Зачастую насосы используются для перекачивания веществ, утечку которых нельзя допустить: нефтепродуктов, сжиженных газов. Прорыв агрессивных, токсичных, взрыво- и пожароопасных веществ способен нанести большой ущерб персоналу, оборудованию, окружающей среде. Ещё одна проблема – перекачивание стерильных веществ для пищевой, фармацевтической, парфюмерной промышленности. В обоих случаях используются герметичные химические насосы. Благодаря герметичности корпуса оборудования утечка перекачиваемой среды исключена.
По принципу действия герметичные химические насосы бывают двух типов:
динамические (центробежные) – оборудование, применяемое для перекачивания и обеспечения непрерывного потока химических веществ. Такие устройства бывают поверхностными, полупогружными и погружными. Центробежные насосы перед включением необходимо залить перекачиваемой жидкостью;
объёмные – насосы, которые перекачивают жидкость порциями: в течение каждого цикла заполняют камеру веществом, а затем выталкивают его. Объёмные насосы не нужно заливать жидкостью перед началом эксплуатации.
К центробежным относятся герметичные насосы с магнитной муфтой и экранированным двигателем, к объёмным – диафрагменные и шланговые.
Герметичные центробежные насосы с магнитной муфтой
Герметичный насос с магнитной муфтой – центробежное устройство, оснащённое рабочим колесом с лопастями. При вращении рабочего колеса создаётся центробежная сила, провоцирующая направленное движение частиц перекачиваемой среды. При работе обычного центробежного насоса всегда существует опасность протечки на участке соединения вала с двигателем, где установлены сальниковые, торцевые и другие уплотнители.
Конструкторы герметичного насоса с магнитной муфтой создали устройство, в котором вал рабочего колеса вообще не контактирует с двигателем. Уплотнители заменены магнитной муфтой, состоящей из двух полумуфт: ведущей и ведомой. Обе части оснащены магнитами из редкоземельного сплава. Ведущая полумуфта (задний корпус) соединена с приводным валом электродвигателя, ведомая (внешняя) – с ротором, на котором закреплено рабочее колесо. Внешняя и внутренняя полумуфты разделены вставкой из полимерного материала, не поддающегося воздействию магнитного поля. При включении электродвигателя начинает вращаться ведущая полумуфта, что провоцирует вращение ведомой, а с ней вместе – и рабочего колеса.
Центробежные герметичные насосы с магнитной муфтой надёжны и рассчитаны на длительный срок эксплуатации. Многие из них способны перекачивать жидкость температурой до +200 °C. Есть модели с дополнительной изоляцией рабочего колеса, рассчитанные на температуру до +400 °C. Постоянные магниты в полной мере сохраняют свои свойства на протяжении всего срока эксплуатации насоса.
Преимущества центробежных герметичных насосов с магнитной муфтой:
высокая производительность;
надёжность;
невысокая цена;
при необходимости устройство легко разобрать, снять или установить электродвигатель;
способность перекачивать среды с очень высокой температурой.
Устройства нельзя использовать для перекачивания жидкостей с твёрдыми включениями. Перед эксплуатацией насос следует залить. Нужно следить, чтобы устройство не работало на сухом ходу: в этом случае может перегреться двигатель.
Герметичные центробежные насосы с экранированным двигателем
Ещё одно конструктивное решение, позволяющее обеспечить герметичность насоса, – установка электродвигателя в цельнолитой корпус. В таких устройствах ротор полностью погружён в перекачиваемую жидкость. Из-за этого оборудование называют насосами с мокрым ротором. Другое название, принятое в среде специалистов, – насосы с гильзированным двигателем. Ротор и статор разделены экранирующей гильзой. Она препятствует попаданию влаги на обмотку статора. Перекачиваемая жидкость отводит тепло от электродвигателя и смазывает подшипники скольжения ротора.
