Что значит центробежный насос

Центробежный насос

Центробежный насос — насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость.

Содержание

Принцип действия центробежных насосов

Внутри корпуса насоса, который имеет, как правило, спиральную форму, на валу жестко закреплено рабочее колесо. Оно, как правило, состоит из заднего и переднего дисков, между которыми установлены лопасти. Они отогнуты от радиального направления в противоположную сторону, направления вращения рабочего колеса. С помощью патрубков корпус насоса соединяется с всасывающим и напорным трубопроводами.

Если корпус насоса полностью наполнен жидкостью из всасывающего трубопровода, то при придании вращения рабочему колесу (например, при помощи электродвигателя) жидкость, которая находится в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. Это приведёт к тому, что в центральной части колеса создастся разрежение, а на периферии повысится давление. А если повышатся давление, то жидкость из насоса начнёт поступать в напорный трубопровод. Вследствие этого внутри корпуса насоса образуется разряжение, под действием которого жидкость одновременно начнёт поступать в насос из всасывающего трубопровода. Таким образом, происходит непрерывная подача жидкости центробежным насосом из всасывающего в напорный трубопровод.

Центробежные насосы бывают не только одноступенчатыми (с одним рабочим колесом), но и многоступенчатыми (с несколькими рабочими колесами). При этом принцип их действия во всех случаях остается таким же, как и всегда. Жидкость будет перемещаться под действием центробежной силы, которая развивается за счёт вращающегося рабочего колеса.

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы классифицируют по [1] :

Количеству ступеней (колёс); одноступенчатые насосы могут быть с консольным расположением вала — консольные;
По расположению оси колёс в пространстве (горизонтальный, вертикальный)
Давлению (низкого давления — до 0,2 МПа, среднего — от 0,2 до 0,6 МПа, высокого давления — более 0,6 МПа);
Способу подвода жидкости к рабочему колесу (с односторонним или двухсторонним входом — двойного всасывания);
Способу разъёма корпуса (с горизонтальным или вертикальным разъёмом);
Способу отвода жидкости из рабочего колеса в канал корпуса (спиральный и лопаточный). В спиральных насосах жидкость отводится сразу в спиральный канал; в лопаточных жидкость сначала проходит через специальное устройство — направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);
Коэффициенту быстроходности n_s (тихоходные, нормальные, быстроходные);
Функциональному назначению (водопроводные, канализационные,пожарные, химические, щелочные, нефтяные, землесосные и т. д.);
Способу соединения с двигателем: приводные (с редуктором или со шкивом) или соединения с электродвигателем с помощью муфт.

КПД насоса зависит от коэффициента быстроходности n_s, режима работы, конструктивного исполнения. При оптимальном режиме работы КПД крупных насосов может достигать 0,92, а малых около 0,6-0,75.

Насосная установка из центробежных насосов

Шкаф управления (1 шт)
Фирменная табличка (1 шт)
Всасывающий патрубок из нержавеющей стали (1 ШТ) (2 шт для каждого насоса)
Рама-основание из нержавеющей cтали (1 шт) (1 шт для каждого насоса)
Напорный патрубок из нержавеющей стали (1 шт) /манометр (1 шт) (от 2 до 6 шт)

ВНИМАНИЕ: описанная комплектность насосной установки не полная, описание только для общего ознакомления

Центробежный насос

Центробежный насос- это насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость.

Внутри корпуса насоса, который обычно имеет спиральную форму, на валу жестко закреплено рабочее колесо.

Принцип работы.

При вращении рабочего колеса жидкость, которая находится в каналах рабочего колеса между его лопастями, под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. При этом, в центральной части колеса создастся разрежение, а на периферии повысится давление, в результате чего жидкость из насоса начнёт поступать в напорный трубопровод.
Это образует разрежение, под действием которого жидкость одновременно начнёт поступать в насос из всасывающего трубопровода.
Благодаря тому, что корпус насоса состоит из отдельных секций, имеется возможность, не меняя подачи, менять напор путем установки нужного числа секций.
При этом меняется только длина вала и стяжных шпилек.
Во время работы насоса, вследствие давления жидкости на неравные по площади боковые поверхности рабочих колес, возникает усилие, которое стремиться сместить ротор насоса в сторону всасывания.
Для уравновешивания указанного осевого усилия в насосе применяется гидравлическая пята, состоящая из диска гидравлической пяты, кольца гидравлической пяты и втулки.

Во время работы насоса жидкость проходит через кольцевой зазор, образованный отверстием крышки нагнетания и втулкой и давит на диск гидравлической пяты с усилием, которое по величине равно сумме усилий, действующих на рабочее колесо, но направленным в сторону нагнетания. Таким образом, ротор насоса оказывается уравновешенным. Равенство усилий устанавливается автоматически, благодаря возможности осевого перемещения ротора насоса. Часть жидкости из разгрузочной камеры гидравлической пяты проходит между втулкой и сальниковой набивкой, чем достигается жидкостная смазка трущихся поверхностей и их охлаждение. Другая (основная) часть жидкости из разгрузочной камеры гидравлической пяты в насосах типа ЦНС, ЦНСМ, ЦНС(н) отводится через резьбовое отверстие и штуцер в дренаж.

