Как подобрать центробежный насос для воды?!

Центробежный насос для воды на сегодняшний день является одним из самых востребованных агрегатов.

Это оборудование широко используется и в промышленности и для бытовых нужд, поэтому центробежные агрегаты представлены на рынке широкой линейкой производителей – Grundfos, Wilo, Dab, Джилекс, водолей и многими другими.

В этой статье рассмотрим принцип работы, устройство, разнообразные типы и модели оборудования, а так же где лучше применять конкретный водяной центробежный насос.

Принцип действия центробежного насоса.

Работа центробежного насоса (насоса ЦН) основана на принципе силового взаимодействия лопасти с обтекающим её потоком. Название центробежный насос берет от процесса передачи механической энергии от рабочего тела к потоку.

В центробежном агрегате поток жидкости имеет в области лопастного колеса радиальное направление, и поэтому создаются условия для работы центробежных сил.

Вращение колеса центробежного насоса в потоке жидкости создает 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. При постоянном числе оборотов каждому значению подачи лопастного агрегата соответствует определенный напор.

Принцип работы центробежного насоса, описанный выше относится и к агрегатам погружного и поверхностного типов.

На сегодняшний день этот тип насосного оборудования является самым популярным и продаваемым благодаря большому количеству преимуществ:

• широкий диапазон расходно-напорных характеристик;
• простая конструкция;
• быстрый монтаж;
• длительный срок службы;
• легкость технического обслуживания

Но нельзя обойти и недостатки центробежных насосов:

• невозможность создания больших давлений;
• отсутствие самовсасывания – перед запуском насос должен быть заполнен водой;
• среднее значение КПД – около 45 – 55 %.

Характеристика центробежного насоса

График напор – подача (производительность) изображается плавной кривой. Такая кривая называется характеристика центробежного насоса.

Дополнительно на графике характеристики может быть указана мощность, минимальное давление, коэффициент полезного действия(КПД) и сила тока во всем диапазоне.

Все эти характеристики очень важны при выборе каждой конкретной модели, а если Вы приобретаете насосное оборудование, которое будет работать на общую трассу(например для котельных), то без характеристики не обойтись.

Все параметры конкретного центробежного насоса: напор, подача, мощность и т.д. получают в процессе испытания на стенде. Разберем их по очереди.

Напор – показывает на какую высоту центробежный насос способен поднять столб воды, необходим при расчет сопротивления, которое необходимо преодолевать оборудованию. Измеряется в метрах.

Подача(производительность) центробежного насоса – отображает с какой скоростью будет подаваться жидкость. Выражается в м³/ч или л/ч.

Ток и мощность центробежного насоса – характеризуют затраты электроэнергии на агрегат.

Схема центробежного насоса

В процессе эксплуатации центробежного насосного агрегата для перекачки воды возникает необходимость резко увеличить подачу или давление в системе. Это легко сделать организовав системы центробежных насосов - изменив число совместно работающих центробежных аппаратов.

Совместная работа нескольких насосов на общую систему является одним из возможных методов регулирования параметров работы. Рассмотрим подробнее упомянутые выше способы параллельной и последовательной работы центробежных насосов для воды.

Параллельная работа центробежных насосов

Параллельная работа нескольких машин на общую систему применяется для резкого увеличения подачи.

В большинстве случаев параллельная работа оборудования используется при установке резервного агрегата, например монтаж резервного насоса отопления в параллель к основному.

При этой схеме размещения общая производительность системы центробежных насосов складывается из суммы подач обоих агрегатов. Другими словами если вы установите 2 насоса с производительностью, например 3 ³/ч и включите их вместе, то подача в трубопроводе будет равняться 6 м³/ч.

Для параллельной работы наиболее подходящими являются насосы с одинаковыми напорными характеристиками. Однако параллельно могут работать центробежные устройства с различными характеристиками, а также устройства разных типов, например, центробежные и поршневые.

Последовательная работа

Последовательная работа насосов применяется для резкого увеличения напора в системе при незначительном увеличении подачи. При этом возможны случаи, когда насосы цн располагаются в непосредственной близости один от другого и когда насосы цн удалены на значительное расстояние. В первом случае корпус второго агрегата должен воспринимать полное давление первого агрегата.

При такой схеме установки производительность не изменяется, но общий напор равняется сумме напоров 2 установленных единиц.

Последовательное соединение механизмов экономически оправдано при крутых характеристиках системы с малым значением напора. Регулирование дросселированием при последовательном включении экономически неоправданно. Целесообразнее использовать регулирование изменением частоты вращения одного из насосов.

Число последовательно включенных насосов лимитируется прочностью корпусов и надежностью работы концевых уплотнений.

Типы центробежных насосов

Оборудование этого класса принято классифицировать по множеству разнообразных параметров, но несмотря на прочие деления основные типы центробежных насосов это:

• осевые,
• консольный,
• погружной,
• вихревой,
• напорный (бустерный),
• водокольцевой,
• шламовый,
• дренажный,
• фекальный,
• скважинный и другие.

