Конструкция / Принцип насоса: погружной, вакуумный, центробежный, вихревой насос

Принцип насоса

Принцип работы насоса

Насосы, как оборудование для транспортировки различных типов жидкостей, 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.

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.

Поршневой насос - принцип работы

Принцип работы насоса

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.

Принцип вакуумного 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.

Принцип насоса вакуумного типа зависят от типа конкретного агрегата.

Принцип вакуумного насоса основной - 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.

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 центробежного насоса

Принцип работы 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.

Принцип 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 вакуумного насоса

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.

Принцип вихревого насоса

Принцип 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.

Принцип роторного насоса

Принцип работы 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.

Принцип работы насоса винтового типа основан на возможности создания специального профиля винтов, линия зацепления между которыми обеспечивает полную герметизацию области нагнетания от области всасывания.

При вращении винтов эта линия перемещается вдоль оси. Длина винтов для обеспечения герметичности при всех их положениях должна быть несколько больше шага винтов. Жидкость, расположенная во впадинах винта и ограниченная корпусом и линией зацепления винтов, при вращении винтов вытесняется в область нагнетания.

Вместе со статьей "Принцип насоса: погружной, вакуумный, центробежный, вихревой насос" смотрят: