Принцип действия вихревой насос – устройство и принцип действия, самовсасывающий вариант, характеристика и описание работы конструкций, типы моделей для воды

Применение вихревых насосов: устройство и принцип действия

В системах автоматического водоснабжения и сельскохозяйственных оросительных комплексах устанавливаются вихревые насосы. Данный вид оборудования обеспечивает при малых объемах жидкости сильный напор. Имеет преимущества перед другими видами гидравлических машин.

Вихревой насос

Вихревые насосы используются в разных отраслях промышленности.

Где применяют вихревой насос?

Гидравлическое устройство данного вида используется для перекачки среды из резервуаров и водоемов, подъема воды из скважин, перемещения газообразных веществ. Может применяться только при отсутствии механических примесей в жидкости.

Имеет несколько областей применения:

  • системы водообеспечения жилых зон;
  • оросительные комплексы;
  • химическая промышленность;
  • в качестве компрессора пониженного давления;
  • в роли питающего насоса в котельных установках.

Гидравлические машины с данным механизмом используются в качестве вакуумных насосов.

Устройство и принцип работы

Механизм отличается простым устройством, что позволяет использовать при его изготовлении тугоплавкие сплавы, обладающие высокой прочностью и устойчивостью к агрессивной среде.

Особенности устройства:

  1. Основным рабочим элементом приспособления является колесо. Внешне деталь представляет собой массивный диск из стали, в конфигурации которого предусмотрены пазы. Они образуют лопатки (пластины), имеющие прямую направленность. Они расположены под углом или вдоль радиуса.
  2. Колесо размещено в корпусе цилиндрической формы. Особенностью механизма являются уменьшенные торцевые зазоры.
  3. В верхней части агрегата расположены всасывающий и напорный патрубки. Благодаря этой особенности при запуске аппарата происходит самовсасывание жидкости.
  4. Между отверстиями предусмотрена перемычка. При зазоре, составляющем 0,2 мм, она прижимается к основному элементу, при этом перекрывает несколько пластин. Позволяет отделить всасывающее пространство от напорной камеры.
  5. Отливной водоток размещен концентрично по отношению к центральной оси крутящего механизма, направлен от всасывающего до выходного патрубка.
Вихревой насос

Устройство вихревого насоса.

После всасывания вода перемещается внутри аппарата, затем выбрасывается под давлением из выходного отверстия. Циркуляция среды обеспечивается пластинами. Относительно основного элемента перемещение происходит по касательной оси. В процессе движения внутри корпуса жидкая структура испытывает воздействие центробежной силы, нарастающей в процессе вращения с главным элементом.

Принцип действия механизма основан на применении сил трения и инерции, что создает сходство с центробежными насосами.

Однако в алгоритме схемы работы существуют особенности:

  1. В момент вращения основного элемента в пазы попадает небольшой объем жидкости.
  2. Вода перемещается от периферии к центральной части (это отличает механизм от центробежного аппарата).
  3. Затем жидкость движется вдоль пластин, направляясь от центра к периферии.
  4. Благодаря этому среда получает ускорение и выходит с высокой скоростью.

На каждой лопасти образуется вихрь, жидкость совершает внутри корпуса сложные перемещения при простом устройстве механизма, повышая производительность. Благодаря всасывающей способности пластин и созданному давлению в механизм попадает следующая порция воды, цикл повторяется. Это увеличивает напор и давление при небольших затратах энергии.

Достоинства и недостатки вихревых насосов

Вихревой насос для воды обеспечивает бесперебойную транспортировку жидкости в трубопровод. При выборе устройства учитывается количество потребляемой воды за 1 час.

Данный вид оборудования имеет преимущества:

  1. Создает сильный напор, превышающий в 7 или 9 раз показатель при использовании центробежного устройства при равном размере колес и частоте оборотов.
  2. Самостоятельно всасывает жидкую среду.
  3. Может использоваться при попадании воздуха внутрь корпуса, для перекачки газожидкостной смеси.
  4. Поднимает воду с глубины до 15 м (показатель можно усилить с помощью эжектора). Это обусловлено наличием импеллера, создающего давление по принципу эжекторного аппарата.
  5. Ремонт вихревых устройств обходится дешевле благодаря простой конструкции механизма.
  6. Меньшая зависимость от противоположного напора в водопроводе.
Вихревой насос для воды

Преимущество насоса – простота конструкции механизма.

Одним из недостатков является высокая чувствительность к присутствию в среде абразивных частиц. В механизме используются малые зазоры, присутствие твердых примесей различной природы приводит к износу насоса.

Другие недостатки:

  1. Низкий общий коэффициент полезного действия, составляющий от 35 до 45%. Нецелесообразно использовать оборудование высокой мощности. Вследствие создания интенсивных вихрей жидкости происходит гидравлическая потеря, составляющая до 30% на валу. Из-за перетекания среды через зазоры перемычки отмечаются объемные потери до 20%. Вследствие трения в уплотнительных устройствах и подшипниках происходят механические потери.
  2. Неспособность перекачивать среду с высокой вязкостью.

Стабильная работа устройства при низком износе наблюдается при использовании для подачи воды из артезианских скважин.

Классификация вихревых конструкций

Разные модели вихревых гидравлических машин могут отличаться принципом работы.

Классификация изделий выглядит следующим образом:

  • открытого и закрытого типов;
  • поверхностные или погружные;
  • комбинированные.

У агрегатов отличаются особенности внутреннего строения.

Открыто-вихревые и закрыто-вихревые

Открыто-вихревые и закрыто-вихревые насосы

Конструкция насосов закрытого и открытого типа.

