Центробежные насосы относятся к универсальному оборудованию для перекачки жидкости в разных системах. Отличаются несложной конструкцией и простым принципом работы. За счет снижения давления на входе жидкость забирается, а на выходе выбрасывается под напором. Ее круговое движение внутри корпуса осуществляется за счет центробежной силы, возникающей при интенсивном вращении рабочего колеса с наклонными лопастями. Центробежные насосы рассчитаны на перекачку больших объемов рабочей среды. Их применяют в разных сферах как надежное и производительное оборудование. За счет обеспечения высокого напора часто используют для скважин в загородных домах и для водообеспечения других объектов. Устанавливают и для циркуляции теплоносителей в системах отопления, и для перекачки технических жидкостей на производстве. Подходят для транспортировки сточных вод в канализацию. С их помощью организовывается полив земель сельхозназначения большой площади и работа устройств пожаротушения. При достаточной мощности возможна перекачка не только прозрачных сред, но и жидкостей средней вязкости.
Конструкция центробежного насоса
Оборудование обеспечивает перекачку жидкости без обратного потока за счет специального клапана. Все элементы находятся в металлическом корпусе спиралевидной формы, напоминающем улитку. Имеет входные и выходные отверстия, к которым подсоединяются патрубки. Внутри на подшипниках крепится вал – жесткий, гибкий или слитный. На нем закрепляется радиальное рабочее колесо. У мощного оборудования таких колес может быть несколько. За их вращение отвечает двигатель – как правило, электрический. Обеспечивает относительную стабильность скорости вращения вала. Функцией рабочего колеса является преобразование механической энергии в гидравлическую и ее передача перекачиваемой жидкости. Одним из основных конструктивных элементов насоса является крыльчатка.
Различают три вида колеса:
- Закрытый. Такое оборудование отличается тем, что лопасти расположены между двумя дисками. Имеет высокий КПД и обеспечивает мощный напор. Однако рассчитано только на перекачу чистых сред, так как волокнистые включения могут намотаться на крыльчатку колеса.
- Полузакрытый. У этого вида рабочего колеса лопасти закрыты диском только с одной стороны. По КПД и напору уступают насосам с закрытым колесом. Но их преимуществом является возможность перекачки жидкостей с включениями (например, ил или мягкие отходы).
- Открытый. Это модификация с крыльчаткой в виде морской звезды, у которой лопасти открыты с обеих сторон. Это снижает КПД, но позволяет перекачивать загрязненные жидкости с включениями. Такая конструкция предусмотрена для фекального и дренажного оборудования.
Корпус у центробежных насосов может быть горизонтальным или вертикальным. В первом колесо располагается перпендикулярно рабочему потоку, а во втором – параллельно. По размещению насосы бывают поверхностными и погружными. По количеству рабочих колес классифицируются на одноступенчатые средней мощности и на многоступенчатые для создание мощного напора. Дисков у колеса может быть два или только один (задний). Создаваемое насосом давление бывает высоким (от 0,6 МПа), средним (0,2-0,6 МПа) и низким (до 0,2 МПа). Комплектуется оборудование и вспомогательными элементами. Фильтр грубой очистки позволяет задерживать крупные частицы и защищать рабочее колесо от повреждений. Если установлена задвижка, то это помогает регулировать напор воды и рабочий процесс.
Особенности центробежного насоса
При отсутствии жидкости в рабочей камере находится воздух, который она должна вытеснить. Чтобы избежать поломок центробежного насоса и работы вхолостую, подача воды должна быть постоянной, а камера перед запуском – заполненной (особенно для поверхностных). Наличие обратного клапана не дает жидкости двигаться обратно. Она попадает в корпус из входного отверстия за счет всасывания, где на нее начинает действовать вращающееся колесо. Возникают такие физические явления, как центробежная сила и трение. Жидкая среда начинает отбрасываться от центра к стенкам камеры. Получает ускорение и принудительно направляется к выходному патрубку. Диаметр выходной трубы больше, чтобы снизить скорость потока и избежать образования горячего пара. Одновременно повышается давление и создается напор, чтобы вода направлялась к выходу и дальше двигалась по системе. Если перекачиваемая среда вязкая или загрязненная, то создается сопротивление. Для набора скорости колесо начинает работать на износ, а двигатель перегревается и выходит из строя.
Гидропята центробежного насоса
Прежде чем перейти к этому элементу, нужно сказать несколько слов о вращающейся части насоса – роторе. Его главной деталью является вал, на котором закреплено рабочее колесо. Различают две вида ротора: мокрый и сухой. В оборудовании первого типа колесо и ротор находятся в постоянном контакте с жидкостью. Это обеспечивает смазку и охлаждение движущихся частей, что снижает шумность и предотвращает перегрев. Но такие насосы имеют невысокий КПД (в пределах 50%) и являются энергозатратными. В конструкции второго типа с сухим ротором с жидкой средой контактирует только рабочее колесо. Такие насосы более экономичные и производительные (КПД до 80%), но и более шумные. Для уравновешивания осевой нагрузки роторов при высоком давлении в системе предназначена гидропята.
Это автоматическое саморегулирующее устройство, функционирующее при всех режимах работы оборудования. Уравновешивание нагрузки происходит за счет разности давлений теплоносителя на диск со стороны шланга всасывания и нагнетания. При всех плюсах в целом гидропята считается довольно уязвимым конструктивным элементом. В 5-10% случаев необходимость в ремонте центробежного насоса возникает из-за повреждения этого устройства. Первым делом нужно осмотреть подшипники и проверить плотность прилегания элементов. Для увеличения срока службы гидропяты необходимо правильно рассчитывать параметры разгрузочного диска, использовать встроенный датчик для контроля температуры и минимизировать коррозийное воздействие. Сделать это можно уменьшением скорости движения жидкости в системе и профилактическим обслуживанием устройства (раз в год).
Правила эксплуатации центробежных насосов
Обеспечить длительную и бесперебойную работу насосного оборудования позволяет исключение или снижение воздействия тех внешних факторов, которые его повреждают.
- Заполнение водой. В этом особенно нуждаются поверхностные центробежные насосы, не погруженные в воду. Работа всухую быстро выводит их из строя, поэтому рабочую камеру нужно заполнять водой. Если они используются в линиях с нестабильной подачей жидкости, то и здесь повреждения возможны. Давление подачи воды тоже должно быть стабильным.
- Чистая жидкая среда. Уже говорилось о том, что наличие волокнистых или твердых примесей в перекачиваемой жидкости чревато поломкой рабочего колеса. Для дренажных колодцев или автономной канализации нужно выбирать соответствующие модификации насосного оборудования. Они должны быть либо с полузакрытым, либо с открытым рабочим колесом.
- Грамотный выбор. Любое несоответствие технических параметров насоса и условий его эксплуатации может вызвать его поломку или чрезмерное расходование электроэнергии. Параметры выбирают с учетом дебита водного источника, перекачиваемой среды и частоты использования насоса. В этом могут помочь специалисты или опытные консультанты.
- Регулярное техобслуживание. Это золотое правило для эксплуатации оборудования любого типа, особенно постоянно работающего с жидкой средой. Профилактику можно поручить организациям, которые занимаются установкой и техобслуживанием центробежных насосов. Рекомендации по правильной эксплуатации дают и ответственные продавцы оборудования.