Насос − это гидравлическое устройство для перекачки жидкости. На современном рынке представлено 3 тыс. видов и подвидов насосного оборудования, различающихся по принципу действия, назначению, условиям расположения и перекачиваемым веществам. Основные характеристики устройства − производительность, напор и всасывающая способность, а в определенных сферах к ним предъявляются дополнительные требования.
По принципу работы насосы делятся на 2 группы: динамические и объемные. В динамических моделях жидкость перемещается под воздействием гидродинамических сил, а клапана отсутствуют. В объемных − за счет изменения объема рабочей камеры.
Данный вид относится к объемным механизмам. В нем рабочей камерой является цилиндр, а объем изменяется за счет поступательно-возвратного движения поршня (плунжера). Принцип действия основан на всасывании жидкости в цилиндр через впускной клапан возвратом поршня и вытеснения через выпускной клапан при поступательном движении поршня.
Движение поршня осуществляется кривошипно-шатунным механизмом, который приводится в действие электрическим или топливным двигателем. В настоящее время ведутся разработки поршневого насосного оборудования без кривошипно-шатунного механизма, где поршень будет перемещаться за счет переменного магнитного поля.
Поршневой вид не отличается высокой производительностью, но этот недостаток частично компенсируется применением многоцилиндровых моделей или внедрением тандемных либо телескопических гидроцилиндров. Главное преимущество поршневых моделей − высокий напор (давление, которое может создать устройство). Эта характеристика важна при необходимости подъема воды на большую высоту или для достижения нужного давления для гидравлической обработки.
У поршневых механизмов также отличный показатель всасывания. При этом стоит отметить, что даже в теории при создании в камере всасывания абсолютного вакуума, столб пресной воды не поднимется выше 10 м. На практике всасывание воды с 7-8 м уже считается хорошим показателем, а у поршневых − эта характеристика часто превышает 9 м.
Поршневые устройства применяются в:
Такое насосное оборудование также относится к объемным, но не имеет клапанов. В его рабочей камере расположены шестерни − ведущая и ведомая. Корпус обеспечивает плотное прилегание шестерен к стенкам. При вращении шестерен вещество захватывается между зубьями и переносится по кругу камеры, а затем вытесняется при вхождении зубьев в зацепление. В результате роторные модели могут перекачивать в обеих направлениях.
Они характеризуются невысокой всасывающей способностью, но могут создавать высокое давление при достаточно немалой производительности. Основным их назначением стала перекачка маслянистых веществ, повышенной вязкости при температуре до 250°C.
Такие устройства в основном применяются в гидравлических приводах оборудования и спецтехники. Нередко используются в пожарной технике для создания высокого давления воды в брандспойте.
Принцип действия мембранного насоса похож на поршневую модель, но вместо поршня в конструкции применяется мембрана (диафрагма). К мембране присоединен шток, который передает на нее усилия от кривошипно-шатунного механизма. Мембранные виды также перекачивают жидкость за счет изменения объема камеры, поэтому относятся к группе объемных.
По всем рабочим характеристикам мембранные модели значительно уступают поршневым, но их востребованность обязана совсем другим качествам. Рабочая камера таких устройств герметична и не требует смазки, поэтому их часто используют в химическом, медицинском, фармацевтическом и пищевом оборудовании, а также в электродоильных аппаратах. Кроме того, некоторые механизмы имеют тонкую регулировку производительности и применяются в качестве дозаторов.
Это подвид мембранного насоса. В нем мембрана вибрирует, изменяя объем рабочей камеры. Для всасывания и вытеснения жидкости в конструкции также применены клапаны. В вибрационной модели приводным механизмом служит соленоид (электромагнитная катушка с внешним подвижным магнитопроводом − якорем). Переменное электромагнитное поле, создаваемое этой катушкой, воздействует на якорь, который передает вибрации мембране. Исходя из стандартной частоты электрического тока в однофазной сети 50 Гц, диафрагма выполняет 50 всасываний и столько же вытеснений в секунду.
Производительность, напор и всасывание таких видов небольшие, поэтому они чаще имеют погружную конструкцию. Такие устройства в основном применяются в быту для подачи воды из колодцев, емкостей или водоемов для полива огородов или других нужд.
Крайне редкий вид, требующий частой замены рабочей камеры − трубки. В конструкции роль рабочей камеры выполняет трубка из ПВХ, которая прижата к внутренней стенке полукруглого корпуса. В корпусе также расположена 3-4-зубчатая звездочка с роликами на концах зубьев. При вращении ролики пережимают трубку и, прокатывая по ней, вытесняют жидкость от входа к выходу.
Несмотря на очень низкую производительность, всасываемость и слабый напор, насосы применяются в медицинском оборудовании. Главное их достоинство − стерильность перекачиваемой жидкости, например, крови и т. п.
