Горизонтальные центробежные насосы воды

Содержание

Среди многообразия насосов, используемых для перекачивания жидкостей, наиболее распространенными являются центробежные агрегаты. Такая техника сочетает в себе высокую производительность и мощный напор, но при этом имеет сравнительно простое устройство и компактные размеры.

В данной статье рассмотрены горизонтальные насосы центробежного типа. Мы расскажем об их конструктивном устройстве и принципе действия, а также ознакомимся с классификацией такого оборудования и дадим рекомендации по его монтажу.

1 Особенности конструкции и принцип действия

Центробежные насосы, в зависимости от формы корпуса, классифицируются на две разновидности — горизонтальные и вертикальные. В вертикальном исполнении, в основном, выпускается погружное скважинное оборудование, все остальные типы поверхностных насосов имеют горизонтальное устройство.

Конструкция центробежных агрегатов состоит из таких основных узлов как корпус (также именуется «улиткой»), вала вращения, закрепленного на нем рабочего колеса, электродвигателя и уплотнительных элементов. Рабочее колесо представляет собой два плоских диска, соединенных между собой лопастями. Формирующие лопасти пластины имеют выпуклую форму, изогнутой стороной они расположены в сторону противоположную направлению вращения, что обеспечивает более эффективный водозабор.

Устройство горизонтального насоса

Корпус насоса выполняется из металла либо нержавеющей стали, тогда как рабочее колесо чаще всего делается из полимерных материалов. Вал вращения, передающий на колесо крутящий момент, соединяется с шкивом двигателя с помощью муфты. Все отверстия в корпусе имеют уплотнения, качество которых непосредственно влияет на срок службы насоса. Существует два типа уплотнений — торцевое и сальниковая набивка, при выборе насоса рекомендуем ориентироваться на агрегаты с торцевым уплотнением, поскольку оно менее подвержено износу.

Помимо основных конструктивных узлов центробежный насос оснащается следующими вспомогательными механизмами:

механический фильтр (устанавливается на всасывающем патрубке);
обратный клапан, предотвращающий движение перекачиваемой воды в обратном направлении;
задвижки, позволяют оставить насос заполненным водой по завершению работы;
вакуумметр, для контроля за режимом работы оборудования.

Горизонтальный поверхностный насос

Центробежные агрегаты имеют достаточно простой принцип действия. В процессе вращения лопастное колесо под напором выбрасывает воду, которой заполнен корпус, к выходящему патрубку, в результате чего возле входящего отверстия корпуса создается зона пониженного давления, что приводит к всасыванию воды через заборный шланг. Данный принцип работы требует заполнения корпуса насоса водой перед запуском.

К преимуществам горизонтальных центробежных насосов относится высокая продуктивность и напор подачи, сравнительно бесшумная работа, простота и ремонтопригодность конструкции, доступная стоимость и надежность. Недостаток у такой техники один — центробежные насосы не предназначены работы в режиме низкой продуктивности, они не способны развить сильный напор при перекачке небольшого количества воды.

1.1 Как устроен горизонтальный насос? (видео)

2 Классификация горизонтальных агрегатов центробежного типа

Горизонтальное насосное оборудование подлежит классификации по следующим признакам:

количество рабочих колес;
тип размещения электродвигателя;
функциональное назначение.

Устройство многоступенчатого насоса

В зависимости от количества рабочих колес агрегаты классифицируются одноступенчатые и многоступенчатые. В бытовой сфере широко распространены одноступенчатые насосы, тогда как многоступенчатые используются при необходимости перекачивания воды под повышенным напором.

Многоступенчатые агрегаты оснащены несколькими лопастными колесами, смонтированными на общем валу. Их корпус выполнен таким образом, что перекачивающаяся жидкость последовательно переходит от первого колеса к следующему, ускоряясь при этом на сумму напоров каждого из них.

В зависимости от типа размещения двигателя в корпусе насос может быть:

Моноблочное устройство предполагает расположения мотора в одном корпусе с рабочим колесом, при этом колесо насажено непосредственно на вал двигателя, ввиду чего моноблочный насос отличается меньшими размерами и весом.

Консольный насос — агрегат, в котором двигатель и рабочее колесо удалены друг от друга (всасывающий и подающий патрубки расположены непосредственно в блоке с колесом). Оба блока устанавливаются на несущую платформу и соединяются между собой с помощью фланцев, вал вращения проходит внутри защитной оболочки, роль который выполняет металлическая труба.

По функциональному назначению горизонтальное оборудование классифицируется на следующие виды насосов:

водяной;
циркуляционный;
дренажный (фекальный, шламовый).

