Конструкция центробежного насоса: типы, разновидности, характеристики

Насос центробежный консольной конструкции

В общей классификации присутствует более полусотни различных конструкций насосного оборудования, но самую большую группу представляют модели лопастные. Причиной тому гениальная в своей простоте конструкция центробежного насоса, позволяющая осуществлять подачу с такой глубины, где другие агрегаты бессильны.

А потому, интерес читателей к ним не иссякает в принципе. Наша инструкция представит вам информацию об их разновидностях и сферах применения. Мы так же предложим к просмотру видео в этой статье, темой которого является конструкция центробежных консольных насосов.

Особенности центробежного механизма

Если говорить о принципе действия центробежного насоса, как такового, то в общих чертах он таков. Основной его рабочей деталью является колесо с лопастями, которое состоит из двух параллельно установленных дисков.

Оно насажено на общий с двигателем вал и крепится к нему посредством ступицы, соединённой с задним диском. В передней части колеса есть всасывающее отверстие, через которое жидкость попадает внутрь.

Благодаря взаимодействию лопаток колеса с обтекающим их потоком, жидкости передаётся вращательное движение. В результате она через спиральную камеру выбрасывается в отводящий патрубок.

С увеличением скорости вращения колеса возрастает и напор жидкости. Так как вращает вал двигатель, то при увеличении мощности привода можно увеличить и частоту вращения колеса.

Секционные насосы

Но, чтобы получить агрегат с более высокими расходными и напорными характеристиками, недостаточно просто поставить более мощный двигатель. Для достижения этой цели в насосе увеличивается число колёс или, как их ещё называют, ступеней. Подобная конструкция насоса центробежного так и называется — многоступенчатая (см. Многоступенчатые центробежные насосы: особенности конструкций), и маркируется литерой «М».

• На фото снизу вы видите схематичное изображение ряда последовательно установленных колёс. Общий напор при этом будет представлять собой сумму аналогичных характеристик каждой ступени. Фактически, корпус такого насоса состоит из нескольких отдельных секций, изолированных друг от друга уплотнителями.

Многоступенчатый центробежный насос: из чего состоит

• Чтобы при стабильной подаче можно было регулировать напор, достаточно увеличить или уменьшить количество ступеней в насосе. В бытовых моделях обычно бывает до 10 секций, ну а в агрегатах промышленного назначения их может быть и в 10-15 раз больше.
• Недостатками насосов секционного типа являются: высокая цена, относительно небольшой КПД, а так же сложность разборки и обратной сборки своими руками. Но такую конструкцию имеют почти все скважинные насосы, потому что только многоступенчатый насос способен поднять на поверхность воду с большой глубины.
• Колёса внутри корпуса могут быть установлены не только в последовательном порядке, но и параллельно. При таком их расположении общий поток жидкости делится на несколько параллельных струй, которые, объединяясь на выходе, дают суммированный напор. Такие модели называют многопоточными.

Конструкция центробежных насосов: тип «Д»

Существуют ещё и насосы типа «Д», в которых предусмотрен двухсторонний вход жидкости. То есть, к лопастям колеса попадают два потока из разных входных отверстий и соединяются они уже в спиральном отводе, на выходе. Такие агрегаты наиболее компактны и обладают большой мощностью — их, в основном, используют в производственных целях.

Насосы консольного типа

Одними из самых используемых моделей можно считать насосы типа «К» (консольные). К ним относятся одноступенчатые насосы с горизонтальным расположением вала. В промышленности используют варианты с отдельно расположенным двигателем.

• А вот в бытовых моделях двигатель находится с колесом в одном корпусе, и поэтому насос маркируется буквами «КМ» (моноблочный). Конструкция консольного центробежного насоса представляет собой спиральный корпус с одним колесом, выполненный из чугуна либо стали и расположенный на консоли вала двигателя. Отсюда, собственно, и его название.

Насос типа «К» (консольный)

• Опирается корпус на станину, фиксируясь на ней с помощью фланца и четырёх болтов. Как правило, отводящий патрубок направлен вверх, но когда условия эксплуатации делают невозможным такое подключение, может быть предусмотрен поворот под углом 180 или 90 градусов. Об этом позаботится производитель, получивший соответствующий заказ на насос.
• Одна интересная деталь, делающая привлекательной такую конструкцию для потребителя: входной патрубок в данном случае отливается как единое целое с передней крышкой. Благодаря этому, механик, обслуживающий данное оборудование, может оценить состояние деталей, находящихся внутри корпуса, без демонтажа насоса.

Грязевой насос консольного типа с измельчителем

• Если окажется, что агрегату требуется ремонт и разбирать его всё-таки придётся, вода сливается из камеры через специальные отверстия — в обычное время они закрыты заглушками. Колесо в консольном насосе чаще всего закрытого типа, то есть его лопатки закрыты дисками с двух сторон. Их кольцевые выступы образуют узлы уплотнения, разделяющие в корпусе зоны с высоким и низким давлением.
• Для изготовления вала насоса используется высококачественная легированная сталь. Опорами для него служат подшипники, расположенные в масляной ванночке опорного кронштейна. С внешней стороны опора смазывается специальными смазками, а внутри охлаждается жидкостью, которую перекачивает насос.