При классификации по уровню создаваемого давления выделяют модели:

• низкого,
• среднего,
• высокого давления.

По количеству рабочих колес модели центробежных насосов бывают:

• одноступенчатые,
• многоступенчатые.

По рабочему положению вала оборудование бывает:

• горизонтальное,
• вертикальное.

Насосы центробежные консольные

Центробежные консольные насосы цн выпускаются по ГОСТ. Устройство центробежного насоса консольного типа выглядит следующим образом.

Базовой деталью машины является опорный кронштейн, в котором на двух шарикоподшипниках устанавливают вал. К кронштейну шпильками крепят спиральный корпус, напорный патрубок которого направлен вертикально вверх. В корпусе выполняются отверстия для выпуска воздуха, слива воды и подсоединения манометров.

На консольном конце вала крепят рабочее колесо. Со стороны входной воронки колеса корпус центробежного насоса закрывают крышкой с входным патрубком, обеспечивающим подвод жидкости к рабочему колесу.

Концевое уплотнение насоса сальникового типа, которое при необходимости можно заменить торцевым уплотнением. Незначительные осевые усилия воспринимаются шарикоподшипниками, которые смазываются консистентной смазкой.

Насос с электродвигателем устанавливают на общей плите и соединяют упругой муфтой.

Насосы центробежные консольные широко представлены на рынке, существует несколько разновидностей таких устройств. Подробное описание их конструкции и отличий, а так же технические характеристики мы собрали в этой статье.

Одноступенчатый центробежный насос для отопления

Бытовой центробежный насос для отопления выполняется в двух модификациях – «с мокрым» и «с сухим ротором».

Одноступенчатые насосы с мокрым ротором рассчитаны на постоянный контакт с перекачиваемой жидкостью. Перекачиваемая среда обеспечивает смазывание подшипников и уплотнений, а также снимает лишнее тепло с подшипников и электродвигателя. Конструктивно такие насосы компактны, но характеризуются низкими показателями по мощности. Их используют в качестве насосов подкачки для увеличения давления и в системах отопления.

Одноступенчатые насосы с сухим ротором, отличаются тем, что двигатель вынесен за конструкцию насоса и соединяется с гидравлической частью посредством соединительной муфты.

Такие агрегаты обладают лучшими расходно-напорными характеристиками, большими размерами и высоким уровнем шума. Основное их назначение – централизованные системы подачи воды и отопление.

Насос центробежный погружной

Насос водяной центробежный погружной или скважинный – это ещё одна модификация этого типа оборудования. Оно широко применяется для обеспечения водой частных домов и загородных участков.

Мы собрали для Вас все материалы по центробежным насосам для колодца и скважины в статье про скважинные насосы.

Многоступенчатый насос

Каждому лопастному колесу в агрегате соответствует элементарный насос.

Соединение таких элементарных конструкций в одном агрегате может быть параллельным и последовательным.

При параллельном соединении каждое лопастное колесо подает небольшую часть от общей подачи. Общий поток в агрегате делится на ряд параллельных струй. Такой центробежный насос для воды называется многопоточным.

На входе в многопоточную конструкцию поток делится на две части и поступает в лопастное колесо с двух сторон. Лопастное колесо в этой конструкции представляет собой объединение в одной детали двух лопастных колес, расположенных симметрично.

При выходе из лопастного колеса обе части потока вновь соединяются и поступают в спиральный отвод.

Входной и выходной патрубки машины расположенные в нижней части корпуса, направлены горизонтально в противоположные стороны. Аппарат имеет двусторонние выносные опоры, которые крепятся к его корпусу и фиксируются штифтами. Ротор конструкции опирается на подшипники качения или скольжения в зависимости от размера самой конструкции.

Такая конструкция машины очень компактна и обладает рядом преимуществ.

При последовательном соединении каждое лопастное колесо создает лишь часть полного напора при полной подаче. Напор в центробежном насосе при такой схеме соединения нарастает ступенями.

Такой тип конструкции насоса называется многоступенчатым. Он позволяет увеличить напор во столько раз, сколько у него ступеней. Все колеса многоступенчатого механизма насажены на общий вал и образуют единый ротор насоса.

Корпус механизма имеет торцовый разъем в горизонтальной плоскости. Входной и выходной патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены горизонтально в противоположные стороны. Ступени насоса соединены между собой переводными каналами каналами и трубами.

Рабочее колесо, расположенное на первой ступени, обычно имеет повышенную всасывающую способность или двусторонний вход.

Опорами ротора устройства могут быть как подшипники качения, так и подшипники скольжения, устанавливаемые в разъемные корпуса.

Система уравновешивания осевого давления, подшипники, сальники объединяются в одном общем для всех ступеней корпусе, что придает машине компактность, уменьшает вес и снижает стоимость.

