Как центробежный насос качает воду

Устройство и принцип действия самовсасывающих насосов

Для водоснабжения дома или полива огорода используют насосы. Есть они разных видов и конструкций и каждый из них находит свою область применения. Если вам требуется недорогое и надежное устройство для перекачки воды из скважины, колода или какой-то емкости, обратите внимание на самовсасывающий насос. Это относительно недорогие устройства, которые устанавливаются на поверхности, качать воду могут с довольно приличной глубины — 8-9 м. При необходимости модели дополняются эжекторами, тогда глубина всасывания увеличивается до 20-35 м.

Самовсасывающие насосы: устройство и виды

Самовсасывающие насосы качают воду с глубины 8-9 метров, сами при этом находятся на поверхности. Вода поднимается за счет того, что в центральной части корпуса, за счет движения колес с лопастями, создается область низкого давления. Стремясь ее заполнить, вода поднимается вверх. Вот и получается, что насос всасывает воду.

Внешний вид самовсасывающего насоса

Как и любой другой насос, самовсасывающий состоит из двигателя и рабочей камеры, в которой находится нагнетательный механизм. Валы насоса и двигателя соединяются через муфту, надежность соединения и герметичность определяется типом уплотнителя.Уплотнители бывают двух типов:

• сальниковый — более дешевый и менее надежный;
• торцевой уплотнитель — более надежный, но дорогой.

Есть модели самовсасывающих насосов с магнитными муфтами. Они уплотнения не требуют, так как сквозных соединений не имеют. Это на сегодняшний день самая надежная конструкция, но и самая дорогая тоже.

Строение и принцип действия

По способу действия самовсасывающий насос может быть вихревым и центробежным. В обоих ключевым звеном является крыльчатка только имеет она разное строение и установлена в корпусе разной форы. От этого меняется принцип работы.

Центробежные

Центробежные самовсасывающие насосы имеют интересное строение рабочей камеры — в виде улитки. В центре корпуса закреплены рабочие колеса. Колесо может быть одно, тогда помпа называется одноступенчатой, может быть несколько — многоступенчатая конструкция. Одноступенчатые всегда работают на одной мощности, многоступенчатые могут в зависимости от условий изменять производительность, соответственно, являются более экономичными (меньше расходую электроэнергии).

Устройство самовсасываюшего центробежного насоса

Основной рабочий элемент в данной конструкции — колесо с лопастями. Лопасти загнуты в обратном направлении по отношению к движению колеса. При движении они как-бы расталкивают воду, отжимая ее к стенкам корпуса. Такое явление называется центробежной силой, а зону между лопастями и стенкой называют «дифузор». Итак, рабочее колесо движется, создавая на периферии область повышенного давления и подталкивая воду в сторону выходного патрубка.

Одновременно в центре рабочего колеса образуется зона пониженного давления. В нее засасывается вода из подающего трубопровода (всасывающей магистрали). На рисунке выше поступающая вода обозначена желтыми стрелками. Далее она крыльчаткой проталкивается к стенкам и за счет центробежной силы поднимается наверх. Этот процесс постоянный и бесконечный, повторяется до тех пор, пока крутится вал.

С принципом действия центробежных насосов связан их недостаток: создавать центробежную силу из воздуха крыльчатка не может, потому перед работой корпус заполняют водой. Так как часто работают помпы в прерывистом режиме, чтобы вода не вытекала из корпуса при останове, на всасывающем патрубке ставят обратный клапан. Вот такие особенности работы центробежных самовсасывающих насосов. Если обратный клапан (он должен быть обязательно) на подающем трубопроводе стоит внизу, заполнять приходится и весь трубопровод, а для этого понадобится не один литр.

Название	Мощность	Напор	Максимальная глубина всасывания	Производительность	Материал корпуса	Подсоединительные размеры	Цена
Калибр НБЦ-380	380 Вт	25 м	9 м	28 л/мин	чугун	1 дюйм	32$
Metabo P 3300 G	900 Вт	45 м	8 м	55 л/мин	чугун (приводной вал из нержавеющей стали)	1 дюйм	87$
ЗУБР ЗНС-600	600 Вт	35 м	8 м	50 л/мин	пластик	1 дюйм	71$
Elitech НС 400В	400Вт	35 м	8 м	40 л/мин	чугун	25 мм	42$
PATRIOT QB70	750 Вт	65 м	8 м	60 л/мин	пластик	1 дюйм	58$
Джилекс Джамбо 70/50 Ч 3700	1100 Вт	50 м	9 м (втроенный эжектор)	70 л/мин	чугун	1 дюйм	122$
БЕЛАМОС XI 13	1200 Вт	50 м	8 м	65 л/мин	нержавеющая сталь	1 дюйм	125$
БЕЛАМОС XA 06	600 Вт	33 м	8 м	47 л/мин	чугун	1 дюйм	75$

Вихревые

Вихревой самовсасывающий насос отличается строением корпуса и рабочего колеса. Рабочее колесо — диск с короткими радиальными перегородками, располагающиеся по краям. Называется он импеллер.

