Плунжерный насос принцип работы

Корпус

Он сделан в форме спирали с уменьшающимся радиусом, похожим на раковину улитки. Полость этого корпуса не остается одной и той же везде. Площадь проходного сечения увеличивается при приближении к напорному патрубку.

Там, где заканчивается спиральный корпус и начинается напорный патрубок, есть выступающий клин, называемый водорезом.

Он физически разделяет спиральный корпус и напорный патрубок и гарантирует, что жидкость будет покидать насос, а не просто крутиться по кругу в спиральном корпусе.

Расширяющаяся часть спирального корпуса очень важна, т. к. с помощью неё насос создает давление.

Особенности подключения

При подключении прибора желательно учитывать ряд рекомендаций. Соблюдение несложных правил увеличит срок службы системы, она должна работать более эффективно.

Лучше, когда поток, создаваемый насосом, ориентирован горизонтально. При вертикальной направленности эффективность падает на 30%.

Как уже говорилось, ротор мотора располагается горизонтально.

В противном случае возможен перегрев и преждевременный выход из строя. Соблюдение этого условия обязательно!

Устройство лучше ставить на обратной магистрали — для снижения тепловой напряжённости.

Кроме того, перед ним стоит установить грязевой фильтр — ротор чувствителен к наличию примесей окалины, песка, накипи.

Важно! При монтаже предусматривают обводную магистраль — байпас с обязательным перекрывающим шаровым краном или автоматическим клапаном. Это позволит менять оборудование, не нарушая работы системы

На входе и выходе устройства также ставят отсекающие шаровые краны на случай ремонта или профилактики. Их можно заменить на один кран или автоматический шаровой клапан.

Питающую магистраль лучше подключать до насоса — его место между нею и котлом.

Области применения

Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:

1. Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
2. Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
3. Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
4. Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
5. Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
6. Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
7. Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
8. Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
9. Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.

Лучшие модели водяных насосов для повышения давления в квартире

Повысительный насос Wilo

Если необходимо установить надёжный насос повышения давление воды в квартире, следует обратить внимание на продукцию компании Wilo. В частности, модель PB201EA имеет водяный тип охлаждения, а вал изготовлен из нержавеющей стали

Насос Wilo PB201EA c «мокрым» ротором

Корпус агрегата изготовлен из чугуна и обработан специальным антикоррозионным покрытием. Соединительные патрубки из бронзы обеспечивают длительный эксплуатационный ресурс. Также стоит отметить, что агрегат PB201EA обладает бесшумной работой, имеет автоматическую защиту от перегрева и большой моторесурс. Оборудование легко монтируется, однако, следует помнить, что возможна только горизонтальная установка этого устройства. Wilo PB201EA также предназначен для перекачивания горячей воды.

Насос повышения воды Grundfos

Среди моделей насосного оборудования следует выделить продукцию компании Grundfos. Все агрегаты обладают большим эксплуатационным сроком, хорошо выдерживают достаточно большие нагрузки, а также обеспечивают продолжительную бесперебойную работу водопроводных систем.

Насосная станция Grundfos самовсасывающего типа

Модель MQ3-35 представляет собой насосную станцию, при помощи которой можно решить проблемы с давлением воды в трубах. Установка управляется автоматически и не требует дополнительного контроля. В конструкцию агрегата входят:

• гидроаккумулятор;
• электродвигатель;
• реле давления;
• блок автоматической защиты;
• насос самовсасывающего типа.

Помимо этого, агрегат оснащён датчиком расхода воды, что обеспечивает высокую экономичность при эксплуатации. К основным преимуществам станции следует отнести высокую износостойкость, длительный срок службы и бесшумную работу

Обратите внимание, что агрегат MQ3-35 предназначен для холодного водоснабжения. Повысительные насосы также оборудованы сравнительно небольшими накопительными резервуарами, которых, тем не менее, хватает для выполнения бытовых задач

Действующая насосная станция Grundfos в системе водоснабжения

Насос Comfort X15GR-15 с воздушным типом охлаждения

Чтобы циркуляционный насос для водоснабжения мог работать и в ручном, и автоматическом режиме, советуем обратить внимание на модель агрегата Comfort X15GR-15. Корпус данного устройства изготовлен из нержавеющей стали, поэтому агрегат не боится влаги и может функционировать в любых условиях

Насос Comfort X15GR-15 с воздушным типом охлаждения

На роторе установлена крыльчатка, которая обеспечивает отменное воздушное охлаждение. Агрегат обладает компактными размерами, не требует специального обслуживания, а также экономно расходует электроэнергию. Если нужно, его можно использовать для перекачки потоков горячего водоснабжения. К недостаткам установки следует отнести громкую работу силового агрегата.

