Устройство насоса, монтаж и пуск в работу

Устройство насоса лопастного типа принципиально аналогично, но наиболее широким разнообразием отличаются центробежные насосы.

Для того, чтобы разобраться в чём же секрет высокой эффективности и большой популярности центробежных аппаратов, необходимо разобраться в устройстве и принципе действия насоса.

В этой статье мы собрали для Вас всю необходимую информацию о работе центробежного, погружного, вихревого и шнекового агрегатов.

Устройство и работа насоса

Центробежный насос состоит из следующих элементов. Лопастное колесо поз. 2 представляет собой ограниченную двумя поверхностями вращения камеру, в которой расположена система лопастей. При вращении колеса лопасти приводят протекающий поток во вращательное движение, увеличивая этим его механическую энергию.

Корпус поз. 3 служит для конструктивного объединения всех элементов в насосе, для подвода жидкости к лопастному колесу, отвода потока от него и для преобразования скоростной энергии потока, выходящего из колеса, в давление.

Для исключения обратного возврата жидкости из области нагнетания в область всасывания, через пространство между колесом и корпусом служит уплотнение 1. Зазор в этом уплотнении делается возможно маленьким, поэтому обратный ток жидкости сводится к минимуму

Лопастное колесо закреплено на валу поз. 4. Вал служит как проводник механической энергии от двигателя к колесу. Вал и двигатель соединены муфтой поз. 6.

В месте выхода вала из корпуса с рабочим колесом наружу установлено сальниковое уплотнение. Уплотнение выполняет функция блокировки выхода жидкости из корпуса наружу.

Вал держится на подшипниках поз. 5. Подшипники воспринимают как радиальную (перпендикулярно валу), так и осевую (по оси вала) нагрузки, возникающие вследствие действия гидравлических сил и веса.

Наряду с одним рабочим колесом в центробежном насосе могут быть установлено и два. Такое устройство насоса позволяет существенно расширить область его применения и вносит ряд конструктивных преимуществ. Каждое лопастное колесо в насосном агрегате фактически является элементарным насосом.

Принцип работы центробежного насоса состоит в следующем. При пуске корпус насоса должен быть заполнен капельной жидкостью. При быстром вращении рабочего колеса его лопасти оказывают непосредственное силовое воздействие на частицы жидкости. Кроме того, создается поле центробежных сил в жидкости, находящейся в межлопастном пространстве рабочего колеса. Таким образом, жидкость, подвергаясь силовому воздействию лопастей рабочего колеса, с большой скоростью перемешается от центра к периферии, освобождая межлопастные каналы рабочего колеса.

Поэтому в центральной части рабочего колеса давление снижается и под действием внешнего, чаще всего атмосферного давления, жидкость входит во всасывающий патрубок и вновь подводится к центральной части рабочего колеса.

Жидкость, выходящая из каналов рабочего колеса по его выходному диаметру, попадает в межлопастное пространство неподвижного направляющего аппарата.

В направляющем аппарате жидкость, имеющая большую скорость, как бы тормозится и ее энергия частично преобразуется в энергию давления через каналы направляющего аппарата.

Большинство насосов оборудованы спиральными корпусами. Спиральная форма корпуса насоса обусловлена следующим: в корпусе насоса по направлению вращения рабочего колеса собирается все больший объем жидкости. Вся эта жидкость направляется к нагнетательному патрубку и отводится в трубопровод. Спиральная форма обеспечивает увеличение внутреннего объема корпуса насоса, примерно пропорциональное количеству жидкости направляющейся к нагнетательному патрубку. Поэтому скорость жидкости, проходящей через корпус насоса, во всех сечениях примерно одинакова.

Когда вода выходит наружу, середина рабочего колеса формирует участок пониженного атмосферного давления, что приводит к засасыванию внутрь новой порции жидкости. Такого рода цикл повторяется бесконечно, пока насос находится в работе.

Узнав принцип действия центробежного насоса, например насоса для отопления, нетрудно догадаться и о слабом месте таких приспособлений: они могут работать только при стабильном притоке жидкости. Устройство центробежного насоса не предусмотрено для работы без жидкости. В таком случае перестает формироваться поток жидкости, происходит разрыв потока и как следствие пропадает расход жидкости в трассе – рабочее колесо вращается в воздухе.

При работе насоса без жидкости пропадает и возможность смазывать и охлаждать вращающиеся элементы, такие как уплотнения и подшипники, в результате эти элементы перегреваются и выходят из строя.