Корпус сделан так, что он довольно плотно охватывает «плоскую» часть рабочего колеса, а в районе перегородок остается значительный боковой зазор. При вращении импеллера вода увлекается перемычками. За счет действия центробежной силы она отжимается к стенкам, но через какое-то расстояние снова попадает в зону действия перегородок, получая дополнительную порцию энергии. Таким образом в зазорах она еще и закручивается в вихри. Получается сдвоенный вихревой поток, что и дало название оборудованию.

Благодаря особенностям работы вихревые насосы могут создавать давление в 3-7 раз больше, чем центробежные (при одинаковых размерах колес и скорости вращения). Они идеальны, когда необходим малый расход и высокое давление. Еще один плюс — они могут качать смесь воды и воздуха, иногда даже создают разрежение если заполнены только воздухом. Это делает проще его запуск в работу — не надо заполнять камеру водой или достаточно ее небольшого количества. Недостаток вихревых насосов — низкий КПД. Он не может быть выше 45-50%.

Название	Мощность	Напор (высота подъема)	Производительность	Глубина всасывания	Материал корпуса	Цена
LEO XKSm 60-1	370 Вт	40 м	40 л/мин	9 м	чугун	24$
LEO XKSm 80-1	750 Вт	70 м	60 л/мин	9 м	чугун	89$
AKO QB 60	370 Вт	30 м	28 л/мин	8 м	чугун	47$
AKO QB 70	550 Вт	45 м	40 л/мин	8 м	чугун	68 $
Pedrollo РКm 60	370 Вт	40 м	40 л/мин	8 м	чугун	77$
Pedrollo РК 65	500 Вт	55 м	50 л/мин	8 м	чугун	124$

Эжекторные

Самая большая глубина, с которой поверхностные вихревые и центробежные насосы могут поднимать воду — 8-9 метров, часто она располагается глубже. Чтобы «добыть» ее оттуда, на насосы устанавливают эжектор. Это трубка специальной формы, которая при движении воды через нее создает разряжение на входе. Так что такие устройства тоже относятся к разряду самовсасывающих. Эжекторный самовсасывающий насос может поднять воду с глубины 20-35 м, а этого уже более чем достаточно для большинства источников.

Схема подключения выносного эжектора для скважин разного диаметра — двухдюймовая справа, четырехдюймовая слева

Недостаток в том, что для обеспечения работы часть понятой воды необходимо вернуть обратно, следовательно, производительность значительно снижается — такая помпа может обеспечить не очень большой расход воды, но электричества на обеспечение работоспособности тратится ничуть не меньше. При установке инжектора в колодец или скважину достаточной ширины в источник опускают два трубопровода — один подающий большего диаметра, второй, возвратный, меньшего. К их выходам подключается эжектор, а на конце устанавливается фильтр и обратный клапан. В этом случае недостаток тоже очевиден — двойной расход труб, а значит — более дорогая установка.

В скважинах малого диаметра используется один трубопровод — подающий, а вместо обратного используется обсадная труба скважины. Таким образом тоже формируется зона разрежения.

Вихревые и центробежные — сравнение и область применения

Сначала общие черты:

• максимальная глубина всасывания — 8-9 метров;
• способ установки — поверхностный;
• на всасывающем трубопроводе должна стоять труба или армированный шланг (обычный не ставить, его сплющит отрицательным давлением).

Теперь о том, в чем отличия между вихревыми и центробежными моделями. Вихревые насосы более компактные, стоят меньше, но при работе издают больше шума. Центробежные — более тихие, на выходе создают небольшое давление. Вихревые при тех же размерах крыльчатки и скорости ее вращения могут создать давление в 3-7 раз больше. Но нельзя сказать, что это их достоинство — далеко не всегда требуется большой напор на выходе. Например, он не нужен при поливе сада и огорода. Вода, подаваемая с высоким давлением просто размоет почву, обнажит корни. Потому в качестве насоса для полива лучше брать самовсасывающий насос центробежного типа.

Высокое давление на выходе может потребоваться при организации системы водоснабжения дома. Вот тут и потребуются характеристики вихревых насосов. Есть только у них один недостаток: они не могут обеспечить большой расход. Так что чаще для этих целей используют все тот же центробежный, но в паре с гидроаккумулятором. Правда, тогда это получается уже насосная станция.

Поверхностные центробежные насосы необходимо заполнять водой перед пуском

Основной недостаток поверхностных центробежных самовсасывающих насосов — необходимость заполнять их водой перед стартом. Не самое приятное занятие, которое добавляет хлопот при использовании такой помпы для полива.

Источник

Центробежные насосы для воды: область применения и разновидности, особенности эксплуатации

При отсутствии центрального водоснабжения в усадьбе, загородном коттедже или на дачном участке на первый план выходит задача обеспечения водой как питьевой, так и для полива зелёных насаждений.