При работе насоса с давлением на входе до 0,З МПа, вытекающую из штуцера жидкость можно направить во всасывающий трубопровод.

В насосах типа ЦНСГ вода из разгрузочной камеры гидропяты отводится наружу или во всасывающий трубопровод.

Между втулкой и сальником всегда должна протекать перекачиваемая жидкость в количестве 15-30 л/ч. Излишнее затягивание сальников ускоряет износ втулок и увеличивает потери на трение.

В крышке всасывания и кольца направляющего аппарата имеется отверстие через которое вода под давлением созданным первым рабочим колесом, проходит к втулке гидрозатвора, в которой имеется отверстие для подвода воды к рубашке вала, при этом болт должен быть вывинчен из крайнего нижнего положения на 8-12 оборотов.

Конструкция насосов ЦНСГ предусматривает охлаждение подшипников водой от постороннего источника. Охлаждаемая вода должна подаваться с давлением не выше 0,З МПа (З кгс/см2). В насосах ЦНСГ отсутствует резиновое кольцо, устройство для выпуска воздуха и обводная система.

В насосах ЦНС(Г) для возможности работы с холодной и горячей водой имеется резиновое кольцо и предусмотрено охлаждение подшипников аналогично насосам типа ЦНСГ.

Привод насоса — от электродвигателя через упругую втулочнопальцевую муфту. Вращение ротора насоса правое (по направлению движения часовой стрелки), если смотреть со стороны электродвигателя.
Центробежные насосы бывают не только 1-ступенчатыми (с одним рабочим колесом), но и многоступенчатыми (с несколькими рабочими колесами). При этом принцип их действия во всех случаях остается таким же, как и всегда. Жидкость будет перемещаться под действием центробежной силы, которая развивается за счёт вращающегося рабочего колеса.

Правила выбора центробежного насоса для воды

Наибольшей популярностью среди насосного оборудования пользуются центробежные насосы для воды. Это связано не только с их хорошими техническими характеристиками, но и с универсальностью оборудования. С помощью агрегата центробежного типа можно организовать автономную систему водообеспечения на загородном участке или использовать для полива растений.

Конструктивные особенности и принцип действия

В бытовых центробежных насосах для воды напор и движение жидкости создается благодаря центробежной силе, создаваемой вращением рабочего колеса. Они могут быть использованы для решения различных задач в любой отрасли. Среди основных конструктивных элементов следует отметить следующие:

Корпус, изготовленный из чугуна или стали.
Электродвигатель.
Приводной вал.
Подшипниковый узел и элементы уплотнения.
Рабочее колесо, установленное на валу.

Главным рабочим элементом любого центробежного водяного насоса является крыльчатка. На ее внешней поверхности под определенным углом установлены лопатки, изгиб которых всегда противоположен вращению этого элемента конструкции. В результате достигается максимальная эффективность работы устройства.

При вращении лопаток крыльчатки в рабочей полости насоса создается центробежная сила, благодаря которой и перекачивается жидкость.

Более подробно принцип работы этого агрегата может быть описан следующим образом:

Жидкость поступает в рабочую полость и подхватывается крыльчаткой.
Центробежная сила отбрасывает жидкость к стенкам, что приводит к созданию в этой области высокого давления, которое выталкивает воду через патрубок.
Так как давление у стенок камеры увеличивается, в центральной области происходит разряжение воздуха, и через патрубок выбрасывается очередная порция жидкости.

Основные виды

Сегодня на рынке можно найти большое количество агрегатов центробежного типа. Несмотря на некоторые отличия в конструкции, все они работают по одному и тому же принципу. Выбирая оборудование, необходимо помнить о его классификации в соответствии с различными параметрами.

В соответствии с конструкцией

Одним из главных отличий в конструкции является число колес. Это характерно для всех видов насосов, используемых не только в быту, но и в промышленности. Таким образом, принято выделять следующие их типы:

Одноступенчатые — оснащены одним колесом.
Многоступенчатые — имеют две и более крыльчатки, которые расположены на приводном валу последовательно.

Центробежные насосы способны создавать один и более потоков жидкости, что является вторым видом классификации. Кроме этого, центробежные насосы можно разделить на группы в соответствии с типом соединения силового агрегата с рабочим валом, принципом отвода жидкости, расположением оси главного вала и т. д.

По месту установки

В зависимости от положения устройства относительно перекачиваемой жидкости, оно может быть погружным или поверхностным. Материалом для корпусов насосов первого типа является нержавеющая сталь, так как они все время находятся в толще воды. При этом высокие требования предъявляются к герметичности, что достигается благодаря использованию качественных уплотнительных материалов. Если это требование не соблюдается, то при разгерметизации силовая установка выходит из строя.

