Виды и характеристики центробежных вихревых насосов

Для генерации напора воды в системах автономного водоснабжения используется самовсасывающий насос. При этом насосное оборудование отвечает не только за подъём жидкости из гидротехнического сооружения, но и за её транспортировку по трубопроводу. Все самовсасывающие агрегаты делятся на два вида центробежный и вихревой насос. Подобное оборудование во время работы пропускает поток воды через себя. В нашей статье мы рассмотрим особенности, характеристики и принцип работы центробежных и вихревых агрегатов, а также сравним их для облегчения выбора.

Характеристики самовсасывающих устройств

Благодаря особенному строению все самовсасывающие агрегаты имеют прекрасные технические характеристики:

1. Поверхностное самовсасывающее оборудование можно устанавливать вне гидротехнического сооружения. Их монтаж можно производить в подвале дома, в отдельном сооружении или в утеплённом кессоне у оголовка скважины. Благодаря такому способу установки процесс монтажа прибора максимально облегчается.
2. Благодаря тому, что насосное оборудование устанавливается не под водой в глубине скважины, а на поверхности, обслуживание и ремонт устройства проводить очень легко.
3. Поскольку прибор не будет погружаться в воду, на изготовлении корпуса можно сэкономить, выбрав более дешёвые материалы. Это в свою очередь позволит сделать стоимость всего агрегата более приемлемой.
4. Центробежные и вихревые насосы можно укомплектовать по-настоящему мощным электромотором, который ни в какое сравнение не идёт с тем агрегатом, что монтируется в узкий малогабаритный погружной насос. Мощный мотор в этих насосах позволяет получать такой же мощный напор воды, поэтому самовсасывающее оборудование в состоянии поднимать воду даже с очень глубоких источников.

Принцип работы

Подобное оборудование состоит из следующих составных деталей и узлов:

• корпус, внутри которого установлено нагнетательное устройство;
• электродвигатель, который соединяется с корпусом агрегата при помощи фланцевой муфты;
• нагнетательное устройство центробежного или вихревого типа, принцип действия которого основан на создании крутящего момента на валу двигателя;
• напорный и всасывающий шланг;
• эжектор;
• соединительная арматура для фиксации шлангов на штуцерах.

Принцип действия самовсасывающего насосного оборудования выглядит следующим образом:

1. Электродвигатель способствует тому, что на валу генерируется крутящий момент.
2. Этот вал заходит в корпус через специальное отверстие, которое надёжно защищено от попадания воды особым уплотнителем.
3. В торцевой части вала установлено нагнетательное устройство – импеллер или крыльчатка. Вращение этого устройства способствует возникновению усилий, которые способствуют всасыванию и выталкиванию жидкости. Это происходит благодаря формированию внутри улиткообразного корпуса областей с пониженным и повышенным давлением. При этом корпус имеет два отверстия. Одно из них (входное) находится в месте возникновения пониженного давления, а второе (выпускное) – в районе образования высокого давления.
4. Эжектор устанавливается или у самого корпуса, или в глубине скважины под водой на конце всасывающего трубопровода (шланга). Этот механизм нужен для усиления всасывающего действия.

Важно знать: такой принцип действия имеют все самовсасывающие насосы, но эффективность работы и производительность у каждой разновидности отличается.

Разновидности самовсасывающих насосов

Как вы уже поняли, все самовсасывающие агрегаты делятся на два вида – центробежные и вихревые насосы. Помимо этого бывают модели:

• без эжектора;
• с выносным эжекторным устройством;
• со встроенным эжектором.

При этом все разновидности подобных агрегатов функционируют совершенно по-разному, но используют при этом одинаковый принцип работы. Однако эффективность его использования отличается. Далее мы рассмотрим особенности функционирования каждого вида самовсасывающего агрегата.

Центробежные насосы

Этот агрегат состоит из следующих частей:

• электродвигатель;
• корпус в форме улитки;
• крыльчатка в виде цилиндра с лопастями или диска, которая зафиксирована на валу электродвигателя внутри корпуса.

Сразу над крыльчаткой в верхней части корпуса находится выпускное окно. Всасывающее отверстие располагается в торцевой части корпуса напротив центральной оси вращающегося механизма.