Устройство и монтаж

Устройство центробежного насоса в общем случае представляет собой следующую конструкцию:

Насос состоит из крышки корпуса поз. 1, корпуса поз. 2, нагнетательного патрубка поз. 3, всасывающего патрубка поз. 11 и свободно вращающегося в нем лопастного колеса поз. 4. Лопастное колесо поз. 4 представляет собой камеру, в которой расположена система лопастей.

Центробежный насос не сможет работ без двигателя поз.8, который преобразует электрическую энергию в механическую – вращение ротора.

При вращении колеса лопасти приводят протекающий поток во вращательное движение, увеличивая этим его механическую энергию. Корпус центробежного насоса поз. 2 служит для конструктивного объединения всех элементов в насосе, для подвода жидкости к лопастному колесу, отвода потока от него и для преобразования скорости энергии потока, выходящего из колеса в давление.

Для предупреждения обратного возврата жидкости из области нагнетания в область всасывания через пространство между колесом и корпусом служит уплотнение. Зазор в таком уплотнении делается как можно меньшим для исключения обратных протечек жидкости.

Рабочее колесо центробежного насоса закреплено на валу поз. 5, который одновременно служит проводником механической энергии от двигателя. Вал насоса и двигателя соединены муфтой поз. 6.

В месте прохода вала через отверстие из корпуса расположено сальниковое уплотнение поз 10, предупреждающее вытекание жидкости из корпуса наружу. Вал опирается на подшипники поз. 9, которые воспринимают как радиальную так и осевую нагрузки, возникающие вследствие действия гидравлических сил и вала.

Особенности монтажа

В зависимости от типа устанавливаемого агрегата выбирается конкретная технология на монтаж центробежного насоса. В общем случае установка начинается с закладывания фундамента, которым может служить бетонная плита и стальная рама.

Фундамент центробежного насоса выверяется по высоте относительно общей реперной точки. Далее корпус агрегата закрепляется болтами на раме.

Самой сложной процедурой монтажа является центрирование насосного агрегата и электродвигателя (если оборудование поставляется раздельно), а также центрирование электронасоса и трубопровода.

В случае установки моделей вертикального исполнения плиты фундамента выверяются по высоте с помощью линейки и в горизонтальном направлении с помощью строительного уровня.

Заканчивается монтаж центробежных насосов выравниваем бетонного основания там, где его необходимо подлить. Далее проверяются сальниковые набивки оборудования и устанавливается дополнительное охлаждение (в случае необходимости).

Затем производится пробный пуск и выход на рабочие параметры.

Область применения и эксплуатация центробежных насосов

Бытовые центробежные насосы для воды широко используются в повседневной жизни и не только в системах коммунального хозяйства, но и на частных загородных участках и огородах.

Например:

• Агрегаты этого типа ежедневно подают воду в автономную систему водоснабжения частного дома из колодца или скважины.
• Они способны обеспечивать полив или орошение загородного участка. А так же использоваться как отдельно, так и быть счастью автоматизированной системы полива.
• Центробежный бытовой насос может устанавливаться в систему отопления обеспечения беспрерывной циркуляции теплоносителя. Применение специальных моделей центробежных насосов в качестве элемента системы отопления позволяет значительно повысить эффективность ее работы, а также снизить затраты на энергоносители.
• Дренажные модели используются для откачивания воды при затоплении подвальных помещений и погребов, а так же удаления скопившейся жидкости с территории приусадебного участка, очистки колодцев от иловых отложений, осушения септиков и сточных ям.

Центробежные насосы удобны для непосредственного соединения с быстроходными типами современных электромоторов. Вследствие вращения лопастного колеса с постоянным числом оборотов скорости потока жидкости в центробежных насосах могут быть значительно более высокими чем в поршневых.

Центробежные машины при тех же значениях подачи получаются значительнее компактнее, легче и дешевле.

Коэффициент полезного действия (КПД) центробежной машины при среднем напоре не уступает КПД поршневого аппарата, поэтому в области низких и средних напоров и больших подач применяют исключительно лопастные насосы.

Эксплуатация центробежных насосов

Универсальных правил, регламентирующих перечень работ для каждой модели оборудования нет, конкретные рекомендации к Вашему агрегату описаны в сопроводительной документации, такой как паспорт или руководство по обслуживанию.

Общими рекомендациями для всех типов электронасосов могут служить:

• соблюдение сроков проведения технического обслуживания,
• соблюдение интенсивности нагрузок, таких как контроль перекачиваемой жидкости (её вязкость, температура, наличие загрязнений в перекачиваемой среде и т.д.).
• контроль параметров электросети – напряжение и силы тока.
• контроль внешних параметров окружающей среды, таких как влажность и температура окружающего воздуха.

Чем в более тяжелых условиях работает оборудование, тем чаще его необходимо проверять. В этом случае при появлении каких либо отклонений от нормальной работы Вы сможете вовремя предпринять меры и избежать дополнительных расходов, которые могут появиться в случае поломки или выхода агрегата из строя.