Для исключения поломок такого типа предусмотрены специальные датчики-поплавки, которые не позволят вам запустить устройство, если воды в источнике не хватает. Устройство центробежного насоса предусматривает разные варианты назначения. Насосы могут быть не только погружными, но и поверхностными, причем в этом случае риск поломки был бы весьма высок, если бы не предусмотрительность инженеров, благодаря которой конструкция поверхностного водяного насоса дополнена обратными клапанами и автоматическими системами контроля. Они отключают механизмы, как только обнаруживают сухой ход.

Центробежные насосы — и погружные, и поверхностные — все же лучше справляются с подкачкой воды при нормальных условиях работы. Однако это не означает, что их нельзя использовать при слабом напоре воды.

Устройство погружного насоса

Устройство погружного насоса предусматривает его использование как помощника в загородном доме или коттедже. Такие насосы необходимы для подъема воды из скважины и колодца или откачки жидкости из водоема.

Исходя из назначения погружные насосы подразделяют на:

• скважинные - способны поднимать воду с большой глубины
• колодезные – в сравнении со скважинными отличаются меньшей производительностью и напором, но могут работать в воде, содержащей мелкие частицы песка или извести
• дренажные - предназначены для работы в загрязненной воде. Используются для откачки жидкости из, водоема или откачки из подвала дома.

Устройство погружного насоса в зависимости от исполнения и области применения оборудования бывает:

• вибрационного типа
• центробежного типа
• вихревого типа
• шнекового типа

Устройство вибрационного погружного насоса включает в себя:

• силовой агрегат, внутри которого располагается электрический магнит;
• камера для набора воды, соединенная с выводящим патрубком;
• всасывающая камера. Отсек, куда в первую очередь попадает вода из источника;
• вибратор или вторая часть электромагнита, приводящего в действие ходовой поршень;
• амортизатор, необходимый для обеспечения плавного хода рабочего поршня. В продаже есть устройства, не оснащенные амортизаторами. Однако они быстро выходят из строя, так как резкие движения поршня приводят к механическим повреждениям.
• шайбы, влияющие на производительность погружного устройства. За счет увеличения или уменьшения количества шайб можно самостоятельно изменять мощность насоса;
• шток или основа для движения поршня;
• обратный клапан. Устройство устанавливается для того, чтобы предотвращать обратный отток жидкости из насоса. За счет обратного клапана можно увеличить номинальную производительность оборудования;
• гайка, необходимая для фиксации поршня на штоке;
• поршень, являющийся основным рабочим элементом насоса;
• каналы, предназначенные для перевода воды из сборной камеры в водопроводную систему.

Основные элементы оборудования вибрационного типа

Работа погружного насоса вибрационного типа происходит за счет движения поршня. При подаче электрического питания создается электромагнитное поле в силовом агрегате, и вибратор притягивается, придавая поршню движение. В это время в наборной и всасывающей камерах создается разряженное давление, и свободное пространство заполняется водой через обратные клапаны. Аналогичным образом жидкость проходит через каналы и попадает в трубопровод.

За секунду происходит несколько движений поршня, что обуславливает напор воды в трубопроводе.

Центробежные насосы

Устройство погружного насоса центробежного типа уже описано выше.

• Напорный трубопровод, передающий воду от насоса к системе водопровода;
• Обратный клапан, предотвращающий выход воды из насоса в источник;
• Защитная сетка, необходимая для предохранения рабочей части насоса от примесей, негативно влияющих на работу устройства.

Эксплуатация погружных насосов центробежного типа, оснащенных защитной сеткой, возможна и в слегка загрязненной воде.

Устройство вихревого и шнекового насоса

Вихревые насосы

Теперь рассмотрим, как работает погружной насос вихревого типа. Устройство и принцип работы оборудования аналогичен центробежному насосу. Различия заключаются в следующих аспектах:

• рабочее колесо вихревого насоса является цельным, а центробежная сила, создающая вихревой поток, образуется в результате движения ребер жесткости;
• вода, поступающая через обратный клапан, накапливается в ячейках и именно из них переводится в напорный трубопровод.

Вихревые насосы в силу своей конструкции способны выдавать больший напор жидкости при небольших энергетических затратах.

Шнековые насосы

Шнековые насосы их еще называют винтовыми работают за счет вращения рабочего винта, расположенного внутри неподвижного корпуса.

От скорости вращения шнека зависит производительность насоса.

Управление погружным насосом любого типа может производиться вручную или с помощью автоматической системы, которая устанавливается дополнительно. Любой насос можно оснастить поплавком, предотвращающим работу в «сухом» режиме, недопустимую при использовании погружных устройств.