Центробежные насосы имеют следующий принцип работы:

1. Когда двигатель посредством вала приводит в движение крыльчатку, центробежное усилие способствует образованию зоны разрежения в торце корпуса возле всасывающего отверстия.
2. При этом одновременно генерируется напорная сила в верхней части корпуса возле выпускного окна.
3. Это способствует тому, что вода всасывается через шланг, закреплённый на впускном патрубке, проходит через агрегат и выталкивается через шланг, зафиксированный на выпускном патрубке.

Внимание: центробежные агрегаты можно эксплуатировать только при условии, что весь корпус в форме улитки будет заполнен водой. В противном случае крыльчатка не сможет генерировать всасывающее усилие. В этом состоит главный недостаток подобных приборов.

Вихревые агрегаты

Вихревые насосы не имеют такого недостатка, как их собратья центробежного типа. Всё дело в  том, что они могут работать не только с водной средой, но и со смесью воды и газа. Но если потребуется, они могут создать всасывающее усилие даже при работе с воздухом.

Такие характеристики устройство получило благодаря особой конструкции корпуса и тому, что в приборе вместо крыльчатки используется импеллер. Это рабочее колесо, которое перекачивает воздух во внутреннюю часть улиткообразного корпуса. В этом месте предварительно залитая вода перемешивается с воздухом и выводится через выходное отверстие. Принцип действия выглядит так:

1. Во время выхода воздуха создаётся эффект рециркуляции воды в корпусе.
2. В итоге прохождение газообразной смеси через плотную жидкость приводит к возникновению зоны разряжения во всасывающем трубопроводе.
3. Это способствует тому, что водная среда втягивается в рабочую камеру насосного оборудования.
4. После того вихревой прибор начинает работать, как циркуляционный насос.

Насосные устройства с эжектором

Эжекторное устройство функционирует по тому же принципу, что и сам вихревой агрегат. В прямоточную полость корпуса эжектора входит тонкая трубка, по которой транспортируется поток жидкости высокой плотности и скорости. При выходе из трубки этот поток генерирует область с пониженным давлением, которая располагается у выхода из эжекторного устройства. Это способствует тому, что около выходного отверстия образуется всасывающее усилие.

Если установить такое приспособление на насосное оборудование или торец всасывающего шланга, то можно значительно увеличить глубину погружения, а следовательно, и обслуживания гидротехнического сооружения. Благодаря этому обычное насосное оборудование может поднимать воду с глубины 15, 20 и даже 30 метров, в то время как агрегаты без этого устройства могут обслужить скважину глубиной не более 8-10 м.

Агрегаты со встроенным эжектором издают много шума при работе и страдают снижением производительности насосного оборудования. Чтобы устранить эти недостатки, необходимо увеличить мощность электродвигателя, а сам насос установить за пределами жилых построек.

Стоит знать: агрегаты с выносным эжекторным устройством практически не шумят, поэтому их можно использовать даже в подвале жилого дома или пристройке к нему.

Основные отличия и рекомендации по выбору

Центробежные насосы отличаются от своих вихревых собратьев почти бесшумной работой и увеличенными размерами. Однако такой агрегат без эжектора сможет поднять воду только с глубины не более 10 м. Его производительность в сравнении с вихревым аналогом будет меньше на порядок.

Можно утверждать, что вихревые насосы изначально оборудованы встроенным эжектором, поскольку его функции выполняет импеллер, который по своему действию очень напоминает нагнетательную трубку эжекторного устройства. Именно поэтому подобное оборудование может работать со скважинами глубиной более 16-20 м. Однако повышенная мощность влечёт за собой и высокий уровень шума, поэтому вихревые агрегаты можно монтировать только за пределами жилого дома (в отдельной утеплённой постройке или кессоне). Зато производительность вихревого насосного оборудования в 7 раз превышает этот же показатель у центробежных агрегатов.

Именно поэтому выбор вихревого насоса стоит делать только в том случае, если глубина скважины превышает отметку 10 м. При этом вы можете ожидать от них производительности не хуже, чем от промышленного насосного оборудования. А вот насосы центробежного типа лучше использовать на относительно неглубоких скважинах (не более 8-10 м) для обеспечения автономного бытового водоснабжения.

Выводы: вихревые агрегаты подходят для обустройства систем водоснабжения в промышленных масштабах, а бесшумные насосы центробежного типа подойдут для бытового использования в загородном доме, на даче или в коттедже.