Все, что нужно знать о центробежных самовсасывающих насосах

Все, что нужно знать о центробежных самовсасывающих насосах

Ключевым звеном самовсасывающего агрегата является крыльчатка. От ее конструкции зависит принцип действия перекачивающего устройства. Различают следующие разновидности приборов:

• центробежный самовсасывающий насос. Его корпус имеет форму улитки с диффузором на выходном патрубке. Лопасти рабочего колеса загнуты в противоположном направлении относительно его вращения. При движении крыльчатки в центре создается область пониженного давления, в которую засасывается перекачиваемая жидкость из источника воды по шлангу. Лопасти создают центробежную силу, которая совместно с диффузором повышает давление и выталкивает воду через выходной патрубок. Перед стартом таких насосов требуется заполнить рабочую камеру водой;
• вихревой агрегат. Рабочим колесом такого насоса является импеллер. При его вращении, в дополнение к центробежной силе, происходит интенсивное образование и разрушение вихрей. Благодаря вихревому эффекту напор, создаваемый насосом, в 3–7 раз превышает этот показатель для центробежного устройства при одинаковых условиях. Эти модели применяют, когда нужен малый расход при большом напоре. Их не требуется заполнять водой перед запуском;
• центробежный самовсасывающий насос с эжектором. Струйный аппарат создает дополнительное разрежение во всасывающей трубе, которая опущена в источник, что благоприятствует подъему воды. Эффект достигается благодаря тому, что эжектор подает часть нагнетаемой жидкости на сторону всасывания.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое центробежный самовсасывающий насос

Начнем с того, что все насосы работают за счет центробежной силы возникающей при попадании воды на крыльчатку.

В нашем детстве был, а может и сейчас в каких-то парках есть подобный аттракцион: большой круг, куда нужно зайти и разместиться по периметру окружности, спиной к стенке, держась за специальные поручни. Круг начинает вращаться, набирает скорость, и тогда невозможно двинуться от стенки к центру круга. Вас прижимает центробежная сила.  Убери эту стенку, и люди разлетятся как горошины с большой скоростью. 

По такому же принципу вода перекачивается через насос за счет центробежной силы. 

В самовсасывающих насосах та вода, которая выбрасывается и циркулирует внутри насосной части через специальные каналы, образуя вакуум на входе, и создает тот самый всасывающий эффект. 

Если вы посмотрите на ширину насосной части центробежного и самовсасывающего насоса, сразу заметите разницу. Насосная часть центробежной станции гораздо уже самовсасывающей. У центробежного насоса способности самому всосать воду с глубины крайне ограничены, он может это сделать только если полностью залить весь всасывающий трубопровод водой.

Преимущество центробежной станции в том, что при одинаковой мощности за единицу времени она способна перекачать больше воды, чем самовсасывающая станция. 

Очевидно, что весь ресурс у центробежной станции тратится только на перекачку воды. Также, за счет широкой насосной части самовсасывающая станция создает больший напор по сравнению с центробежной станцией.

Поэтому можно сказать что ваш выбор насосной станции будет зависеть от тех задач, которые вы хотите решить с ее помощью.

Как работает центробежный самовсасывающий насос

Ознакомиться с устройством самовсасывающего центробежного насоса необходимо для возможности устранения неисправностей и регулярного обслуживания. Агрегат представляет собой несложный механизм, заключенный в прочный спиралевидный корпус с крышкой, материал корпуса – нержавеющая сталь, чугун, пластик.

Внутри находится рабочее колесо (стальное или полимерное), оснащенное лопастями, развернутыми в противоположную сторону. Кроме рабочего колеса важными частями является диффузор и эжектор (трубка Вентури).

Таким образом, практически все детали являются статичными, а движение задает единственный динамический элемент – диск (диски) рабочего колеса.

Конструкция насоса подразумевает легкий доступ к главной детали для профилактического осмотра или небольшого ремонта (например, чистки или обточки). Так как аппарат находится снаружи, в отличие от погружного аналога, всегда есть возможность осмотреть его и произвести замену частей.

Схема устройства центробежного насоса: 1 – металлический или пластиковый корпус; 2 – крышка; 3 – встроенные эжекторы; 4 – рабочее колесо; 5 – вал крепления; 6 – уплотнение; 7 – подшипники; 8 – конденсатор; 9 – электродвигатель

Центробежные модели массивнее вихревых, но работают гораздо тише и способны перекачивать грязную воду с включениями средней фракции. Для сильно загрязненных сред предназначены специальные дренажные насосы, а если необходимо дополнительное измельчение – фекальные.