Насосная станция Джилекс Джамбо H-50H 70/50

Насосная станция Jambo 70/50 H-50H оснащается центробежной насосной установкой, гидроаккумулятором с горизонтальным размещением и реле потового давления. В конструкции оборудования имеется эжектор и асинхронный электродвигатель, которые обеспечивают стабильную работу установки.

Джамбо 70/50 H-50H

Корпус домашней водопроводной насосной станции имеет антикоррозионное покрытие. Автоматический блок управления обеспечивает простую эксплуатацию оборудования, а встроенная защита от перегрева исключает возможность поломки агрегата. К минусам агрегата можно отнести громкую работу, а также отсутствует защита от «сухого» хода. Чтобы устройство нормально функционировало, рекомендуется выполнять установку в помещениях с хорошей вентиляцией и невысокой температурой.

Jemix W15GR-15А

Среди моделей повысительных насосов c воздушным типом охлаждения ротора следует выделить Jemix W15GR-15A. Корпус агрегата обладает повышенной прочностью, поскольку изготовлен из чугуна. Составные части конструкции электродвигателя сделаны из алюминиевого сплава, а элементы привода из особо прочной пластмассы.

Jemix W15GR-15A

Насосное оборудование отличается высокой производительностью, а также может эксплуатироваться во влажных помещениях. Возможен ручной и автоматический контроль работы агрегата. При необходимости установку можно подключить к горячему водоснабжению. К существенным недостаткам следует отнести быстрый нагрев элементов устройства и шумность.

Особенности конструкции и принцип действия

Насос состоит из следующих деталей и узлов:

• Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
• Вал, опирающийся на подшипники.
• Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
• Корпус с направляющими поток профилями.
• Уплотнения на валу.
• Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
• Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.

Вспомогательные узлы:

• Входные и выходные шланги или трубопроводы.
• Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
• Фильтр.
• Манометр для измерения давления жидкой среды.
• Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
• Краны и вентили для управления напором.

Принцип действия центробежного насоса несложен:

• При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
• Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
• Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
• Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.

Принцип работы центробежного насоса

В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.

О подаче воды и ее напоре

Собираясь выбирать жидкостный насос, необходимо смотреть на его параметры. Все характеристики важны, но одно из ключевых — скорость подачи воды. Надо подсчитать, сколько кубометров воды владелец дома тратит в час, чтобы узнать, какой вариант подойдет.

Следующая, не менее важная характеристика — напор. Он указывает на то, с какой силой агрегат будет подавать воду. Этот параметр подсчитывают в соответствии с тем, насколько далеко расположен источник воды от дома. Напор теряется под влиянием высоты и развилок в трубопроводе, поэтому лучше при подсчетах предусмотреть небольшой запас.

Требования к эксплуатации

Для беспроблемной работы любого насоса нужна бесперебойная рабочая частота в 50Гц синусоидального типа. Обеспечить ее в рамках национальной сети энергоснабжения довольно часто не представляется возможным. Поэтому хозяевам лучше позаботиться о наличии в доме регулятора тока, или источника бесперебойного питания (возможность продолжительной работы без тока в системе, регуляция напряжения).

Рекомендуется всегда пользоваться услугами фирмы-продавца по установке прибора: эта мера минимизирует появление неисправностей из-за неправильного начала работы, позволит хозяину разобраться в тонкостях работы прибора без нанесения вреда. Как правило, фирмы включают монтаж оборудования в стоимость, а значит, лишних трат за собой установка не принесет.

Еще один важный момент — гарантийное соглашение: его стоит внимательно прочитать перед покупкой, поскольку важным является не только термин действия соглашения, но и те виды поломок, которые устраняет поставщик за свой счет.

Устройство центробежного насоса: принцип работы

Центробежный насос более массивен, чем остальные, но при работе не создаёт много шума. При выходе с центробежного прибора создаётся сравнительно небольшое давление воды, чем у других видов самовсасывающих насосов.

Порядок действия самовсасывающих центробежных насосов:

1. Корпус и всасывающий трубопровод наполняются водой и приводят в движение рабочее колесо;
2. Колесо крутится, образуется центробежная сила и выталкивает воду от центра колеса на периферию;
3. Созданное в результате этого, повышенное давление выдавливает жидкость в напорный трубопровод;
4. Давление в центре рабочего колеса понижается и жидкость поступает в корпус насоса.