Конструкции открытого типа называются открыто-вихревыми. Отличаются удлиненными пластинами. Имеют меньшее сечение колеса, чем диаметр водотока. При этом кольцевой канал имеет связь только с напорным отверстием.

Закрыто-вихревые механизмы характеризуются уменьшенной длиной пластин на колесе. При этом они могут быть расположены под разными углами. Еще одной особенностью являются равнозначные диаметры колеса и канала, который в данном устройстве соединен с входным и выходным отверстиями.

Данные особенности создают отличия в принципе работы:

  1. При запуске насоса открытого типа среда сначала попадает в рабочее пространство, а затем проходит в водоток.
  2. При использовании закрытого устройства жидкость сразу попадает в канал.

В обоих случаях формируется поток, направленный в трубопровод.

Погружные и поверхностные модели

Погружные модели устанавливаются в жидкой среде, используются для перекачки. Способны перемещать жидкости с небольшой степенью вязкости. Поверхностные изделия предназначены для циркуляции профильтрованной воды, используются в системах водообеспечения и для орошения участка земли.

Комбинированные варианты

Центробежно-вихревой насос

Разрез центробежно-вихревого насоса.

Комбинированные вихревые механизмы отличаются техническими характеристиками.

Их классифицируют следующим образом:

  1. Центробежно-вихревые. Особенность устройств – внутри корпуса 2 вида колес: вихревые и центробежные. В сравнении с классическими моделями обладают более высоким КПД. Используются при перемещении жидкостей, нагревающихся не выше +105°C.
  2. Свободно-вихревые. Благодаря способности перекачивать загрязненную среду используются в очистных сооружениях, в качестве дренажных и фекальных насосов, а также для откачивания воды из скважин в добывающей промышленности.

Существуют вакуумные агрегаты, используемые для нагнетания горячего или холодного воздуха, создания условий вакуума, просушивания или в сфере аэрации водоемов.

Какой насос лучше – вихревой или центробежный?

Вихревые устройства позволяют добывать воду с большой глубины, центробежные насосы поднимают жидкость в колодцах не более 7 м. Работа первого вида в несколько раз эффективнее последнего, однако имеет ряд ограничений. Центробежные механизмы характеризуются универсальностью и высокой производительностью. Невозможно сказать однозначно, какое оборудование лучше.

При выборе насоса учитывается ряд параметров:

  1. Мощность. От характеристики зависит глубина забора воды, агрегат подбирается под особенности водопровода.
  2. Габариты. Размер насоса должен соответствовать величине скважины.
  3. Сила напора. Насос должен обеспечивать необходимое давление в системе водопровода. При отсутствии необходимого показателя нарушается работа бытовой техники, котлов, что приводит к их поломке.
  4. Количество точек потребления.
  5. Возможность технического сопровождения оборудования в случае его поломки.

Актуальность использования определяется индивидуально.

Вихревые насосы — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Вихревые насосы — это оборудование или аппарат, который предназначается для перекачивания или подачи воды из водоёмов, скважин, накопительных резервуаров. Как правило, оно используется там, где необходимо обеспечить значительный напор при малых объёмах. Перекачиваемая жидкость не должна содержать механических примесей. Насосы данного типа устанавливаются в системах автоматического водоснабжения, применяются в оросительных комплексах для сельского хозяйства. В химической промышленности они используются для подачи различных жидкостей, в том числе агрессивных, легколетучих, насыщенных газом. Также вихревые агрегаты можно применять в качестве компрессоров пониженного давления, вакуум-насосов, питающих насосов вспомогательных котельных установок.

Основным элементом вихревого насоса является рабочее колесо, оснащённое лопастями и помещённое в корпус и закреплённое на валу. Между колесом насоса и корпусом имеется минимальный зазор (до 0,2 мм). Принципиальным отличием вихревых моделей от осевых и центробежно-вихревых аналогов является способ подачи перекачиваемой жидкости в кожух. Здесь она подаётся и выходит из кожуха насоса по касательной линии к рабочему колесу. В корпусе агрегата жидкость вращается вместе с колесом. На неё воздействует центробежная сила, которая возникает в результате указанного вращения, и всасывающая сила пазов, расположенных между лопастями колеса. Под влиянием центробежной силы вода двигается к периферии лопастей насоса. Вследствие этого появляется разрежение в пазах и возникает всасывающая сила. Когда всасывающее воздействие превышает центробежное, жидкость двигается к центру колеса. Данная тенденция сохраняется, пока силы не уравняются, после чего цикл повторяется. В результате на каждой лопасти образуется вихрь, что приводит к увеличению давления. Из-за такого принципа действия насосы данного типа были названы вихревыми. Жидкость внутри корпуса совершает сложные движения, но конструкция самого устройства предельно проста.

По сравнению с популярными центробежно-вихревыми насосами, вихревые аналоги имеют ряд преимуществ:

  • Наличие способности самовсасывания.
  • Создаваемое давление больше в 3–7 раз (при одинаковом размере колёс и частоте вращения).
  • Более простая конструкция насоса. Благодаря этому ремонт/обслуживание вихревых моделей обходится дешевле.
  • Меньшая зависимость подачи от противоположного давления в водопроводе.
  • Возможность передавать жидкость, насыщенную газами.

Недостатков у таких насосов всего два. Первый заключается в сравнительно небольшом КПД (до 45 % в рабочем режиме). Второй — нецелесообразность использования вихревых агрегатов для перекачивания воды, содержащей абразивные фрагменты, поскольку это приводит к падению давления, КПД и быстрому изнашиванию внутренних элементов устройства.