Отверстие, через которое в корпус входит вал, защищено сальниковым уплотнением. Это сменная втулка, которая значительно повышает ресурс механизма и уменьшает износ вала.

Это касается в основном промышленных агрегатов, к насосам бытового назначения, имеющим мощность менее 10 кВт, такие предосторожности не применяются.

Моноблочные

В быту и на небольших производствах используют, в основном, моноблочные насосы (КМ). Они намного меньше по габаритам — таким насосам не требуется опорная стойка и, благодаря столь компактному исполнению, не занимают много места. А это важно как для предприятия, так и для частного пользователя.

• В моноблочных насосах колесо с лопатками крепится на вал с помощью шпонки и гайки с винтом. Вал, кстати, может быть и удлинённым. Конструкция их проточной части выполняется аналогично насосам типа «К», поэтому их КПД примерно одинаков.

Моноблочный консольный насос

В насосах моноблочного типа вал уплотняется не сальниковой набивкой, а при помощи резиновой манжеты. Она запрессована в отверстие на корпусе, специально расточенное для этой цели.

Погружные

К моноблочным насосам можно отнести и все погружные насосы. Но они отличаются от агрегатов типа «КМ» тем, что могут иметь не только одно колесо, но и многоступенчатую структуру.

А ещё, у них совсем другое исполнение корпуса. Он вертикальный и объединяет в себе не только спиральную камеру, но и двигатель – этот нюанс является отличительной особенностью погружных моделей.

Разновидность погружной модели: насос для дренажа

• Здесь колесо так же располагается на валу двигателя, но вода движется несколько по другому принципу. Она проходит через двойной канал: один из них предназначен для охлаждения статора двигателя — и только после этого жидкость поступает в напорную часть.
• Такие насосы очень надёжны и не требуют неусыпного контроля. Скважинные модели погружаются глубоко в толщу воды, не менее чем в двух метрах от водоприёмной части водозабора. Это важный нюанс, так как, в противном случае, сетчатый фильтр, как и подающий патрубок, может быстро забиваться.

Насосы для питьевых скважин

• Вообще, для скважинных насосов очень важно качество воды. Длительность их срока службы может быть обеспечена только при условии такого содержания в жидкости твёрдых примесей, которое не превышает указанную производителем норму.

Что касается моделей, предназначенных для перекачки гидросмесей, то им твёрдые включения не страшны. Развивать такие напоры, как насосы скважинные, они не способны – но в данном случае, этого и не требуется.

Достоинства насосов бустерного типа

Все перечисленные выше разновидности поверхностных насосов находят своё применение в коммунальном и сельском хозяйстве, промышленности, горно-обогатительных и прочих производствах. Но у большинства из них есть один общий недостаток: чтобы снизить уровень шума, а так же вибрацию насоса, под него приходится сооружать фундамент.

Консольные насосы на фундаменте

 Итак:

• На производствах для них ещё монтируют и водоотводную систему, так как в процессе эксплуатации происходит утечка жидкости через сальники. Поэтому их необходимо постоянно контролировать, ну и, конечно, регулярно менять.
• Всё это требует определённых затрат – в том числе и связанных с необходимостью содержания технического персонала. При установке такие насосы приходится центровать – а это ещё одна проблема: малейшая ошибка, и вибрация механизма многократно усиливается.
• Существует такая конструктивная разновидность центробежных насосов, которая всех этих недостатков лишена — это насосы бустерного типа. Что это такое? Вообще, термин «бустер», применяется к вспомогательным устройствам, предназначенным увеличить скорость или силу действия основного механизма.

Горизонтальные бустерные насосы

• Применительно к насосам это выглядит следующим образом: есть герметичная гильза, заполненная водой, в которой и размещается насос. По сути, он работает в условиях, аналогичных тем, что создаются для погружного насоса внутри скважины. Жидкость, окружающая корпус насоса, гасит вибрацию, охлаждает двигатель.
• Такие агрегаты не требуют центровки, а так как у них нет сальников, то и не нуждаются в постоянном контроле. Бустерные насосы развивают мощнейшие напоры, поэтому установки на их основе используют для обеспечения давления в магистральных водопроводных сетях, водоснабжении высотных зданий, системах пожаротушения.
• Исполнение корпуса бустерного насоса может быть и горизонтальным, и вертикальным. Горизонтальные варианты чаще устанавливают в производственных цехах — их можно видеть на приведённом выше примере. А вот для сборки повысительных установок используют насосы с вертикальным исполнением корпуса. Они занимают гораздо меньше места, что позволяет сделать установку максимально компактной.

Установка бустерная с вертикальными насосами

Нельзя не отметить, что модели бустерного типа очень экономичны, так как потребление ими электроэнергии на порядок меньше, чем у насосов других конструкций. Благодаря бесшумной работе, они могут быть установлены даже в подвале жилого дома, причём, с минимальными затратами по времени и финансам.