Электрические разновидности для домашнего водопровода

Центробежные

Роль рабочего органа выполняет колесо с лопатками, помещённое в корпус. Корпус имеет два патрубка: для всасывания воды, расположенный напротив центра вращения колеса, и для подачи, расположенный на периферии в диаметральной плоскости.

Принцип работы основан на использовании центробежной силы. Вода подаётся в центр колеса. Вращаясь, лопатки захватывают воду и отбрасывают её к стенкам корпуса. Таким образом, в центре возникает разряжение, под действием которого всасывается новая порция воды, а по краям создаётся избыточное давление, вытесняющее воду в выходной патрубок.

Центробежные насосы для воды могут быть погружного или поверхностного исполнения.

Поверхностный водонасос этого типа сможет поднять жидкость с глубины не более восьми метров. Гидроагрегаты этого типа неспособны к сухому всасыванию, то есть перед использованием их необходимо залить водой.

Для увеличения глубины всасывания применяют инжекторные устройства, которые позволяют поднимать воду с глубины до пятидесяти метров. 

Инжектор может встраиваться и в корпус насоса. При такой конструкции аппарат становится очень шумным, и устанавливать его в жилых помещениях не рекомендуется.

Вихревые

Вихревые электронасосы могут работать со смесью воды и газа благодаря своей конструкции и применению особой крыльчатки — импеллера, который захватывает воздух и продвигает его внутрь улиткообразного корпуса. Внутри корпуса есть небольшое количество воды, воздух перемешивается с жидкостью и выводится через выходной патрубок. В результате этого в корпусе создаётся разряжение, и происходит втягивание воды через входной патрубок.

Импеллер действует подобно инжектору и позволяет закачивать воду на высоту до 20 метров.

Роторные

Состоит такой насос из цилиндра, перемещающегося внутри его поршня, и двух клапанов на входе и выходе. При перемещении поршня вниз происходит сжатие воды в цилиндре,  и вода вытесняется вверх, а при обратном движении создаётся разряжение, и в полость цилиндра поступает следующая порция воды.

Помповые агрегаты

Помпы могут приводиться в действие разными способами, но в быту чаще всего применяют моторизированные. Их работа обеспечивается бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания. Конструкция исполнительного механизма позволяет перекачивать жидкости с твёрдыми частицами диаметром до 5 мм.

Производительность мотопомпы весьма велика, поэтому их применяют там, где необходимо перекачать большое количество воды, например: осушение водоёмов, пожаротушение, орошение полей. Мотопомпы по многим показателям отстают от электронасосов, зато они автономны, мобильны и не зависят от электросети.

Струйные гидравлические устройства

Эти насосы не способны создать на выходе давление, но их можно использовать для поднятия воды из неглубокого колодца в ёмкость на поверхности. В струйных устройствах нет движущихся частей. Роль рабочего механизма выполняет струя газа или жидкости.

К струйным гидравлическим устройствам относятся аэролифты. Устройство аэролифта следующее. Труба небольшого диаметра опускается в колодец. На расстоянии 20 см от нижнего края трубы есть патрубок, к которому подключается шланг от компрессора. Труба должна быть погружена в воду так, чтобы воздушный патрубок находился ниже уровня жидкости минимум сантиметров на тридцать. При подаче воздуха от компрессора пузырьки движутся вверх и подхватывают воду, которая находится выше них, таким способом газо-водяная смесь продвигается по трубе и выливается в ёмкость наверху.

Для максимально эффективной работы такого устройства нужно экспериментально подобрать необходимое давление воздуха в системе.

Откуда насос берет тепло?

 Функционирует тепловой насос, благодаря эксплуатации природных низкопотенциальных источников тепловой энергии, среди которых:

• окружающий воздух;
• водоемы (реки, озера, моря);
• грунт и грунтовые артезианские и термальные воды. 

Теплоноситель, забирающий на себя тепло из окружающей среды, циркулирует по внешнему контуру. Он попадает в испаритель насоса и отдает хладагенту примерно 4 -7 °C, притом, что его температура кипения равна -10 °C. В результате хладагент закипает и дальше переходит в газообразное состояние. Уже охлажденный теплоноситель во внешнем контуре направляется на следующий виток для набора температуры.

Состоит функциональный контур теплового насоса из:

• испарителя;
• хладагента;
• электрического компрессора;
• конденсатора;
• капилляра;
• терморегулирующего управляющего устройства. 