Вихревой насос для скажины или колдца: выбрать лучший

Автор Пётр Андреевич На чтение 5 мин. Опубликовано

Вихревой насос применяется для перекачивания воды из колодцев и скважин. Существуют различные виды вихревых насосов, которые отличаются конструкцией и характеристиками. Однако все они имеют общую основу, заключающуюся в применении завихрении потока.

Где применяют вихревой насос

Вихревые насосы используют для передвижения жидкостей, однако они подходят для прокачки газа.

Их принципиальной особенностью является возможность выдать сильный напор при малом объеме воды. Это делает их востребованными для применения в бытовых условиях. Они широко применяются в индивидуальном водоснабжении, где работают в автоматическом режиме.

Основное предназначение заключается в следующем:

  • для водоснабжения загородных подворий в комплекте автоматической насосной станции;
  • при перекачке горючих смесей на АЗС;
  • для подачи питания в котельных установках малой мощности.

Вихревой насос из-за своего устройства и принципа действия часто используют в различной промышленности при работе в агрессивной среде. Простота конструкции позволяет изготовить комплектующие из тугоплавких сплавов, обладающих повышенной надежностью.

Устройство и принцип работы

Главным элементом конструкции вихревого насоса является крыльчатка, вращающаяся вокруг своей оси. Она имеет вид стального диска, где на внешнем диаметре имеются ямки, формирующие лопасти разного вида.

Вихревой насос: назначение, принцип действия и выборВихревой насос: назначение, принцип действия и выбор

Такая крыльчатка вращается вокруг своей оси в прочной камере, имеющей форму цилиндра. Принцип работы вихревого насоса заключается в эффекте всасывания воды через входной патрубок, и ее закручивания в вихрь из-за вращения крыльчатки. Вследствие чего она выталкивается под большим давлением. Таким образом, при малых энергетических затратах мощность водяного потока усиливается в несколько раз.

Следует заметить, что оба патрубка размещены вверху корпуса. Это обеспечивает эффект всасывания уже на старте.

Особенностью устройства является наличие отливного канала между отверстиями для входа — выхода перекачиваемой воды, и специальной перегородки, перекрывающей несколько лопастей с зазором не больше 0,2 мм. Вследствие чего создается центробежная сила, усиливающая водяной напор. В результате, эффективность действия данной конструкции стала в несколько раз больше нежели работа центробежного аппарата.

Достоинства и недостатки

В основу принципа действия вихревого насоса входит множество преимуществ:

  • возможность образования существенного напора на выходе из устройства;
  • наличие функции самовсасывания жидкости;
  • возможность осуществлять транспортировку жидкостей и газов.

Погружные варианты такой конструкции способны эффективно эксплуатироваться на глубине в 20 метров.

К недостаткам можно отнести:

  • низкий КПД, составляющий 45%;
  • невозможность перекачивания воды с наличием мелких фракций твердой материи;
  • не рекомендуется для транспортировки вязких жидкостей.

Как видим, данная конструкция способна выдавать необходимый напор воды для индивидуального домовладения, может применяться при перекачке септика.

Классификация

Данные устройства различаются несколькими особенностями. Разработаны следующие виды подобных насосов:

  • открытых и закрытых вихревых конструкций;
  • предназначенные для установки на поверхности и в толще воды;
  • комбинированные.

Каждый вид имеет свое устройство и предназначение.

Открыто вихревые и закрыто вихревые + видео

Особенности открыто вихревой конструкции заключаются в следующем:

  • лопатки на колесе большей длины;
  • ширина колеса значительно меньше ширины канала для отвода жидкости;
  • закольцованный канал соединен лишь с каналом выхода.

В закрытых конструкциях лопасти значительно короче, располагаются под различными углами, ширина крыльчатки аналогична ширине камеры, канал объединяет ее вход и выход.

Отличие вихревого насоса в принципе работы:

  • изначально вода проходит в основную камеру;
  • закрученная в вихре образное состояние она попадает в соединяющий канал;
  • после чего выходит из насоса под большим давлением.

В закрытых конструкциях из-за одинакового диаметра крыльчатки и рабочей камеры — жидкость сразу направляется в соединяющий канал, где происходит ее формирование в вихрь и создается повышенный напор.

Погружные и поверхностные модели

Различие этих конструкций заключено в их названии. Таким образом, погружные модели эксплуатируются в жидкой среде, способные перемещать жидкости, обладающие небольшой вязкостью. Поверхностные — качают только отфильтрованную воду, для полива огорода либо домашнего водопровода.

  • Комбинированные варианты.

Свободные вихревые конструкции способны перекачивать загрязненную жидкость в дренажных системах и канализациях.

Центробежные вихревые конструкции владеют большим КПД относительно классических вариантов, могут прокачивать жидкости нагретые до температуры + 105 °C. Тут установлено вихревое и центробежное колесо одновременно.

Вакуумные насосы вихревого типа предназначаются для распространения воздуха разной температуры, могут создать небольшой вакуум.

Какой насос лучше вихревой или центробежный

Многие задаются вопросом: что лучше вихревой либо центробежный насос?

Отвечая на этот вопрос необходимо обратить внимание на вихревые насосы и их характеристики.

Они отличаются:

  • небольшим размером и меньшей стоимостью;
  • способностью выдавать большое давление;
  • работают только с чистой водой;
  • имеют большой уровень шума.

Современные конструкции вихревого насоса, благодаря его принципу работы выдают производительность 8-60 куб. м/ч и напор 25-250 м. Из этого видно, что они предпочтительны для применения в заводских условиях. Из-за большого шума их не используют в жилом помещении и вблизи домов.

