Центробежные насосы: виды и устройства

У многих дачных участков нет подвода воды. Поэтому для полива хозяева приобретают и устанавливают водяные насосы. Насосы представляют собой приборы, с помощью которых перекачиваются определенные объемы жидких веществ или газа. Первые из них появились в первом веке нашей эры.

Простейший и самый древний насос имел поршневое устройство. Он состоит из цилиндра, поршня, входной, выходной трубы и двух клапанов. Когда поршень движется вверх, в нижней части цилиндра давление уменьшается, а в верхней увеличивается. Клапан на входной трубе открывается, и жидкость всасывается в цилиндр. Клапан поршня при этом закрыт, и жидкость в верхней части цилиндра вытесняется через верхнюю трубу.

Затем поршень движется вниз, уменьшая давление в верхней части цилиндра, и увеличивая в нижней. За счет этого открывается клапан поршня, и закрывается клапан входной трубы. Перекачивания жидкости в это время не происходит. Цилиндр с поршнем может располагаться и перпендикулярно потоку воды. В этом случае клапаны располагаются на входной и выходной трубе.

Виды насосов

Насос для подкачки каждый дачник может подобрать индивидуально, все зависит от того, какой напор ему требуется для полива огорода и сада. В данной статье мы рассмотрим самые популярные и практичные агрегаты для использования на приусадебном участке.

Мембранный насос , как и поршневой, не может работать без клапана. Жидкость перекачивается за счет периодического уменьшения и увеличения рабочего объема в результате смещения мембраны. Клапаны обеспечивают ее протекание в нужном направлении. Такие агрегаты обладают очень хорошей герметичностью, поэтому могут использоваться для перекачивания даже горючих жидкостей.

Корпус шестереночного насоса выполнен так, что шестеренки прилегают к корпусу плотно со всех сторон. Жидкость не может пройти в том месте, где шестеренки зацепляются за зубья. Но этими же зубьями она проталкивается вдоль их внешних поверхностей. Шестереночные агрегаты обычно используются в механизмах для подачи машинного масла.

Центробежный насос получил свое название из-за того, что в основе его работы заложен принцип центробежной силы. Ее создает вращающееся колесо с лопатками. Жидкость или газ подводятся в направлении центра оси вращения колеса, и выталкиваются через выход трубы. Такие агрегаты используются в вентиляции для откачивания загрязненного воздуха.

Струйный насос отличается от других тем, что в нем нет движущихся частей. В него под давлением подается вода. Вылетая с большой скоростью, она за счет создаваемого разрежения увлекает за собой перекачиваемую жидкость. Такие агрегаты используются в распылителях.

Есть еще перистальтические конструкции, в которых перекачиваемая вода не соприкасается с его механизмом. Вращающиеся ролики просто продавливают жидкость через гибкий шланг. Такие агрегаты используются там, где важную роль играет чистота перекачиваемых веществ, например, в медицине.

Центробежные насосы

Как показала практика, наибольшей популярностью и практичностью пользуются агрегаты с центробежным устройством конструкции. Принцип действия у насосов достаточно прост.

Устройство и механизм насоса внешне похожи на улитку, состоит он из металлического корпуса, внутри которого находится рабочий вал в окружении рабочего колеса. Вращается он при помощи шпонки. Само колесо состоит из дисков в количестве двух штук и прикрепленных к центру изогнутых лопаток. Корпус делают металлическим (чаще всего его изготавливают из чугуна или стали), колеса выполняют из полимерных материалов. Вал колеса бывает двух видов: двухопорный или консольный.

Прежде чем запуститься, полость насоса и втягивающий влагу трубопровод заполняется водой, которую необходимо прокачать. Когда рабочее колесо начинает вращаться с большой скоростью, то на него оказывается давление направленной центробежной силы, и жидкость начинает движение между лопастями лопаток, от центра к спиральной камере и мощным потоком выбрасывается в нее. Лопатки перекачивают жидкость, передавая энергию от электрического двигателя.

Вращающиеся поверхности лопаток передают жидкости энергию, получаемую насосом от электродвигателя. Скорость вращения жидкости увеличивается, соответственно, напор выталкиваемой воды также увеличивается. Вода на рабочее колесо поступает в направлении оси с двух сторон, в каналах между лопастями потоки жидкости соединяются.

В спиральном отделе с увеличенным сечением, кинетическая энергия сильной струи воды превращается в потенциальную, давление становится еще более сильным. Жидкость втягивается в трубопровод, в патрубке происходит разрежение, в результате вода постоянно прибывает по направлению оси рабочего колеса и непрерывно выводится под давлением в напорный трубопровод.