Процесс, как работает тепловой насос, выглядит примерно так:

• хладагент после закипания, двигаясь по трубопроводу, попадает в компрессор, работающий при помощи электроэнергии. Это устройство сжимает хладагент, находящийся в газообразном состоянии, до высокого давления, что вызывает повышение его температуры;
• горячий газ попадает в другой теплообменник (конденсатор), в котором тепло хладагента отдается теплоносителю, циркулирующему по внутреннему контуру отопительной системы, или воздуху в помещении;
• остывая, хладагент переходит в жидкое состояние, после чего проходит сквозь капиллярный редукционный клапан, теряя давление, и затем снова оказывается в испарителе;
• таким образом, цикл завершился, и процесс готов повториться. 

Вариант управления

Автоматические модели можно использовать в течение долгого срока без вмешательства со стороны использующего. У них имеется множество датчиков:

• давления;
• сухого хода;
• защиты от короткого замыкания.

При появлении угрозы короткого замыкания, засорения или любой другой, способной привести оборудование к поломке, цепь управления отключает насос.

Модели ручного типа используются совсем по-другому. Строение их тоже отличается от прочих видов. Ремонт такому агрегату требуется гораздо чаще. Поэтому для бытового использования больше подходит автоматическое управление. Пусть оно стоит дороже, но со временем этот выбор окупается.

Классификация насосов по отраслевому применению.

Из всего перечня насосного оборудования можно найти многочисленную номенклатуру
насосов, имеющих как специфику технологического производства, так и
область применения, близкого к гидравлическому и пневматическому
оборудованию. К таким насосам можно отнести: шестеренные маслонасосы,
циркуляционные, дозаторы, бытовые насосы, бочковые, пищевые, насосы
для криогенных жидкостей, насосы для производства химических нитей и
вакуумные насосы.

Видимо нецелесообразно приводить доводы в обосновании технологического сходства
вышеперечисленных насосов и гидропневматических установок, т.к. эту
информацию можно получить из обширного перечня технической
литературы.

Статья написана при участии особого конструкторско-технологического бюро ОАО «ОКТБ Кристалл».

Принцип действия и устройство центробежных электронасосов

Основным элементом центробежного насоса является двигатель, герметично размещенный в корпусе аппарата, и рабочее колесо в виде диска с односторонней крыльчаткой, закрепленное на его валу. При работе жидкость втягивается через входное отверстие корпуса, расположенное в центральной части рабочего колеса, а его радиально изогнутые лопасти выталкивают ее на периферию. Вода собирается в улиткообразном кольцевом коллекторе и вытесняется наружу через выходной патрубок под давлением следующим потоком воды, поступившей в корпус.

Рис. 2 Принцип работы глубинного насоса центробежного типа

Для повышения давления в системе часто используется несколько колес с отдельными камерами и выводными патрубками, называемые ступенями, от каждой из них к последующей жидкость передается с возрастающим давлением. Центробежные насосы имеют высокий КПД и могут работать с замутненной водой.

Рис. 3 Устройство центробежного насоса для воды

Устройство погружного насоса центробежного типа стандартного промышленного образца, выполненного по ГОСТ, выглядит следующим образом:

1. Корпус. В отечественном насосе он сделан из стальной трубы с толстыми стенками — это придает агрегату высокую жесткость и прочность. Для массивных аппаратов применяют штанговый метод крепления в скважине.
2. Рабочие колеса сконструированы с динамической разгрузкой — это привело к уменьшению сил давления на осевые подшипники, и существенно увеличило срок их службы.
3. Центробежные колеса выполнены по патентованной технологии из прочного пластика, усиленного нержавеющей сталью — это повышает их ресурс работы.
4. Для улучшения вывода песка из механизма применены восьмигранные подшипники.
5. Входное отверстие насоса закрыто перфорированным встроенным фильтром из нержавейки.
6. Из нержавейки сделан и вал электрического двигателя, на котором размещаются рабочие колеса.
7. Сборка «беличья клетка» ротора электронасоса выполнена из медного сплава — это увеличивает надежность и производительность работы электродвигателя при больших нагрузках.
8. Значительная длина статора и ротора призвана повысить надежность электродвигателя, снизить его восприимчивость к колебаниям питающего напряжения, улучшить условия охлаждения.
9. Самоцентрирующийся радиально-упорный подшипник компенсирует осевое давление.
10. Обмоточный медный провод статора с высокотемпературным изоляционным покрытием (до 100 С) в виде изолированных жгутов укладывается в его пазах, технология производства снижает реакцию электродвигателя на скачки напряжения и увеличивает его срок службы.
11. Вмонтированный обратный клапан препятствует вращению колеса в обратном направлении, удерживает воду в системе, облегчая запуск электродвигателя и предотвращая гидроудары.