По компактности их можно использовать в насосных станциях небольших размеров, так как они способны при малой подаче воды выдавать большой напор. Они удачно используются в помещениях для домашнего животноводства, в оросительных системах, в небольших котельных станциях, и в виде компрессорной установки для циркуляции воды. Отличаются простотой конструкции и доступным ремонтом.

Как видим, данные насосы имеют большие конструктивные особенности, от чего зависят схемы их подключения. Они являются неприхотливыми в работе и часто используются при перекачке воды.

Приобретайте качественное оборудование и наслаждайтесь его безотказной работой!

Вихревой насос: назначение, принцип действия и выбор

Устройство и принцип действия центробежного вихревого насоса

Насосы получили широкое применение как в быту, так и в промышленности. Существует несколько разновидностей подобного оборудования, каждое обладает своим достоинствами и недостатками. Чаще всего в быту и промышленности устанавливается центробежный вихревой насос. Рассмотрим его устройство и принцип работы подробнее.

Содержание

Область применения
Основные элементы вихревого насоса
Принцип действия вихревого насоса
Присутствие примесей
Классификация вихревых насосов

Область применения

Центробежный вихревой насос

Аппараты рассматриваемого типа в первую очередь используются для перекачивания различных жидкостей и эмульсий. При этом они могут применяться в случае присутствия большого количества примесей крупной фракции, так как в конструкцию включается измельчитель.

Область применения вихревых центробежных насосов:

  1. Пожаротушение. Конструкция надежная и может работать в течение длительного периода.
  2. Водоочистительные системы. Как ранее было отмечено, насос может работать при высоком показателе концентрации примесей.
  3. Подача воды от скважины в дом.
  4. Поливные системы. Простота конструкции определяет ее небольшие габаритные размеры и относительно невысокую стоимость. Поэтому при необходимости можно установить ее для создания давления в системе.

На основе принципа действия центробежного вихревого насоса также создается другое оборудование, которое применяется для установки в системе вентиляции или газоснабжения.

Основные элементы вихревого насоса

Устройство центробежного вихревого насоса

Типовая конструкция центробежного вихревого насоса состоит из следующих элементов:

  1. Корпуса, который зачастую изготавливается в виде спирали. При создании корпуса, как правило, используются металлы и сплавы, не реагирующие на воздействие воды. На протяжении многих лет корпуса большинства моделей изготавливались из чугуна. Единственным его недостатком можно назвать восприимчивость к ударным нагрузкам.
  2. Нагнетательного элемента. Для того чтобы создать давление в системе требуется создать крутящий момент, который и становится причиной возникновения центробежной силы. Для этого устанавливается обычный электрический двигатель, который имеет повышенную защиту наружной оболочки. Именно от мощности этого элемента конструкции зависит показатель производительности мотора, но не всегда.
  3. Рабочее колесо. Для создания центробежной силы нужен вращающийся элемент с определенным диаметром, который способен захватывать жидкость. Вращающееся колесо имеет на поверхности своего рода лопасти. Кроме этого устанавливается дополнительное вихревое колесо, которые способно повысить коэффициент полезного действия устройства.
  4. Трубки напора и всасывания с клапанами. Насос является промежуточным элементом между потребителем и источником воды. Для того чтобы при всасывании не проходила потеря давления, как и при отдаче воды могут устанавливаться клапана. Кроме этого в продаже есть и модели без клапанов с хорошо изолированной камерой нагнетания.
  5. Соединительные и фиксирующие элементы. Из-за высокого давления в системе подключаемые трубы должны надежно фиксироваться.

Кроме этого некоторые варианты исполнения могут иметь предохранительные механизмы, которые не позволяют нагнетателю перегреваться от возросшей нагрузки или подачи электричества с неправильными параметрами, конструктивные элементы для измельчения примеси и т.д. Каждая модель насоса создается под определенные задачи.

Принцип действия вихревого насоса

Принцип действия вихревого насосаПринцип действия вихревого насоса

Принцип действия следующий:

  1. Работать устройство начинает при включении мотора, что может происходить как в автоматическом режиме, так и от ручного блока управления.
  2. Крутящий момент создается непосредственно мотором. Он передается напрямую колесу с лопастями.
  3. Во время вращения лопасти подхватывают жидкость, на которую начинает воздействовать центробежная сила.
  4. Скорость движения лопастей намного больше скорости движения жидкости, за счет чего в системе образуется вихорь. Этот процесс обуславливает передачу преобразованной энергии от установленного электродвигателя жидкости.

Многократное прохождение жидкости через колесо с крыльчаткой определяет существенно увеличение напора. В сравнении с другими вариантами исполнения рассматриваемый насос способен создавать высокое давление при минимальных затратах.

Присутствие примесей

центробежный вихревой насос

Особое внимание следует уделить тому, есть ли в воде примеси. Это связано с тем, что крупные объекты могут стать причиной повреждения крыльчатки, которую изготавливают из нержавеющих пластик или даже пластика. Поэтому вихревые насосы реже других создаются для установки в систему отвода сточных вод.

Для того чтобы защитить лопатки от прямого механического воздействия не могут устанавливаться фильтры, так как они будут быстро забиваться. Решением данной проблемы становятся различные измельчители, которые способны крупные фракции превратить в мелкую примесь.

Классификация вихревых насосов

Классификация вихревых насосов

Различают две основные группы рассматриваемого насоса:

  1. Открыто-вихревой. Особенности подобной конструкции определяют возможность существенного увеличения размера лопаток, что повышает эффективность насоса без изменения показателя частоты вращения.
  2. Закрыто-вихревые встречаются довольно часто. Модели, относящиеся к этой группе имеют небольшие лопатки, которые расположены с противоположным уклоном.