Раньше популярностью пользовались модели с сальниковой набивкой, сейчас предпочтение отдают конструкциям с торцевым уплотнителем вала, которое обеспечивает полную герметичность корпуса насоса, даже в том случае, когда при вибрациях вал рабочего колеса смещается.

Классификация центробежных насосов

Центробежные агрегаты могут быть одноступенчатыми с двухсторонним подводом воды и многоступенчатыми. На многоступенчатых насосах установлено несколько вращающихся колёс. Принцип действия во всех конструкциях идентичен: поступающая жидкость под воздействием центробежной силы движется к выходу вращающимися рабочими колёсами. Рабочее колесо – это втулка, к которой прикрепляется определенное количество лопастей в форме крыльев. Такая форма лопастей позволяет рабочему колесу закручивать потоки, подаваемой в насос воды.

В последнее время популярными становятся агрегаты с диагональным направлением потока жидкости. Принцип сохраняется тот же, как и в центробежных конструкциях, только угол напора потока составляет 45о. Вал в таких насосах расположен вертикально.

Маркировка насосов

Центробежные насосы маркируются согласно классификации. Количество ступеней, с помощью которых жидкость подводится к рабочему колесу, ставится первой. Например, односторонний подвод обозначается буквой «О», а двухсторонний – буквой «Д». Первые цифры обозначают производительность в м3/ч, например, 32 куба. Следующие цифры обозначают напор, который исчисляется в метрах водяного столба.

Само название насоса обычно содержит информацию о силе, под давлением которой работает устройство. К примеру, насос с названием «Гидросила» трудится под давлением воды. После наименования указан восьмизначный номер, первые цифры которого обозначают порядковый номер изготовленного насоса. Последние четыре цифры указывают на дату его производства: две последние цифры года и порядковый номер месяца изготовления. Буквы обозначают принцип действия насоса, цифры объём перекачиваемой жидкости за определенный промежуток времени.

Консольные насосы

Консольное расположение вала позволяет собирать наиболее простые, удобные конструкции, при которых вода поступает через входящее отверстие с корпуса на колесо, и откуда потоком она выгоняется в спиралеобразный кожух и далее в напорный трубопровод. Опоры в таких конструкциях ставятся двух видов: Шариковая; Скользящего трения.

Модели консольного типа используются для перекачки чистой прохладной воды и всегда имеют горизонтальный вид, вход для жидкости расположен только с одной стороны, напор возможен до 90 м, принцип работы конструкции такой же, как и у остальных центробежных насосов.

Устройство консольного насоса составлено таким образом, что все действующие механизмы находятся в положении горизонтально. Вода из рабочего колеса выталкивается через спиральный канал корпуса в напорный трубопровод, расположенный под углом 90о, и может быть развернут на 90, 180 или даже 270о. Это зависит от того, под каким углом было установлено крепление корпуса по отношению к опорной стойке.

Для уменьшения осевого давления конструкцию оснащают уплотнителем и дополнительными разгрузочными отверстиями, которые расположены на втулке колеса. Если разгрузочные отверстия не нужны, дополнительное уплотнение заменяется подшипниками или сальниками.

Консольные центробежные агрегаты могут иметь вертикальную конструкцию. В этом случае принцип действия сохраняется, за исключением того, что устройство имеет вертикальное расположение. Такие агрегаты используются для орошения земли или в промышленной энергетике.

Консольные насосы бывают моноблочными и устанавливаемыми на стойку. Моноблочные конструкции более удобны в использовании, поскольку их можно установить прямо на трубопровод, в то время как насосы на стойке укрепляются прямо на фундамент и заливаются цементом. Демонтаж консольных насосов на стойке представляет определенные сложности, поэтому отдавайте предпочтение конструкциям, которые будут более эффективными для вашего дачного участка. Съёмные конструкции могут быть демонтированы без вашего участия сторонними лицами, поэтому если вы хотите обезопасить свой насос от воров, лучше установить на участке устройство консольного типа на стойке.

Многоступенчатые насосы

Многоступенчатые насосы устанавливают в тех случаях, когда необходимо развить сильный водяной напор. В них расположены рабочие колёса в определенном количестве, которые прикреплены к единому валу. Принцип действия отличается тем, что каждое из них имеет собственную рабочую камеру, образующую отдельную ступень. Корпус изготовлен таким образом, что вода перемещается из одной ступени в другую поочередно, вплоть до момента выхода из патрубка. Напор подачи воды увеличивается кратно.