Рис. 4 Схема устройства промышленного центробежного насоса для воды ЭЦВ

Струйные типы насосов

Предназначены для работы со всеми типами жидкостей. Струйные насосы могут устанавливаться вертикально или горизонтально. В конструкции агрегатов предусмотрено несколько входов, которые используются для всасывания постоянного потока жидкости с использованием давления для создания подъемной силы. Давление на всасывании и скорости жидкости обеспечивают выталкивание жидкости из источника, транспортируя ее в конечную точку.

Струйный насос или инжектор объединяет в себе функции струйного и центробежного устройства. Конструктивно наличие части центробежного насоса в составе струйного специально разработана для работы в сочетании с инжектором. Сам инжектор увеличивает давление центробежного насоса примерно на 60 процентов, обеспечивая нужное давление. Струйные насосы превосходят центробежные именно благодаря своей способности повышать давление.

В зависимости от глубины скважины определяют принцип работы оборудования. Так, для использования в неглубокой скважине дна труба соединяется со входом скважины и проходит вниз в источник с жидкостью. Если же нужно выкачать воду из более глубокого источника, нужно два канала для воды. Один используется для вытеснения воды, второй – для промывочной воды. Струйные насосы для глубоких скважин бывают однотрубные и двухтрубные.

Для работы всех струйных насосов действует универсальное правило: должен быть обратный клапан внизу всасывающей трубы. Такая система исключает попадание воды обратно в колодец при выключенном положении оборудования. Многие струйные насосы являются самовсасывающими, поэтому способны поддерживать достаточный уровень вакуума для всасывания жидкости.

При выборе струйного насоса обязательно учитывается тип перекачиваемой жидкости. От него зависит скорость потока. Например, в скважинах с примесями твердых частиц лучше применять агрегат с кольцевым соплом. Струйные насосы могут быть изготовлены из высокопрочных видов пластика, стали, нержавеющей стали. Если вы выбираете материалы, поддающиеся коррозии, обязательно нужно обеспечить антикоррозийную защиту.

Материальное исполнение насосов

Универсальность конструкции центробежных агрегатов предопределяет широкое распространение установок. Оборудование используется для перекачки очищенной воды, нефтепродуктов и жидкостей, смешанных с агрессивными или абразивными веществами. Для изготовления корпусов и роторов используются материалы, устойчивые к воздействию тех реагентов, для перекачки которых создана помпа. Дополнительно учитываются условия работы и длительность непрерывных рабочих циклов.

Металлическое исполнение

Стандартные устройства, используемые для перекачки воды и водных растворов, оснащаются корпусами из серого чугуна. В конструкции узлов применяются нержавеющая сталь и цветные металлы (для подшипниковых опор), роторы изготовлены из чугуна или углеродистой стали. Изредка используются установки, выполненные из титановых сплавов.

Футерованные и пластиковые исполнения

Если насос используется для перекачки агрессивных веществ (например, кислот или щелочей), то металлические компоненты разрушаются в результате коррозии. Применение нержавеющих или специальных сталей снижает степень износа, но приводит к росту стоимости конструкции. В этом случае целесообразно использовать компоненты, изготовленные из пластика или композитов. Тип материала, применяемого для производства деталей, указывается в технической документации (например, поливинилхлорид обозначается как PVC).

Встречается оборудование с корпусами из пластика, который проходит дополнительную механическую обработку. Но из-за сниженной механической прочности подобная конструкция используется для малогабаритных установок. Промышленные насосы для кислоты изготовлены из металла, который футерован слоем полимерного материала, предотвращающего коррозию

При изготовлении деталей важно обеспечить адгезию разнородных веществ и избежать трещин, через которые агрессивные растворы проникнут под слой пластика

Материалы уплотнительных колец

В зависимости от того, для чего планируется применение помпы, используются различные материалы для уплотнительных элементов. Наиболее часто встречаются детали, изготовленные из каучука на этилен-пропиленовой основе (код EPDM) и бутадиен-нитрильного типа (NBR). Каучук с фтором (Viton или FPM) или материал перфторированного типа используется в нагруженных установках для перекачки жидкостей с абразивной взвесью.