По показателю расположения насоса в системе выделяют следующие группы:

  1. Погружные. Некоторые насосы погружают на дно резервуара, с которого будет проводится откачка жидкости. Как правило, подобные конструкции имеют герметичный корпус электрической части, корпус и многие другие детали изготавливаются из нержавеющих металлов, чаще всего чугуна. Стоит учитывать тот момент, что многие аппараты не способны провести перекачку жидкости с твердыми или волокнистыми включениями.
  2. Поверхностные или наружные. Насосы могут устанавливаться так, что основная часть будет находится на поверхности, к примеру, в защищенном помещении, а откачка будет осуществляться за счет опускания шланга ниже поверхности жидкости. Данный вариант исполнения чаще всего применяется в качестве переносного насоса. В отличии от предыдущей группы рассматриваемая характеризуется простотой проведения обслуживания.

По степени совмещенности выделяют:

  1. Вихревые насосы, применяемые для дренажных и фекальных систем одновременно. Большинство моделей способно проводить перекачку массы с примесью, которая составляет не более 1000 килограмм на кубический метр. Довольно часто устанавливаются на объектах горнодобывающей промышленности или на городской очистительной станции.
  2. Некоторые модели могут работать с рабочей средой, температура которой достигает 100 градусов Цельсия. Подобные эксплуатационные качества достигаются путем использования жаропрочных сплавов при производстве элементов, которые находятся в соприкосновении с рабочей средой. За счет этого существенно повышается их стоимость.
  3. Вакуумные чаще всего устанавливают для перегонки воздуха. Особенностью подобных конструкций можно назвать невысокий уровень исходящего шума, а также отсутствие необходимости в проведении частого обслуживания. Может использоваться для подачи теплого или холодного воздуха в зависимости от предназначения конкретной модели.

В заключение отметим, что центробежно-вихревые модели практически ничем не отличаются по конструкции и принципу действия от вихревых, за исключением наличия второго колеса. За счет этого существенно повышается коэффициент полезного действия при неизменном значении мощности установленного электродвигателя. При выборе конкретной модели уделяется внимание диаметру колеса с лопастями, мощности установленного электрического двигателя. Некоторые производители в качестве основной информации указывают мощность и пропускную способность, которая указывает количество проходящей жидкости в определенной системе за отчетный промежуток времени. Идеальным сочетанием можно назвать маломощный мотор и системы с высокой пропускной способностью, но стоит помнить о том, что при повышении второго показателя увеличивается оказываемая нагрузка на электродвигатель. Подобное явление не позволит использовать оборудование на полную мощность.  

погружной, вакуумный, центробежный, вихревой насос

Содержание

Насосы, как оборудование для транспортировки различных типов жидкостей, в зависимости от принципа работы активно используются в промышленности и в других сферах экономики уже более двух столетий. Изначально это были насосы поршневого типа, как более простые по конструкции. Однако, в течение последующих десятилетий были разработаны и запущены в массовое производство насосы других разновидностей.

В этой статье мы расскажем Вам как работает оборудование каждого типа и подробно опишем насосы и принцип их работы.

Принцип работы насосов основных типов

Принцип насоса при этом может серьезно различаться один от другого, но в любом случае, насосное оборудование проектируется таким образом, чтобы наиболее оптимально решать поставленные перед ним задачи, будь это подъем воды из глубины скважины, перекачка легко воспламеняемых жидкостей на лакокрасочном производстве или дозирование вязких веществ при изготовлении лекарственных препаратов.

Принцип работы насосов основных типов

Сегодня существует огромное количество типов насосов, которые значительно различаются друг от друга не только размерами, мощностью и производительностью, но и принципом работы насоса, назначением и видом перекачиваемой жидкости.

Из всего многообразия насосов можно выделить три основные группы, различающиеся принципом действия:
Принцип насоса     насосы возвратно-поступательного действия;
Принцип насоса     динамические;
Принцип насоса     роторные.

Принцип работы насоса непосредственно сказывается на выдаваемых им расходе, напоре и мощности. Подробнее об этом описано в статье про характеристики насоса.

Принцип работы центробежного и теплового насосов

Принцип центробежного насоса

Принцип насоса динамического действия основан на передаче кинетической энергии вращения рабочего колеса перекачиваемой жидкости. Это, прежде всего, центробежные насосы и вихревые насосы.

Принцип центробежного насоса заключается в том, что при вращении колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти и, следовательно, силовое взаимодействие потока с лопастным колесом.

Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, т.е. механическую энергию. Приращение энергии в лопастном колесе зависит от сочетания скоростей протекания потока, скорости вращения колеса, его размеров и формы, т.е. от сочетания конструкции, размеров, числа оборотов и подачи насоса. При постоянном числе оборотов каждому значению подачи лопастного насоса соответствует определенный напор. Зависимость напора от подачи графически выражается плавной кривой.

Подробнее о принципе работы центробежного насоса с видео в этой статье

Центробежный насос может использоваться в составе оборудования станции. Отличие насоса от насосной станции состоит в том, что последняя представляет собой небольшую систему, состоящую из нескольких элементов, таких как гидробак и реле давления, среди которых главное место занимает насос. А предназначено такое оборудование для обеспечения автоматической подачи воды с постоянным давлением.

Принцип действия теплового насоса

Принцип теплового насоса основан на работе в замкнутой системе отопления. Работа теплового насоса опирается на эксплуатацию естественных источников тепла из окружающей среды.

Такими источниками тепла могут быть:
Принцип насоса     наружный воздух
Принцип работы насоса     тепло водоема (например, озера)
Принцип работы насоса     тепло грунта или грунтовых вод.