Фактически у насоса две прочных защитных оболочки: гильза (футеровка ротора) и корпус электродвигателя. Таким образом конструкторы одновременно добились и герметичности корпуса, и обеспечили меры безопасности.
В продаже есть одно- и многоступенчатые модели. Поэтому можно подобрать насос с мокрым ротором для обеспечения достаточно высоких показателей напора.
Преимущества насосов с мокрым ротором:
компактность;
очень низкий уровень шума, издаваемого при работе (благодаря отсутствию вентилятора);
возможность эксплуатации в климатических условиях, вплоть до самых сложных;
надёжность и износостойкость.
С помощью этих насосов нельзя перекачивать жидкости, которые могут полимеризоваться или кристаллизоваться. При выходе из строя мотора его приходится заменять.
Диафрагменные (мембранные) герметичные насосы
Мембранные насосы относятся к категории объёмных. Насос оснащён мембраной – металлической пластиной, которая при помощи поршня соединена с приводным валом двигателя. Когда шток давит на мембрану, она прогибается, благодаря чему увеличивается объём и падает давление в рабочей камере. В результате рабочий отсек из входного патрубка заполняется перекачиваемой средой. Когда диафрагма прогибается в обратном направлении, давление в камере возрастает, среда вытесняется в выходной патрубок. Входной и выходной патрубки попеременно блокируются шариковыми обратными клапанами.
Преимущества диафрагменных насосов:
полное отсутствие контакта перекачиваемого состава с окружающей средой. Благодаря этому устройства можно использовать для перекачивания стерильных веществ в фармацевтической, пищевой, парфюмерной, атомной промышленности;
количество среды, перекачиваемой за один цикл, можно регулировать. Поэтому диафрагменные насосы применяются там, где необходима дозированная подача жидкостей;
можно перекачивать жидкости с повышенной вязкостью (лаки, силикон, клей);
кроме электрических, есть модели с гидро- и пневмоприводами. Гидро- и пневматические мембранные насосы можно применять для перекачивания пожаро- и взрывоопасных, агрессивных веществ в тех случаях, когда нельзя установить электрооборудование;
в конструкции отсутствуют трущиеся детали, поэтому насос может работать на сухом ходу;
можно перекачивать жидкости, содержащие твёрдые включения диаметром до 50 мм;
компактность;
небольшая масса.
При использовании мембранного насоса в первую очередь изнашивают обратные клапаны и диафрагма. Следует постоянно контролировать состояние этих деталей и своевременно их заменять.
Шланговые (перистальтические) герметичные насосы
В перистальтических насосах жидкость движется по шлангу. Устройство оснащено роликами, которые периодически сжимают шланг в разных местах, меняя давление внутри. Таким образом, обеспечивается перемещение транспортируемой среды с постоянной скоростью.
Насос оснащён реверсивным двигателем. Благодаря этому оператор может изменить направление транспортировки среды на противоположное.
Преимущества шланговых герметичных насосов:
шланги изготавливают из эластичных полимерных материалов, устойчивых к воздействию агрессивных химических веществ. Поэтому насосы подходят для перекачивания агрессивных сред;
поскольку контакт транспортируемой жидкости с окружающей средой полностью исключён, можно перекачивать стерильные вещества для фармацевтической, пищевой, парфюмерной отрасли;
можно перекачивать очень вязкие вещества;
скорость перемещения вещества и давление внутри шланга довольно низкие, поэтому насосы используют для перекачивания жидкостей, которые нельзя интенсивно перемешивать;
низкий уровень шума, издаваемого при работе оборудования;
легко изменить направление перекачивания вещества.
Хотя полимерный шланг достаточно эластичен, постоянное сжатие приводит к его износу. Важно контролировать состояние шланга и своевременно его заменять.
При выборе насоса необходимо внимательно изучить его характеристики, сопоставить их с параметрами веществ, которые предполагается перекачивать, а также условиями работы оборудования. Желательно проконсультироваться со специалистом.