Выбирая агрегат у поставщика, поинтересуйтесь возможной комплектацией: кроме электрического двигателя применяют бензиновый или дизельный, однако для дачного исполнения электрическое оборудование более оптимально. При регулярных профилактических осмотрах и техобслуживании срок работы центробежного насоса достигает 20 лет.

Характеристики моделей различаются, однако средние показатели могут выглядеть следующим образом:

• температура внутри системы – до +35ºС;
• температура воздуха снаружи (в месте установки насоса) – до +35ºС;
• высота подъема всасывающей магистрали – до 8 м;
• наибольшее давление в системе – 6 бар;
• двигатель – двухполюсной асинхронный (класс защиты не ниже IP 44).

Большая часть деталей выполнены из нержавейки, в качестве материала торцевого уплотнения используют графит или керамику.

Многоступенчатый самовсасывающий центробежный насос KSB Multi Eco для бытового водоснабжения, утилизации дождевой воды; допускает включения песка (концентрация – до 50 г/м³)

Таким образом, самовсасывающий агрегат по строению очень напоминает обычный насос центробежного типа , с одной разницей: процесс рециркуляции жидкости происходит внутри корпуса, а не в выносной магистрали.

Пробки залива и слива воды, подставка для крепления к двигателю, расположение патрубков, соединяющих аппарат с напорным и всасывающим трубопроводом, – как у простого оборудования.

В каких отраслях промышленности используются центробежные самовсасывающие насосы

Самовсасывающие насосы широко используются в различных областях - от химической промышленности до водоснабжения. Они хороши для обработки сточных вод из дренажных колодцев, резервуаров и подземных резервуаров. Самовсасывающие насосы также используются в водопроводных и канализационных трубопроводах и т.д. При определенных условиях они также могут быть использованы для удаления воздуха из всасывающей линии. Максимальная всасывающая способность насоса определяет предельные размеры и конфигурацию всасывающей линии.

Самовсасывающие насосы для промышленности

Самовсасывающие промышленные насосы отличаются более высокой производительностью и надежностью. Они используются на различных производственных площадках, в резервуарах для хранения нефти, для удаления разливов на химических заводах, в горнодобывающей, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности, нефтегазопереработке, водоснабжении и водоотведении. Перекачиваемые жидкости:

чистые или слегка загрязненные, нейтральные, кислотные или щелочные жидкости;

жидкости, содержащие песок, ржавчину, осадок или взвешенные твердые частицы;

чистые или грязные нефтепродукты с низкой вязкостью, такие как бензин, мазут, чистое дизельное топливо, парафин и другие

растворители;

аэрозоли и пены;

растворы каустической соды и т.д.

Промышленные самовсасывающие насосы используются для промывки и охлаждения (станков, шлифовальных кругов); циркуляции жидкостей для резки и закалки; улавливания дыма; очистки топливных баков и т.д.

Самовсасывающие насосы для строительства

Откачка паводковых вод; транспортировка сточных вод; тушение пожаров; сбор опасных жидкостей; откачка воды из котлованов, каналов или бассейнов во время земляных работ; осушение и опускание грунтовых вод (для повышения эффективности закладки фундамента во время строительных работ); подача воды из колодцев или каналов; мытье бетонных поверхностей. Самовсасывающие насосы также используются в производстве строительных материалов, а также при ремонте и обслуживании инженерных систем и сетей.

Самовсасывающие насосы для морской промышленности

Самовсасывающие насосы для удаления отходов

Обработка грязных, горячих или агрессивных сточных вод; перекачка воды, содержащей песок, ил или взвешенные твердые частицы; дозирование подпиточных жидкостей, перекачка ила.

Самовсасывающие насосы для сельского хозяйства

Поверхностный полив и орошение; перекачка и распыление жидкого навоза или удобрений; раздача жидкого корма для животных; обработка жмыха, молодых вин, фруктовых соков и т.д.

Какие материалы могут быть использованы для изготовления центробежного самовсасывающего насоса

Наиболее популярные виды керамики для производства насосов и арматуры:

• ФРИКОРУНД — FRIKORUND^® -изделия из керамической глины с отличной коррозионной стойкостью, Особое значение имеют их хорошая химическая устойчивость и высокая износостойкость при одновременном воздействии экстремальных коррозионных и абразивных нагрузок.