Но если вблизи имеется источник воды, будь то скважина, колодец или озеро, то задача в конечном итоге сводится к выбору насоса.

Характерные отличия

Если сравнивать по критерию цена – технические характеристики, то центробежным насосам нет равных.

Эти надёжные и мощные агрегаты превосходят насосы других типов конструкций в своём ценовом диапазоне.

Насосы, работающие по центробежному принципу, применяются не только в быту, но и в разных отраслях промышленности. От бытовых насосов их, прежде всего, отличает высокая производительность. Кроме того, накладывает отпечаток сфера применения и специфика работы промышленных агрегатов.

Так применение центробежных насосов в судостроении предполагает работу агрегатов в агрессивной морской среде в широком интервале температур. А значит материалы, используемые в производстве таких насосов, должны обладать повышенной коррозионной стойкостью.

Поэтому насосы для перекачки морской воды, вне зависимости от размеров, выполняются целиком из материалов, стойких к солёной воде, таких как, например, бронза или нержавеющая сталь.

Устройство

Схема устройства центробежного насоса. (Для увеличения нажмите) В корпусе агрегата, зачастую выполненного в виде спирали, находится вал. Колесо с лопастями жёстко закреплено на валу.

Патрубки, прикреплённые к корпусу, ведут к трубопроводам – всасывающему и напорному.

Все центробежные насосы объединены единым принципом работы, давшим название этому классу агрегатов.

Как только корпус насоса заполнится водой и, благодаря электрическому двигателю, запустится рабочее колесо центробежного насоса, оно, разгоняясь, отбросит находящуюся между лопастями жидкость к краям камеры. Это действие приводит к повышению давления по краям (на периферии) камеры, в то время, как в её центральной части образуется разреженное пространство (вакуум).

В одно и то же время вода всасывается и выталкивается насосом под давлением в напорный трубопровод. Колесо непрерывно вращается – насос перекачивает воду.

Классификация

Классификация центробежных насосов проводится сразу по нескольким параметрам.

Различают:

• типы конструкции: поверхностные, погружные (в том числе глубинные) и полупогружные;
• по количеству ступеней — одноступенчатые и многоступенчатые;
• по давлению среды;
• по функциональному назначению (водопроводные, канализационные, пожарные и другие).

Иногда классифицируют ещё целый ряд признаков (конструктивных особенностей), но в большинстве случаев этого достаточно.

Типы конструкции

Поверхностный центробежный насос Как следует из названия, поверхностные модели находятся на земле, вода в них из скважины поступает по шлангу.

Эксплуатация такого оборудования проста, средний насос качает воду с глубины 10–12 м на высоту около 30 м.

Погружные центробежные насосы имеют форму цилиндра. Их устанавливают непосредственно в скважине под водой. Если вода залегает ниже 20 м, то рассматривать надо именно погружной тип агрегата. В свою очередь этот тип насосов принято делить на стандартные и глубинные.

Одноступенчатыми называют насосы с одним, обычно большим, рабочим колесом. Такая схема сейчас используется только в поверхностных насосах.

В многоступенчатых центробежных насосах для воды и других жидкостей на одной оси может быть до семи колёс: чем больше число одновременно вращающихся колёс, тем лучше работа двигателя.

Центробежные насосы среднего давления находятся в диапазоне 0,2–0,6 МПа, в диапазонах ниже и выше данных значений – расположились соответственно насосы низкого и высокого давления.

Выбор

Бытовой центробежный насос Расчёт позволяет определить необходимую производительность агрегата, с учётом его напора и продуктивности.

При этом стоит обращать внимание на насосы, имеющие высокий КПД.

Для системы бытового водоснабжения, с переменным расходом воды, не стоит искать насос с сильным напором. В быту уместнее иметь широкий диапазон подачи воды, а напор вполне может быть умеренным.

Ремонт и устранение неисправностей

Центробежный насос – очень надёжный агрегат, но он очень чувствителен к работе «на сухую».

Никогда не запускайте электрический двигатель, если насос не заполнен водой!

Несколько минут работы без воды – прямой путь к перегреву прибора. А это почти наверняка приведёт к обращению в сервисную службу.

Все остальные неисправности, как правило, связаны с засором шланга, клапана, выхода из строя сальников, ослаблением резьбовых соединений и т. д. Устранение таких неисправностей не требует специальных навыков и вполне под силу домашнему мастеру.

Центробежный насос с префильтром Во избежание дальнейших засоров помните, что скважину необходимо периодически прокачивать, а на насос желательно установить сетчатый фильтр, предохраняющий от песка и прочих загрязнений.

Центробежный насос может работать только при полном отсутствии воздуха в перекачиваемой жидкости.

Если нарушается герметичность и вместе с водой в систему попадает воздух, то насос может самопроизвольно останавливаться. При восстановлении герметичности, будь то замена сальников или лопнувшего шланга, работоспособность агрегата восстановится.

Смотрите видео, в котором пользователь показывает процесс запуска и возможности центробежного насоса для воды на даче:

Источник