Принцип теплового насоса заключен в следующем. Тепловой насос монтируется в систему отопления, которая состоит из нескольких контуров.

1 внешний контур – по этому контуру циркулирует незамерзающий теплоноситель, который берет тепло из окружающего пространства

2 контур с тепловым насосом – теплоноситель отдает свое тепло, а это примерно 4 -7 градусов хладагенту теплового насоса. Температура кипения хладагента составляет минус 10 градусов. Получая тепло хладагент закипает и переходит в газообразное состояние. Закипевший газообразный хладагент поступает в компрессов. Компрессор сжимает хладагент до высокого давления, тем самым повышается его температура. Горячий газ попадает в конденсатор, где отдает свое тепло внутреннему контуру отопления. Отдав тепло сконденсировавшийся хладагент идет дальше по контуру повторяя цикл.

3 контур – внутренний контур отопления получает тепло от горячего хладагента в конденсаторе и использует его для обогрева помещения. Обогрев помещения в этом случае может осуществляться как естественной циркуляцией, т.е. движение жидкости за счет разности давления горячей и холодной воды. Так и принудительно – за счет установки насоса для отопления.

Подробнее о принципе работы теплового насоса с видео в этой статье.

Принцип работы вакуумного и водокольцевого насоса

Принцип вакуумного насоса

Вакуумные насосы забирают газы, пары и воздух из объема рабочей камеры, которая обладает таким свойствами как замкнутость и герметичность. По мере того, как газы, пары и воздух постепенно удаляются, объем полостей изменяется в следствии чего, молекулы откачиваемого вещества перераспределяются в нужном направлении.

Вакуумные насосы для воды очень прочные и могут применяться в области максимально высоких температурах. В основном такие насосы используются для откачки пара, газа и воздуха.

Принцип насоса вакуумного типа зависят от типа конкретного агрегата.

Основной принцип работы вакуумного насоса - это работа по вытеснению среды. Величина полученного вакуума напрямую зависит от качества герметичности рабочего пространства, которое создается рабочими органами насоса: пластинами, золотниками и колесами совместно с жидкостью.

Для предотвращения утечек через зазоры деталей при эксплуатации, используют масло для вакуумных насосов. С помощью масла уплотняются зазоры, что позволяет полностью их перекрыть утечки. Исходя из этого следует, что насосные агрегаты, в которых используют вакуумное масло, называются масляными. А насосы, в которых такое масло не применяют, называют сухими.

Принцип вакуумного насоса должен обеспечить два основных условия:
Принцип насоса     Снизить давление в замкнутом пространстве до минимального требуемого значения
Принцип насоса     Осуществить данную операцию за определенный промежуток времени

Принцип водокольцевого насоса

Принцип работы водокольцевого насоса состоит в следующем. Ротор с закрепленными на нем лопастями вращается в корпусе, в котором находится жидкость.

Если вращать ротор с большой угловой скоростью, то в результате действия центробежной силы вокруг ротора у стенок корпуса образуется водяное кольцо.

Если в крышке насоса сделать два отверстия, то через первое отверстие будет осуществляться всас воздуха, а через второе нагнетание.

Посмотрите целую статью про вакуумные водокольцевые насосы с интересными материалами и видео

Принцип работы мембранного, поршневого и плунжерного насоса

Поршневой насос - принцип работы

К первой группе относятся поршневые и мембранные насосы. Принцип насоса поршневого типа связан с движением жидкости вследствие перемещения поршня или мембраны вдоль оси насоса, причем работа таких насосов требует наличия всасывающего и нагнетательного клапанов, которые попеременно открывают то подводящий то, напорный трубопровод.

Поршневой насос по принципу работы представляет собой цилиндр с перемещающимся в нем поршнем. При перемещении поршня из правого крайнего положения в левое жидкость, занимавшая внутреннее пространство цилиндра, вытесняется в сторону нагнетания. При обратном движении поршня это пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей со стороны всасывания. Направление движения жидкости при всасывании и нагнетании определяется клапанами.

Принцип работы насоса плунжерного типа основан на таких же закономерностях.

Подробнее о принципе работы поршневого и плунжерного насоса с видео в этой статье

Подробнее о принципе работы мембранного насоса с видео в этой статье

Принцип действия вихревого, винтового, шестеренчатого и роторного насосов

Принцип работы вихревого насоса

Вихревые насосы обладают значительным преимуществом перед остальными насосами центробежного типа – это принцип самовсасывания жидкости. Для работы насоса в момент пуска он не обязательно должен быть заполнен жидкостью.

Принцип вихревого насоса основан на передаче энергии от лопасти к потоку жидкости. Жидкость подается с боков корпуса к основаниям радиальных лопастей колеса. Вокруг периферии колеса в корпусе выполнен кольцевой канал, заканчивающийся напорным патрубком, по которому жидкость отводится из насоса. Область входных каналов отделяется от напорного патрубка участком, плотно прилегающим к колесу и служащим уплотнением. Жидкость, вошедшая через входное отверстие в насос, попадает в межлопастные пространства, в которых ей сообщается механическая энергия. Центробежные силы выбрасывают её из колеса.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние вновь попадает в межлопастное пространство, где снова получает приращение механической энергии.

Таким образом в корпуса работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого насос и получил название вихревого.

Мы подготовили целую статью про вихревой насос с интересным материалом и видео.

Принцип винтового насоса

Принцип работы винтового насоса основан на создании определенного профиля винтов, линия зацепления между которыми обеспечивает герметизацию области нагнетания от области всасывания.