Водяной насос, в зависимости от источника водозабора, может быть колодезным либо скважинным. Отличия между ними заключаются исключительно в мощности, скважинный агрегат комплектуется более мощным двигателем, так как ему необходимо поднимать воду с большей глубины.

Циркуляционный насос — оборудование, повышающее скорость движения перекачиваемой по трубопроводу жидкости, которое широко используется в системах принудительного водоснабжения и при монтаже радиаторного отопления. Современный циркуляционный насос оснащается автоматикой, позволяющей настроить его на требуемый режим работы. Существует два типа циркуляционников — «сухие» и «мокрые», отличаются они способом размещения ротора (в мокром исполнении он погружен в теплоноситель, в сухом — изолирован от контакта с водой). Циркуляционный насос мокрого типа может иметь КДП до 50%, сухого — до 80%.

Дренажное насосное оборудование — техника, предназначенная для откачки загрязненных жидкостей. Классические дренажные агрегаты используются для полива из водоемов, откачки загрязненных колодцев и скважин. Для осушения септиков, канализаций и выгребных ям предназначен специальный фекальный насос, способный качать жидкости с повышенной концентрацией мягких волокнистых включений. В строительстве широко распространен шламовый насос — разновидность дренажного оборудования, ориентированная на работу с жидкостями содержащими твердые абразивные примеси.

2.1 Как монтировать и правильно центровать горизонтальные насосы?

Поверхностные горизонтальные насосы необходимо монтировать в соответствии с положениями ВСН №394-78 «Инструкция по монтажу компрессоров и насосов». Для установки крупногабаритного оборудование необходимо обустройство фундаментной плиты высотой 10 см, на которой рама агрегата фиксируется анкерами либо глухими болтами.

Во избежание появления вибраций в процессе работы точки соприкосновения рамы насоса с фундаментной плитой должны комплектоваться прокладками из эластичного материала. С помощью прокладок также осуществляется выравнивание насосного агрегата, количество прокладок на одну точку крепления — не более 5 шт. Зазор между опорными пластинами рамы и фундаментной плитой после окончательной затяжки болтов не должен превышать 0.05 мм, что проверяется с помощью специального щупа.

Схема монтажа консольного насоса

Если агрегат монтируется отдельными узлами, без редуктора, двигатель нужно центровать по насосу. Сама центровка осуществляется посредством регулировки положения корпуса по отношению к напорному трубопроводу либо гидромуфте.

Особенно важной является центровка насосов с клиноременной передачей. При их установке особое внимание необходимо уделять ровности бетонной плиты — ее заливка выполняется по высотному реперу со строгим контролем горизонтальности с помощью уровня. Нужно следить за параллельностью как оси двигателя и вала вращения, так и за отсутствием перекоса шкивов передачи.

По завершению центровки агрегата необходимо подготовить к работе сальниковые уплотнения, залить смазочный материал и подсоединить заборный и подающий трубопроводы, после чего можно запускать насос — сперва в режиме малой мощности, затем — с полной нагрузкой.

Насосы серии TECNOSELF предназначены для перекачивания чистой воды, не содержащей механических примесей и длинноволокнистых включений из колодцев, скважин, резервуаров, озер, рек и других источников.

Могут использоваться для повышения давления в сетях централизованного водоснабжения.
ПРЕИМУЩЕСТВА/ОСОБЕННОСТИ
Благодаря наличию встроенного самовсасывающего клапана обладают сильной самовсасывающей способностью, поднимая воду при незаполненном всасывающем трубопроводе на высоту до 9 м* .
Отличительной характеристикой насосов является исключительно н изкий уровень шума.
Гидравлика насоса выполнена из неокисляющихся материалов: нержавеющая сталь , высокопрочный армированный полифениленоксид ( PPO) **.
Насосы обладают компактными размерами, отличными гидравлическими характеристиками , отличаются высокой надежностью в эксплуатации и длительным сроком службы.
Электродвигатели насосов обладают высокой энергоэффективностью, совместимы с любыми видами управляющих устройств, отлично зарекомендовали себя при использовании под управлением частотного преобразователя.
* Перед началом эксплуатации корпус насоса должен быть полностью заполнен водой. Величина высоты подъема воды приведена для эксплуатации насоса на высоте при температуре окружающей среды и перекачиваемой жидкости 20°С и при нулевой альтитуде (высоте над уровнем моря). В реальных условиях эксплуатации высота подъема воды насосом может быть меньше.
** Детали насоса, контактирующие с перекачиваемой водой.
КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
Центробежный горизонтальный многоступенчатый электронасос
Тип рабочего колеса: закрытое
Тип уплотнения: механическое (торцевое)
Охлаждение электродвигателя : воздушное, принудительное (посредством вентилятора, установленного на валу электродвигателя)
Тип присоединения к:
– всасывающему патрубку: резьбовое
– напорному патрубку: резьбовое
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