Поверхностные насосы устанавливаются на специальных площадках или в сооружениях, если используются в течение всего года. Для соединения агрегата с источником воды применяются гибкие шланги или прокладывается трубопровод. Современные модели центробежных гидромашин оснащаются поплавками, что позволяет полностью автоматизировать их работу. Поверхностные насосы целесообразно использовать в ситуациях, когда глубина скважины не превышает 10 метров.

Сфера применения и основные преимущества

Центробежные насосные агрегаты обладают высокой универсальностью, но это не единственное их достоинство. В отличие от поршневых насосов, при работе центробежных отсутствует пульсация в трубопроводе. При сравнительно невысокой стоимости эти гидромашины являются надежными и не требуют особого ухода. В быту центробежные агрегаты можно использовать для решения следующих задач:

Откачивать воду из естественных и искусственных водоемов для орошения земельного участка.
Подавать воду в систему водоснабжения приусадебного участка.
Использовать для обеспечения циркуляции теплоносителя в системах отопления.
Откачивать воду из подвала и погреба в автоматическом режиме.

Для повышения эффективности и удобства эксплуатации центробежных гидромашин они могут оснащаться дополнительными устройствами, например, фильтрами грубой очистки, обратными клапанами, поплавковыми выключателями и т. д.

Советы по монтажу

Оборудование погружного типа необходимо опускать в источник на специальном тросе, изготовленном из полимерных материалов. Гидромашину поверхностного типа можно разместить в приямке или подсобном помещении. При установке оборудования стоит воспользоваться несколькими рекомендациями:

В первую очередь, следует проложить электромагистраль к месту установки оборудования.
Агрегат поверхностного типа монтируется на расстоянии 30−70 см от дна источника.
Если уровень жидкости в скважине невысок, лучше использовать горизонтальные насосы.
При работе оборудования на протяжении всего года стоит подумать об утеплении источника и магистрали подачи воды.
Перед первым запуском оборудования в рабочую камеру необходимо залить воду.

Центробежный насос – самый популярный насос в мире

Центробежные насосы обладают такими характеристиками, как высокая скорость, прямой моторный привод, небольшой размер, широкая область применения, высокая эффективность, простая конструкция, удобное обслуживание, простое трубопроводное оборудование и т. д., поэтому они широко используется в различных отраслях промышленности.

Центробежные насосы относятся к категории динамических насосов. Проще всего понять принцип работы центробежного насоса на примере зонта. Если вращать зонт, то капли воды будут разлетаться в стороны, чем быстрее вращение, тем дальше полетит вода. Это явление и называется воздействием центробежной силы.

Когда насос наполнен водой и рабочее колесо (крыльчатка центробежного насоса) вращается, вода вылетает наружу с высокой скоростью из-за центробежной силы. Рассеянная вода собирается контейнером, называемым корпусом насоса, и направляется к выпускному отверстию. В этом процессе кинетическая энергия воды преобразуется в энергию давления, а затем выталкивается наружу.

Применение центробежных насосов

Центробежные насосы являются наиболее популярным выбором для перемещения жидкости, они используются во многих отраслях промышленности. Подача воды, повышение давления, перекачка воды для бытовых нужд, поддержка систем противопожарной защиты, циркуляция горячей воды, отвод сточных вод и регулирование подачи воды в котел — одни из самых распространенных применений.

Основные направления, в которых используются центробежные насосы:

Нефтепромышленность и энергетика — перекачивание нефтепродуктов, шламов, грязи; используется нефтеперерабатывающими заводами, электростанциями
Промышленность и противопожарная защита — отопление и вентиляция, системы питания котлов, кондиционирование воздуха, повышение давления, спринклерные системы противопожарной защиты.
Управление отходами, сельское хозяйство и производство — утилизация сточных вод, коммунальное хозяйство, дренаж, переработка газа, орошение и защита от наводнений.
Фармацевтическая, химическая и пищевая промышленность — перекачивание красок, углеводородов, целлюлозы, производство продуктов питания и напитков
Различные отрасли (обрабатывающая, промышленная, химическая, фармацевтическая, пищевая, авиакосмическая и т. д.) — для криогеники и хладагентов.

Но несмотря на свою универсальность, есть ситуации, когда центробежные насосы малоэффективны, в таких случаях используются другие типы насосов. Эффективная работа центробежного насоса зависит от постоянной высокой скорости вращения его рабочего колеса. При перекачивании сред с высокой вязкостью центробежные насосы становятся все более неэффективными: появляется большее сопротивление и требуется более высокое давление для поддержания определенной скорости потока. Суспензии, такие как грязь или масла с высокой вязкостью, могут вызвать чрезмерный износ и перегрев деталей насоса, что приведет к их повреждению и преждевременному выходу из строя.

Еще одним ограничением является то, что центробежный насос не может обеспечивать всасывание в сухом состоянии: сначала он должен быть заполнен перекачиваемой жидкостью. Поэтому центробежные насосы не подходят для любых областей, в которых подача жидкости прерывистая. Кроме того, если давление подачи является переменным, центробежный насос производит переменный поток. В таких случаях более эффективным будет применение насосов вытеснения (объемных насосв).