• ФРИКОТЕРМ Б — FRIKOTHERM В^® — новое изделие из керамики наряду со своей хорошей химической устойчивостью и высокой износостойкостью, насос отличается небольшим коэффициентом расширения при нагревании, что делает его нечувствительным к тепловому шоку до 180°С.

• SILIZIUMCARBID (карбид кремния) — является наилучшим материалом для перекачивания высокоагрессивных и одновременно чрезвычайно абразивных сред. Наглядным примером может служить использование насосов из этого материала для перекачки кислотных коксовых пульп, суспензий окислов титана, кислотосодержащих шламов в фильтрах, а также для добычи никеля с высоким содержанием хлорида никеля и меди, соляной кислоты и других агрессивных сред при температурах превышающих +100°С.

Основные параметры, которые определяют выбор материала для оборудования это твердость и химическая стойкость.

Твердость материалов, как правило, определяются следующими существующими методами:

• метод измерения твердости по Бринеллю (регламентирован ГОСТ 9012).

При определении твердости этим методом стальной шарик определенного диаметра D вдавливают в тестируемый образец под действием нагрузки Р, приложенной перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени. После снятия нагрузки измеряют диаметр отпечатка d. Число твердости по Бринеллю обозначается буквами НВ, и его определяют путем деления нагрузки Р на площадь поверхности сферического отпечатка F.

Для удобства имеются таблицы чисел твердости по Бринеллю и зависимости от диаметра шарика D, диаметра отпечатка d и нагрузки Р.

• метод измерения твердости по Роквеллу (регламентирован ГОСТ 9013).

При определении твердости этим методом тестируемый образец (изделие) под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок — предварительной P0 (обычно Р0 = 10 кгс) и общей Р — вдавливают индентор (алмазный конус или стальной шарик). При этом общая нагрузка равна сумме предварительной P0 и основной Р1 нагрузок.

После выдержки под приложенной общей нагрузкой Р в течение 3-5 с основную нагрузку Р1 снимают и измеряют глубину проникновения индентора в материал А под действием общей нагрузки Р затем снимают оставшуюся предварительную нагрузку P0.

• Метод измерения твердости по Виккерсу (регламентируется ГОСТ 2999).

Метод используют для определения твердости деталей и металлопродукции малой толщины, а также тонких поверхностных слоев, имеющих высокую твердость.

Твердость по Виккерсу измеряют путем вдавливания в образец (изделие) алмазного наконечника в форме правильной четырехгранной пирамиды под действием нагрузки Р в течение времени выдержки T. После снятия нагруби измеряют диагонали оставшегося на поверхности материала отпечатка –d1, d2 и вычисляют их среднее арифметическое значение — d, мм.

• метод измерения твердости по Моосу

Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания.

Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 достаточно распространённым минералам от талька до алмаза. Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал.

Предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов.

Какие факторы влияют на эффективность работы центробежного самовсасывающего насоса

Принцип работы самовсасывающего центробежного насоса предполагает первичное заполнение его камеры водой. Заливается она через верхнюю резьбовую пробку. Чтобы исключить вытекание воды из камеры в подведенную трубу, точка ввода выполнена в верхней части корпуса устройства.

Рабочее колесо с лопастями установлено либо непосредственно на вал двигателя, либо связано с ним ременной передачей, разъемной муфтой, фланцами. Вращение крыльчатки приводит к отбрасыванию воды от центра к краям корпуса камеры. Что и приводит к образованию зоны низкого давления. Она располагается в центре. Сюда и подводится входная труба. Второй конец ее погружен в жидкость. В случае скважинной насосной станции — в скважину.

В первой стадии работы рабочее колесо самовсасывающего насоса начинает перекачивает воду преимущественно во внутреннем цикле. Разрежение, образовавшееся в центре камеры, начинает затягивать воздух из участка входной трубы. Он смешивается с водой и выбрасывается насосом в выходное отверстие.

Далее наступает одно из двух состояний:

Воздух из участка трубы выкачивается полностью. Самовсасывающий насос начинает перекачивать воду и выходит на номинальные показатели работы. Промышленные модели серии НС2 завода «Взлет» способны перекачивать до 1200 м³/ч, обеспечивая напор до 62 м и более.

Залитой в камеру воды оказывается недостаточно, чтобы выкачать весь объем воздуха. В этом случае работу насоса останавливают. Выполняют повторную заливку камеры.

Отметим, что самовсасывающие насосы имеют ограниченную силу всасывания. Пределом для большинства центробежных моделей считается 8-9 метров. Но при расчете учитывают длину горизонтального участка подводящей трубы. Он также ведет к образованию гидравлического сопротивления.