TECNOSELF15		0,4 – 3,6	55,3 – 9,9	0,6 – 0,95	6	в однофазных моделях
Характеристики электродвигателей
асинхронный
S1
2900 об/мин
IP55
F
	4-35
	9

МАТЕРИАЛЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Материал

TECNOSELF15

Стеатит / Графит

TECNOSELF25

Оксид алюминия / Карбид кремния

Таблица гидравлических характеристик ( TECNOSELF 15 )

400В

ТАБЛИЦА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Подача, м³/ч	0,4	1,1	1,8	2,5	3,2	3
Напор, м	33,6	31,1	27	21,3	14,1	45,2	42,9	38,4	31,9	23,3	12,6
56,2	53,8	49	41,6	31,8	19,4

400В

В частном хозяйстве:

– для водоснабжения (в том числе питьевого);

– для снабжения водой всевозможной бытовой техники (посудомоечные, стиральные машины и т.п.);

– для полива и орошения приусадебных участков, в том числе в системах автополива;

– для заполнения водой бассейнов и любых емкостей, используемых для хозяйственных нужд;

– для подачи воды в бытовые мини-моечные установки и системы;

– иных хозяйственных нужд.

В сельском хозяйстве:

– для создания ирригационных систем, в том числе автоматических;

– для снабжения водой ферм и частных хозяйств и пр.

В промышленности и ЖКХ:

– для хозяйственно-питьевого водоснабжения;

– для подачи воды в системы водоподготовки;

– для повышения давления в системах водоснабжения;

– для функционирования фонтанов;

– в системах кондиционирования;

– для подачи воды в моечное оборудование;

– для других производственно-хозяйственных нужд.

Центробежные насосы представляют собой огромную группу оборудования, используемого для перекачки различных жидкостей, подачи и отвода воды в условиях частных домовладений и больших производств. Горизонтальные центробежные насосы имеют свою классификацию и особенности конструкции. Они надежны и сравнительно недороги, поэтому получили широкое распространение во многих сферах и областях деятельности человека.

Как работает центробежный насос

Само название насоса говорит о том, что необходимый напор перемещаемая жидкость получает под действием центробежной силы, появляющейся в результате вращения внутреннего рабочего колеса при взаимодействии с ним жидкой среды.

Вода через всасывающий патрубок поступает внутрь корпуса, имеющего, обычно, спиралевидную форму. В нем располагается установленное на валу рабочее колесо, представляющее собой пару соединенных дисков и имеющее лопасти, отогнутые в обратную от направления вращения сторону. При движении лопастей вода, находящаяся между ними, отбрасывается за счет центробежной силы к стенкам внутреннего корпуса.

При движении колеса, в центре создается разряжение с повышением давления на периферии (у стенок), под действием которого жидкость выдавливается в сторону напорного трубопровода. Одновременно из всасывающего трубопровода внутрь корпуса насоса поступает следующая партия воды благодаря образовавшемуся в центре корпуса разряжению. В результате происходит ее постоянная циркуляция из подающего трубопровода через обратный клапан в напорную трубу.

Чем быстрее вращается рабочее колесо и больше его диаметр, тем сильнее будет центробежная сила и, как следствие, напор выходящей из насоса воды.

В многоступенчатых агрегатах жидкость из первой ступени поступает во вторую, затем в третью и т.д. Такое оборудование имеет более одного рабочего колеса, что сказывается на высоких мощностных характеристиках насосов.

Самовсасывающие насосы для начала работы не требуют предварительного заполнения водой всасывающего патрубка. Нормальновсасывающие агрегаты до включения должны быть залиты водой.

Основные узлы насоса центробежного типа

Ключевыми конструктивными элементами насоса считаются:

корпус;
приемный обратный клапан с сеткой, служащей для фильтрации каких-либо примесей;
рабочие колеса (от 1 до 6);
предохранительный клапан, оберегающий насос от возможного гидравлического удара
задвижка;
манометр;
вакуумметр.

Особенности горизонтальных насосов

Основным отличием рассматриваемых насосных агрегатов является горизонтальное расположение рабочего вала (оси колес) и горизонтальный разъем корпуса, что относится к классическому варианту исполнения. Центробежные горизонтальные установки подразделяются по нескольким признакам и параметрам:

по количеству ступеней и рабочих колес. Конструкция центробежных насосов предусматривает одноступенчатое или многоступенчатое устройство агрегатов. В свою очередь, горизонтальные одноступенчатые модели насосного оборудования могут изготавливаться с консольным валом;
по производительности, или выходящему объему воды в секунду (час);
по напору перекачиваемой жидкости – бывают низкого, высокого или среднего давления;
по способу подачи жидкости. К рабочему колесу подвод воды осуществляется через односторонний вход, либо путем двойного всасывания;
по варианту соединения с электродвигателем. Подсоединение производится при помощи муфт, клиноременной передачи со шкивом, через мультипликатор или редуктор;
по типу двигателя. Горизонтальный центробежный насос может быть укомплектован дизельным или работающим от электрической сети переменного тока двигателем. Его модель и мощность во многом зависит от характеристик оборудования, а также от параметров и предназначения помещения, в котором предполагается установка агрегата;
по типу всасывания – нормально- и самовсасывающие;
по вакуумметрической высоте всасывания, определяющей глубину забора воды;
по быстроте хода – тихо-, быстроходные и нормальные.

