аксессуары

Насосы, клапаны и аксессуары

Центробежный насос — это машина, используемая для перекачки большого количества жидкостей и/или газов

Центробежные насосы были разработаны специально для использования в пищевой, молочной, фармацевтической и легкой химической промышленности, производстве напитков. Центробежные насосы, включая многоступенчатые конструкции и насосы для высокого давления на входе, могут работать с большинством приложений с низкой вязкостью. Центробежные насосы могут стать наиболее экономичным решением. Атрибуты включают..

Принцип работы

Жидкость направляется к проушине рабочего колеса и совершает круговое движение за счет вращения лопастей рабочего колеса. В результате этого вращения лопатки рабочего колеса передают механическую работу жидкости в канале рабочего колеса, образованном лопатками рабочего колеса. Затем жидкость выдавливается из крыльчатки под действием центробежной силы и, наконец, выходит из канала крыльчатки с повышенным давлением и скоростью. Скорость жидкости также частично преобразуется в давление корпусом насоса перед тем, как она покинет насос через выпускное отверстие.

Принцип действия многоступенчатого центробежного насоса такой же, как у обычного центробежного насоса. Насос, однако, состоит из нескольких рабочих колес (нескольких ступеней), которые увеличивают давление от одной ступени к другой, но скорость потока остается неизменной. Многоступенчатый центробежный насос работает так, как если бы несколько обычных центробежных насосов были соединены последовательно.

Работа центробежного насоса

Детали центробежных насосов

Обычно центробежные насосы не содержат много частей, при этом головка насоса соединена со стандартным электродвигателем. Рабочее колесо закреплено на валу насоса, который размещен в корпусе насоса и задней пластине – эти компоненты описаны ниже..

Крыльчатка

Крыльчатка литая, открытого типа; т. е. лопасти рабочего колеса открыты спереди. Этот тип позволяет визуально контролировать лопасти и пространство между ними. Также доступно полуоткрытое рабочее колесо, которое легко очищается и подходит для полировки.
Рабочее колесо имеет две или несколько лопастей в зависимости от типа центробежного насоса. Диаметр и ширина рабочего колеса будут варьироваться в зависимости от рабочих требований.

Корпус насоса

Корпус насоса изготовлен из штампованной стали с резьбовыми соединениями с наружной резьбой и может поставляться с фитингами или зажимными вкладышами.
Корпус насоса рассчитан на многопозиционный выход с возможностью поворота на 360°.

Задняя пластина
Задняя пластина изготовлена ​​из штампованной стали и вместе с корпусом насоса образует камеру для жидкости, в которую жидкость переносится с помощью рабочего колеса.

Механическое уплотнение
Соединение между валом двигателя/вала насоса и корпусом насоса уплотнено механическим уплотнением.

Кожух и опоры
Большинство типов насосов оснащены кожухами и регулируемыми опорами. Кожух изолирован, чтобы свести шум к минимуму и защитить двигатель от повреждений.

Совет по техническому обслуживанию. Как установить сальник

Вал насоса/соединения
Большинство насосов имеют короткие валы, которые крепятся к валам двигателя с помощью компрессионных муфт, что исключает использование шпоночных пазов. Конструкция узла короткого вала обеспечивает простой, но надежный метод привода, снижающий вибрацию и шум.