Самый распространенный вид динамического насоса. Его популярность обоснована простотой конструкции, обслуживания, а главное − сбалансированными характеристиками:
Принцип работы основан на центробежной силе, возникающей в рабочей камере − «улитке», за счет вращения в ней крыльчатки. Разогнанная по кругу жидкость устремляется к периферии и выбрасывается через выходной патрубок. При этом в центре камеры создается разряжение, за счет чего происходит всасывание. В центробежном механизме нет клапанов. Так как для его запуска необходимо наличие воды в рабочей камере, при установке оборудования выше уровня воды, в системе устанавливается обратный клапан, чтобы при выключенном состоянии, «улитка» оставалась заполнена водой.
Такое насосное оборудование применяется в системе водоснабжения, в водонапорных станциях, в бойлерных для обеспечения циркуляции горячей воды. Центробежные виды встречаются в различном оборудовании, например, в стиральных машинах.
Динамика жидкости в конструкции осевого насоса обеспечивается винтом, расположенным в трубе (нередко непосредственно в трубопроводе). Его работу можно сравнить с лодочным мотором.
Этот вид имеет достаточно узкую специализацию в основном для баланса водонапорных систем, где давления нагнетаемого основной станцией недостаточно для подъема воды на нужную высоту. Осевое устройство также используется на плавучих доках для их подъема и стабилизации.
Перемещение веществ в цилиндре (часто длинной трубе) устройства обеспечивается вращением расположенного в нем шнека. Такая конструкция не отличается высоким напором и почти не имеет всасывающей способности. При этом элеваторная конструкция позволяет перекачивать засоренную жидкость, дисперсию, строительные растворы, а некоторые модели работают даже с сыпучими материалами.
По этому параметру насосы делятся на:
Погружные бывают для поверхностного или глубинного водозабора.
К таким моделям предъявляется основное требование − хорошая всасываемость, поэтому для поверхностного расположения применяются поршневые или центробежные насосы. Напорные и производительные характеристики подбираться в зависимости от предназначения.
Устройство располагается в непосредственной близости к водозабору: емкости, водоему, скважине, колодцу. Важное условие − чтобы высота уровня установки от зеркала воды не превышала показателей глубины всасывания конкретной модели.
Конструкция насосного оборудования предусматривает расположение рабочей камеры ниже уровня поверхности воды. Привод устройства располагается над водой. В основном к такому виду расположения относятся дренажные модели.
Насос располагается ниже уровня воды, поэтому выполнен в герметичном корпусе. Для такого типа расположения неважна всасывающая характеристика, а основными показателями становятся производительность и напор.
В погружных устройствах с поверхностным забором чаще применяется вибрационный или центробежный принцип работы. Первый вариант отличается бюджетной стоимостью, второй − большей производительностью. Устройства используют для водозабора из емкостей, колодцев или водоемов.
Погружные глубинные устройства предназначены для расположения непосредственно в скважине на глубине ниже зеркала воды. Отсюда к ним предъявляются главные требования − компактность и способность поставлять воду на большую высоту. Такие механизмы изготавливаются в цилиндрическом корпусе с монтажными петлями и длинным проводом питания. Насосное оборудование на тросе опускается в обсадную трубу скважины, минимальным диаметром 100 мм.
В глубинных типах применяется центробежная и реже шнековая технология нагнетания. В нефтедобывающей промышленности используются штанговые глубинные насосы.
По предназначению можно выделить 3 вида насосов:
В зависимости от предназначения, конструкция насосного оборудования может оснащаться дополнительными механизмами и функциями.
Предназначены для откачки жидкостей, нередко загрязненных. Такие устройства производятся с погружным, полупогружным и поверхностным типом водозабора. Последние устанавливаются на ассенизационных машинах.
Дренажные модели подразделяются по степени содержания в жидкости взвешенных частиц и их фракции. Самые устойчивые к забору загрязненной жидкости − фекальные, которые востребованы на канализационных насосных станциях.
Полупогружные дренажные виды комплектуются контролером уровня воды и могут осуществлять дренаж в автоматическом режиме. Как правило, полупогружные системы имеют центробежный или роторный принцип работы. Такие модели также предполагают откачку загрязненной воды, поэтому оснащаются вихревым механизмом для избегания заиливания всасывающих отверстий.
К ним относятся поршневые, центробежные и роторные насосы, позволяющие создать большое давление на выходе. Такое оборудование применяется в системе водоснабжения, пожарной технике, гидромеханической обработке, для фонтанов, а также для перекачки на большое расстояние.
Насосное оборудование, которое используется в замкнутой системе отопления, охлаждения или горячего водоснабжения. Учитывая, что система всегда заполнена и подъем жидкости уравновешивается ее опусканием, напорные и всасывающие характеристики здесь не столь важны.
Основное требование к циркуляционным видам − производительность, которая должна обеспечивать расчетную циркуляцию жидкости в системе. Для таких целей применяются центробежные, роторные или осевые насосы. Немаловажными требованиями к такому насосному оборудованию становится отсутствие пульсации, шума и вибрации, а также способности работать с горячим теплоносителем.
Малахов Ярослав
Технико-коммерческий инженер направлений «Электротехника, Насосное оборудование»
доб.: 109
При заказе от 50000 руб.
Цены указаны с НДС
И постгарантийное обслуживание