Производители стараются изготавливать центробежное насосное оборудование максимально бесшумным, чтобы работающий агрегат, установленный внутри помещения, доставлял как можно меньше неудобств обитателям дома. КПД крупных агрегатов достигает показателя 0,9, а небольших моделей – 0,6-0,7.

Виды горизонтальных насосов

Конструктивно, рассматриваемые насосные агрегаты подразделяются на:

одноступенчатые, укомплектованные одним рабочим колесом. Используются в обычных условиях для перемещения воды;
многоступенчатые, имеющие свое рабочее колесо в каждой ступени. В агрегатах они подсоединяются последовательно. Причем каждое последующее «отделение» отвечает за поднятие давления воды на более высокий уровень. Применяются многоступенчатые насосы в случае, когда подачу жидкости необходимо производить под большим напором.

Насосы двойного всасывания

Горизонтальный центробежный насос двухстороннего входа имеет нагнетательные и всасывающие патрубки, располагающиеся на одной оси в корпусе, называемом «in-line». Данный вид насосов отличается хорошей всасывающей способностью, благодаря расположенному в нем двойному колесу, а также двухстороннему подводу жидкости.

Оборудование обладает улучшенными, по сравнению с консольными насосами, кавитационными качествами, позволяющими закачивать жидкость с отметок, расположенных ниже нулевых уровней. С валом насоса электродвигатель соединяется посредством втулочно-пальцевой муфты.

Герметичные насосы

Агрегаты изготавливаются в герметичном корпусе в двух разных исполнениях:

колесо устанавливается непосредственно на валу электродвигателя;
для соединения насоса и двигателя используется магнитная муфта.

Герметичным насосам не требуется внешняя смазка и уплотнение вала, а их корпус исключает какие-либо протечки. Поэтому они предназначаются, в первую очередь, для перекачивания опасных жидкостей, в основном, в химической промышленности. Существует несколько видов агрегатов с герметичным корпусом:

с обратной циркуляцией;
с водяным охлаждением;
с переходным фитингом или уплотнением.

Поверхностные насосы

Наиболее популярное насосное оборудование, имеющееся практически на каждом подворье. Оно предназначается для полива садово-огородных участков и водоснабжения дома в условиях отсутствия централизованных водопроводных сетей. Поверхностные насосы устанавливают на поверхности земли, что следует из их названия, либо внутри помещения.

При выборе оборудования следует обращать внимание на его производительность и напор, а также на тип всасывания (самовсасывающий, нормальновсасывающий).

Самовсасывающие насосы

Обладают высокой всасывающей мощностью в сочетании с экономичностью. Они имеют широкие возможности для использования и удобны в обслуживании. Отличительной особенностью самовсасывающих насосов является высокий показатель КПД, а также возможность регулирования мощности и простота обслуживания. Недостатком насосов подобного типа является необходимость их заливки до пуска, но к этому требованию всегда можно приспособиться.

Кроме традиционной и наиболее распространенной модели центробежного самовсасывающего насоса, оборудование изготавливают в нескольких модификациях, в зависимости от предполагаемых условий работы.

Несколько из них:

для горячей воды – комплектуются камерами охлаждения;
для воды с высоким процентом минерализации – используются в угольных шахтах;
для трансформаторного масла – предназначаются для турбогенераторов.

Другие виды горизонтальных насосов

Центробежные насосы представляют наиболее многочисленную группу насосного оборудования, к одной из подгрупп которой относятся горизонтальные насосы. Они имеют различное функциональное предназначение и область применения. Некоторые перекачивают чистую воду, другие – слегка загрязненную, а специально изготовленные агрегаты используют для транспортировки агрессивных или слишком горячих жидкостей.

Кроме вышеперечисленных, горизонтальные насосы бывают:

со спиральным корпусом;
взрывозащищенные;
высокооборотные;
с открытым рабочим колесом и др.

Перечислить все возможные модификации горизонтальных центробежных насосов вряд ли получится. Их слишком много, чтобы можно было упомянуть обо всех в нашей статье.