Когда насос включается в работу эта линия передвигается вдоль оси вместе с жидкостью. Жидкость, расположенная во впадинах винтов и ограниченная корпусом и линией зацепления винтов при вращении перемещается в область нагнетания

Винтовые насосы принято относить к объемному типу. Они перекачивают вязкие жидкости и жидкости с большим содержанием абразивных частиц.

Среди преимуществ выделяют:
указатель  плавное перекачивание среды без резких скачков.
указатель  возможность самовсасывания с глубины до 10 метров
указатель  возможность перекачивать очень вязкие и агрессивные среды

Подробнее о принципе работы винтового насоса с видео в этой статье

Принцип шестеренчатого насоса

Шестеренчатые насосы конструктивно изготавливают с шестернями внутреннего зацепления и шестернями наружного зацепления.

Принцип шестеренчатого насоса состоит в следующем: шестерни постоянно находятся в зацеплении, при этом ведущая шестерня приводит в движение ведомую.

При вращении шестерен в полости всасывания насоса зубья выходят из зацепления и образуется область разрежение (область вакуума). За счет этого в полость устремляется жидкость, которая занимает все пространство между зубьями. Дальше за счет вращения шестерен с помощью зубьев жидкость перемещается вдоль корпуса насоса из области всасывания в область нагнетания. В области нагнетания зубья шестерен выходят из зацепления и выталкивают жидкость в трубопровод.

Подробнее о принципе работы каждого типа шестеренчатого насоса с видео в этой статье

Принцип роторного насоса

Роторные насосы включают в себя большое количество разновидностей насосов: шестеренные, винтовые, роликовые, пластинчатые, коловратные. Их преимуществом являются компактные размеры, возможность обеспечивать высокий напор и без труда перекачивать вязкие и густые жидкости. Принцип насосов роторного типа – попеременное изменение объемов жидкости то со стороны подводящего, то со стороны напорного трубопровода.

Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины, прижимаемые к статору центробежной силой.

Поскольку ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.

Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Современные производители предлагают практически любые типы насосов способные удовлетворить ваши самые обширные потребности. Насосы различаются как конструкционным исполнением, так и техническими характеристиками, они классифицируются по целому ряду параметров, которые следует учитывать выбирая себе оборудования под определенные цели.

Отличие вихревого насоса от центробежного

Автор Пётр Андреевич На чтение 2 мин. Опубликовано

Выбор насосного оборудования осложняется широким выбором моделей и типов конструкций. Задача у всех одна – перекачать жидкость. Но реализуется она по-разному. Отличия вихревого насоса от центробежного заключено в конструктивных особенностях и принципе действия. Поэтому перед покупкой нужно ознакомиться со всеми отличительными чертами.

Чем отличается вихревой насос от центробежного

Главным элементом является вращающееся колесо с лопатками. Они установлены таким образом, чтобы вода перемещалась по раскручивающейся спирали. Жидкость отбрасывается в периферийную зону рабочей камеры, а в образовавшейся полости образуется зона разрежения. Отрицательное давление создает всасывающую силу, которая затягивает воду, продавливая ее по трубопроводу к потребителю.

отличие вихревого насоса от центробежногоотличие вихревого насоса от центробежного

Плюсы вихревого насоса:

  1. Стоит недорого, если сравнивать с другими типами.
  2. Малое количество механических элементов.
  3. Простота ремонта и обслуживания.

Основной недостаток – КПД 45% (усредненный показатель, зависит от модификации). Заиленную жидкость такой насос прокачать не сможет. Для глубоких скважин не применяются.

Центробежный насос работает за счет вращения одного или нескольких колец с лопастями, которые захватывают воду, и раскручивая выталкивает ее в трубопровод. Есть модификации глубинного и поверхностного типа.

К достоинствам центробежных насосов относится:

  1. Высокая производительность.
  2. Бесшумность, слабая вибрация.
  3. Пригодны для любых типов скважин.

Разница в конструкции и принципе действия формирует иной перечень недостатков. Твердые частицы повреждают колесо выводят насос из строя. Цена такого оборудования выше, чем у описанного выше аналога.

Какой тип насосов лучше

Однозначного ответа нет.

Все зависит от целевого назначения. Если требуется организовать полив или перекачать жидкость из резервуара или водоема, целесообразней приобрести вихревой насос. Он менее подвержен износу при попадании песка и стоит меньше. Однако не стоит рассчитывать, что это оборудование выкачает воду из артезианской скважины и подаст ее за 20 метров по горизонтали, а потом поднимет ее на второй этаж особняка. Мощности недостаточно, а производительность не позволит создать высокое давление в трубах.

Если имеется скважина, то чтобы определить, какой нужен насос (вихревой или центробежный), нужно брать в расчет ее глубину.

Для абиссинского колодца достаточно вихревого. Центробежный нужен, когда водоносные пласты скважины на песок залегают глубока. Артезианская вода поставляется также насосами этого типа. Но стоят они дороже, в обслуживании сложнее, к качеству воды капризны. При выборе модели учитывают требуемую производительность и мощность, высоту водяного столба, а также количество потребителей и их удаленность от источника.

Вихревой скважинный насос – обзор: преимущества и недостатки

Среди всего насосного оборудования, которое используется для подъёма воды из скважин, вихревые насосы занимают достаточно обособленную нишу. Это обусловлено и спецификой их конструкции, и ограничениями в применения, и — не в последнюю очередь – высокой стоимостью.

Давайте разберемся с принципом работы вихревых насосных установок и проанализируем их сильные и слабые стороны.