Какие проблемы могут возникнуть при работе центробежного самовсасывающего насоса и как их решить

При работе центробежного насоса холостой ход насоса не допускается, большинство пользователей для холостого хода центробежного насоса боятся. Причина этого в том, что причина простоя не понята, и они не знают, как ее решить. На самом деле, центробежный насос за очень короткий период холостого хода не причинит никакого ущерба (менее 1 минуты).

Причина холостого хода центробежного насоса заключается в том, что загрузочная среда насоса недостаточна или давление на входе в воду недостаточно или входной трубопровод водяного насоса заблокирован или воздух в полости насоса не исчерпан.

Когда центробежный насос работает на холостом ходу, рабочее колесо не контактирует с контактом или мусором со средой, они не могут работать эффективно, и жидкость не может быть доставлена ​​должным образом. Это бесполезная работа. Из-за отсутствия эффективной работы нагрузка двигателя очень мала, а генерация электрического тока очень мала. Воздействие на двигатель не будет, но насос работает на холостом ходу для насоса, удар действительно смертелен. Простой водяной насос прост в использовании и вызывает повреждение корпуса насоса и перелива. Форма механического уплотнения холостого хода или форма уплотнения уплотнения не будут получать жидкую смазку, и они приведут к сухому шлифованию и, таким образом, будут быстро повреждены; Части и насосы на холостом ходу насоса будут нагреваться, нет жидкостного охлаждения, и небольшое зазорное положение (например, уплотнительное кольцо) легко укусить до смерти. Пустой многоступенчатый центробежный насос балансировочного диска не имеет смазки, и пластина баланса скоро будет сожжена и повреждена.

При раннем предупреждении и обслуживании центробежного насоса рекомендуется сконструировать центробежный насос для улучшения класса:

1. Положение зазора центробежного насоса обрабатывается и расширяется, чтобы предотвратить гибель центробежного насоса;

2. Вал центробежного насоса специально обработан, закален и термически обработан, чтобы улучшить твердость. Использование гибких материалов для предотвращения большого размаха воздуха из мертвых;

3. Использование уплотняющей и упаковочной камеры, которую не нужно смазывать жидкой средой;

4. Выберите уплотненный самосмазываемый подшипник.

Полость насоса горизонтального самовсасывающего центробежного насоса больше, чем другой центробежный насос, и есть положение, которое может экономить воду. Прежде чем всасывающий центробежный насос нормально работает, полость заполняется жидкостью. Перед эксплуатацией существует период самопоглощения, и этот период времени удерживает воздух в насосе, который является частью времени простоя.

Настройте систему холостого хода. Насос контролируется в реальном времени с помощью современного оборудования, а когда центробежный насос пуст, он немедленно сигнализирует насос и автоматически останавливается, чтобы защитить безопасность устройства.

Какие преимущества имеет центробежный самовсасывающий насос по сравнению с другими типами насосов

Пищевые центробежные насосы отличаются многочисленными преимуществами, благодаря которым очень популярны в молочной промышленности. Правда, как и любой другой агрегат, они не лишены некоторых недостатков.

Преимущества

• Центробежные насосы для пищевых продуктов – одни из самых надежных и долговечных в категории напорного оборудования. Это обусловлено их простой конструкцией, в которой нет подвижных соединений.
• Устройства обеспечивают стабильный напор и могут работать с высокой производительностью.
• Благодаря отсутствию клапанного механизма, а также достаточно большому зазору между рабочим колесом и корпусом, агрегат может перекачивать жидкость с некоторым количеством загрязнений.
• Центробежный молочный насос работает с постоянной подачей. Из-за этого сводится к минимуму вероятность возникновения гидроудара, потому запорная арматура пищевая на молокопроводах намного реже выходит из строя.
• Центробежные насосы имеют один из наиболее высоких КПД среди всех видов помп, работающих в пищевой промышленности.
• Во время работы устройства нет вибрации, не возникают другие инерционные силы. Из-за этого, агрегат можно монтировать без фундамента.
• Вследствие установки рабочего колеса на вал электродвигателя, нет необходимости в применении редукторов, вариаторов и прочих передаточных механизмов. Это обеспечивает компактную конструкцию и малый вес.
• Пищевой центробежный насос работает сравнительно тихо, потребляет мало электроэнергии, не требует, чтобы его обслуживал персонал высокой квалификации. Для промывки аппарат разбирается легко и быстро. Для изменения производительности надо всего лишь повернуть затвор пищевой на всасывающем рукаве.