Для исключения перепадов напряжения электрической сети, способной вывести оборудование из строя, используются стабилизаторы. Чтобы усовершенствовать конструкцию погружного насоса и максимально продлить срок его службы, в систему водоснабжения дома встраивается гидроаккумулятор.

Установка центробежного насоса

Монтаж центробежного насоса на фундамент

Монтаж центробежных горизонтальных насосов начинают с установки плит или рам на фундамент и выравнивание их по высоте и горизонтали. Допускаются отклонения плиты согласно проектной документации.

Центробежные агрегаты устанавливают или на общей раме или на отдельных плитах. При выполнении центровки насосных агрегатов необходимо следить за тем, чтобы оси валов электродвигателя и насоса были параллельны.

Если насос и электродвигатель расположены на разных опорных плитах, то установку необходимо начинать с монтажа на фундамент насоса вместе с опорной плитой или рамой и её выравнивания к фундаменту. После этого насос является базой, к которой центруют электродвигатель.

Самой сложной операцией при монтаже центробежных насосов является центровка валов по полумуфтам. При проверке по полумуфтам валы устанавливают так, чтобы торцовые плоскости полумуфт были параллельны. Для этого необходимо совпадение образующих цилиндрических поверхностей обеих полумуфт и равенство зазоров между их торцами в любом положении.

После центровки агрегатов подливают бетонную смесь, набивают сальники, монтируют смазочную систему(при необходимости) и присоединяют трубопроводы. Затем оборудование испытывают на холостом ходу и под нагрузкой.

Установка центробежного насоса в скважину

К напорному патрубку агрегата присоединяется напорная труба. Она предназначена для подачи воды в трубопровод системы автономного водоснабжения. Рекомендуется использовать трубы с сечением не меньше 32-40 мм, исходя из условия достаточного проходного сечения.

Между насосом и трубой монтируется обратный клапан. Он предназначен для защиты от сухого пуска и обеспечивает постоянное нахождение воды в системе.

Далее необходимо подключить кабель электропитания к двигателю насоса. Сечение провода выбирается в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо предусмотреть цельных кабель питания, скрутка провода не допускается. Место соединение изолируется термомуфтой, которая надежно защитит от проникновения воды и механических повреждений.

На корпусе скважинного центробежного насоса предусмотрены монтажные проушины, за которые необходимо зацепить монтажный трос. Трос должен выдерживать вес оборудования и трубы, наполненной водой.

Далее необходимо прикрепить электрокабель к тросу с помощью хомутов через каждые 2 метра. Теперь агрегат готов к погружению в скважину.

Пуск центробежного насоса

Перед тем, как выполнить запуск центробежного насоса необходимо:

• проверить свободное вращение ротора агрегата от руки (он должен вращаться легко и без заеданий);
• проверить направления вращения электродвигателя (направление вращение указано в паспорте или руководстве оборудования);
• удалить с корпуса насоса все посторонние предметы и проверить нет ли повреждений;
• проверить состояние уплотнений. если используются сальники то необходимо убедиться, что они качественно набиты и затянуты;
• проверить наличие и исправность манометров на напорном участке насоса или трубопровода;
• убедиться в наличие заземления насоса и/или электромотора;
• произвести заливку насоса водой, воздух из насоса стравить через воздушники. Если насос установлен выше уровня перекачиваемой жидкости, то его необходимо заполнить согласно инструкции завода изготовителя.

Пуск центробежного насоса необходимо производить только при закрытой задвижке на нагнетании.

После того, как агрегат выйдет на рабочие обороты, а манометр покажет соответствующее давление, необходимо постепенно открывать запорную задвижку и добиться получения требуемых подачи, регулируя степень её открытия.

Запрещено:

• работать при закрытой задвижке более 5 минут, поскольку это приводит к значительному нагреву жидкости в насосе и перегреву электродвигателя;
• быстро открывать задвижку на нагнетательной линии, поскольку это может привести к кавитации;
• выполнять пуск насоса насос без предварительного заполнения водой.

Устройство любого – топливного, масляного центробежных, вакуумного или водяного насоса это сложная взаимосвязь различных составляющих его узлов.

Основные узлы это:

• рабочее колесо на валу и направляющий аппарат, которые составляют гидравлическую часть
• ротор и электродвигатель, которые составляют электрическую часть.

И множество других узлов, таких как отводящие и подводящие патрубки, подшипники, уплотнения и многие другие о которых подробно написано на соседних статьях этого раздела.