Конструкция и принцип работы

Образец вихревого скважинного насоса

Насосы, используемые при скважинном водоснабжении, внешне очень схожи – все они производятся в виде длинных цилиндров относительно небольшого диаметра. Это позволяет размещать устройство внутри обсадных труб скважины, и при этом обеспечивает достаточное внутренне пространство для рабочих элементов.

При всей внешней схожести насосы для скважин отличаются по принципу действия. По этому признаку можно выделить такие основные группы:

⦁ вибрационные;

⦁ центробежные;

⦁ винтовые;

⦁ вихревые.

Последняя разновидность – вихревые скважинные насосы – способна выкачивать жидкость из скважины под большим напором. Обеспечивается это особенностями конструкции насосной части: Схема устройства вихревого скважинного насоса

⦁ Основной элемент вихревого насоса – это рабочее колесо, расположенное внутри цилиндрического корпуса. Рабочие колеса вихревых насосов оснащаются лопатками, (наклонными или радиальными): их размер подбирается с таким расчетом, чтобы зазор со стенками корпуса был минимальным.

⦁ Рабочие колеса устанавливаются на валу, который вращается за счет работы электродвигателя. При вращении колес вода всасывается внутрь устройства, перемещается по рабочим камерам и под давлением выбрасывается в трубопровод, подающий жидкость на поверхность.

⦁ Главная особенность вихревых насосов – направление потока жидкости. Вода, поступающая в во всасывающий патрубок, двигается не прямо, а по спирали. 

Деталь скважинного вихревого насоса

Вначале небольшая порция попадает в пазы рабочего колеса и двигается к центру устройства. После этого в результате центробежного усилия вода разгоняется и от центра перемещается к периферийной части. Это ускорение и обеспечивает повышение давления, с которым жидкость поступает в выводящий патрубок.

 

В зависимости от конструкции рабочих колес устройства делятся на открыто-вихревые и закрыто-вихревые. У каждой группы есть свои особенности функционирования.

⦁ Следующая порция воды всасывается в пространство между лопатками автоматически, за счет падения давления в полостях рабочего колеса.

⦁ Вихревой эффект усиливается за счет конфигурации лопастей: за один оборот колеса описанные процессы многократно повторяются, и напор значительно возрастает.

Если совсем просто, то внутри корпуса насоса за счет вращения колес особой формы возникает водяной вихрь (отсюда и название насосов). Вода в вихре разгоняется, и потому поступает в систему под достаточно высоким давлением.

Оценка вихревых насосов

Достоинства

Вихревое оборудование для систем скважинного водоснабжения отличается такими преимуществами:

 

⦁ Повышенный напор подачи воды. По сравнению с центробежными насосами, такими как Unipump Mini Eco-3 и др. у аналогичного по размеру и мощности вихревого насоса напор будет выше в 6 – 8 раз. Если нужно обеспечить подачу под большим напором из скважин малого диаметра, то это преимущество становится буквально неоценимым.

⦁ Эффективный подъем жидкости с больших глубин. Этот плюс напрямую связан с предыдущим: вихревой механизм создает напор, достаточный для перемещения жидкости на несколько десятков метров.

⦁ Самовсасывание, которое обеспечивается не только оптимальным расположением водозаборных отверстий, но и самим процессом перекачки жидкости.

⦁ Способность создания напора даже при попадании воздуха в рабочую камеру. Для скважинных насосов эта особенность не очень актуальна, но при уменьшении уровня жидкости в водоносном горизонте может сильно выручить.

 

Вихревой насос в действии
Недостатки

Увы, для вихревых насосов характерны и определённые минусы, и потому этот тип оборудования нельзя считать универсальным: 

⦁ Относительно низкий КПД. У бытовых моделей скважинных насосов этот показатель находится на уровне 35–47%. Потери энергии при работе вихревого насоса будут ощутимыми, потому использовать агрегаты большой мощности не слишком выгодно.

⦁ Чувствительность к качеству воды. Конструкция рабочих колес и внутренних камер для перемещения жидкости предполагает работу только с чистыми жидкостями минимальной вязкости. Это означает, что даже небольшое количество песка или других примесей крайне отрицательно скажется и на производительности, и на ресурсе насоса.

⦁ Сильный износ. Лопасти рабочих колес располагаются таким образом, чтобы зазор между ними и стенками камеры был минимальным. Из-за этого даже эпизодическое попадание песка либо другого абразива в воду приводит к истиранию поверхностей. На ранних этапах последствия будут практически незаметными, но чем дальше зайдет процесс, тем выше будет вероятность поломки.

⦁ Стоимость. В этом сегменте есть и не слишком дорогие модели, но высокие требования к точности изготовления и сборки накладывают свой отпечаток на ценовую политику. Так что если хотите приобрести качественный и надежный вихревой насос – готовьтесь платить.

Вывод

Специфичность вихревых насосных установок вполне очевидна. Использовать их целесообразно не везде, а в первую очередь там, где нужно обеспечить максимальный напор при минимальном размере самого насосного оборудования и достаточно скромных затратах энергии. В этой нише вихревые скважинные насосы существенно превосходят устройства другого типа.

Там же, где есть риск попадания в воду песка, глины или абразивных гранул, от применения вихревых устройств стоит отказаться: все равно они довольно быстро выйдут из строя из-за повышенного износа.

 

Разобраться в нюансах подбора насосного оборудования для скважин и получить консультации, необходимые для выбора конкретной модели, вы можете, обратившись в компанию «Альфатэп». Достаточно позвонить по контактному номеру 8 (495) 109-00-95 – и вам не только помогут определиться, ответив на все возникающие вопросы, но и оформят заказ, а при необходимости – организуют доставку и монтаж приобретенного оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *