В зависимости от соотношения между параметрами (такими как напор, расход и скорость) меняется форма проточной части насоса и, в частности, рабочего колеса.
Классификация насосов
Насос – это гидравлическая машина, предназначенная для транспортировки жидкостей под давлением. Механическая энергия, приложенная к валу насоса, преобразуется в энергию потока жидкости.
Переданная энергия может быть использована для нагнетания жидкости на определенную высоту, для перекачки на большие расстояния или для циркуляции жидкости по рабочему контуру.
Из-за широкого спектра применения и большого разнообразия конструкций классификация насосов не является простой и понятной задачей. В результате насосы классифицируются различными способами.
Классификация насосов по принципу действия
Классификация насосов по принципу действия является наиболее распространенной. Согласно этой классификации, все многообразие конструкций насосов можно разделить на две основные группы: объемные и динамические насосы.
В приложении к ГОСТ 17398-72 представлена классификация насосов по принципу действия и конструкции, согласно которой насосы делятся на два основных класса – объемные и динамические. Внутри каждого класса можно выделить несколько групп с различными свойствами.
Основная классификация центробежных насосов
Центробежные насосы можно классифицировать следующим образом
- по способу расположения насоса относительно поверхности жидкости: поверхностные, погружные, глубинные;
- по давлению (низкого давления до 0,2 МПа, среднего давления от 0,2 до 0,6 МПа, высокого давления свыше 0,6 МПа);
- по коэффициенту мощности ns (медленная скорость, нормальная скорость, высокая скорость);
- по положению оси колеса в пространстве (горизонтальное, вертикальное);
- по способу входа жидкости в рабочее колесо (односторонний или двусторонний вход – двойное всасывание);
- способ направления жидкости из рабочего колеса в канал корпуса (волюта и лопатка);
- количеством ступеней (рабочих колес); одноступенчатые насосы могут быть консольными;
- по способу разделения корпуса (горизонтальное или вертикальное разделение);
- по способу соединения с двигателем: приводные (через редуктор или шкив) или соединенные с двигателем муфтами, которые классифицируются как магнитные муфты, гибкие муфты и другие виды муфт;
- по назначению (водяные, канализационные, пожарные, химические, щелочные, масляные, дноуглубительные, терморегулирующие, космические и т.д.).
Разделение по вышеперечисленным параметрам легло в основу маркировки оборудования. Фирменные названия центробежных насосов сокращены производителем с указанием названия насоса, диаметра, типа и рабочих характеристик.
Например, обозначение насоса К 55-60-140 расшифровывается следующим образом:
- К – консольный;
- 55 – диаметр всасывающего патрубка, мм;
- 60 – диаметр напорного патрубка насоса, мм;
- 140 – диаметр рабочего колеса, мм.
Типы насосов
Центробежные насосы можно разделить на две группы:
- объемные;
- динамические.
Объемные
В объемном насосе определенный объем перекачиваемой жидкости захватывается и перемещается от входа в насос к выходу, при этом жидкость получает дополнительную энергию, в основном в виде энергии давления.
Насосы объемного типа делятся на две подгруппы:
- поршневые насосы;
- роторные насосы.
В поршневых насосах движение жидкости достигается за счет осевого перемещения поршня или мембраны в цилиндре насоса.
Цилиндр насоса поочередно соединяется с линиями подачи и давления с помощью клапанов. Основным недостатком поршневых насосов является неравномерность (известная как пульсация) нагнетания.
Конструкция насосов предусматривает несколько поршней и воздушные колпачки для выравнивания потока.
Поршневые насосы можно классифицировать по следующим признакам:
- режим работы поршня – одинарного или двойного действия;
- положение поршня и цилиндра – горизонтальное или вертикальное;
- форма поршня – дисковый, поршневой.
Роторные насосы.
В роторных насосах одно или несколько вращающихся рабочих колес образуют в корпусе насоса полости, которые захватывают перекачиваемую жидкость и перемещают ее от входного отверстия насоса к напорному.
Роторные насосы обеспечивают более равномерную перекачку и не имеют системы запорных клапанов.
Наиболее распространенные конструкции роторных насосов следующие:
- шестеренные насосы – двух- и многоскоростные, с внешними и внутренними шестернями;
- винтовые насосы – одно- и многовинтовые;
- лопастные насосы – одно- и многолопастные.
Динамические типы центробежных насосов
Как выбрать насос?
Выше мы рассмотрели лишь несколько типов и видов насосов, но даже их достаточно много, поэтому выбор может быть довольно сложным. По сути, правильный выбор сводится к определению задач и целей, а также условий работы, для которых выбирается наиболее подходящая модель. Ниже мы рассмотрим основные параметры, а также проанализируем распространенные ошибки, допускаемые покупателями.
Мощность
Ключевой параметр, на который люди, как правило, обращают наибольшее внимание, – это пропускная способность, а о других просто забывают. Конечно, определить необходимый параметр довольно просто: достаточно знать, сколько воды можно использовать за один раз, то есть от максимальных значений. Почему? Все просто: тогда будет запас и не возникнет ситуаций, когда после открытия двух кранов напор слишком слабый. Обычно определяют это значение и делают запас примерно 20-30%. Например, если у вас есть туалет, ванная и кухня, которыми можно пользоваться одновременно, то достаточно насоса производительностью около 2 кубометров в час.
Конечно, если речь идет об ирригации, периодическом наполнении резервуаров водой, то в этом случае расход не имеет значения, он будет влиять только на скорость наполнения этих резервуаров, но для полива подойдет практически любой насос (за некоторыми исключениями, но полив и ирригация – это отдельный разговор).
Выбор насоса, напор и давление, вода
Напор
Напор указывает на высоту, на которую насос способен перекачивать воду. Эта характеристика может быть указана в метрах, барах или атмосферах (технических). В последнем случае одна атмосфера составляет менее 10 метров. Это означает, что насос с напором в 3 атмосферы может перекачивать воду на высоту 30 метров. Однако чаще всего напор указывается в барах. Также обратите внимание, что "напор" – это разговорное слово, правильное слово – "давление". 1 бар равен приблизительно 110 сантиметрам. Как правило, разница между атмосферами и барами невелика, если только не требуется предельная точность.
Ошибка при покупке насоса
Люди совершают ошибки при покупке чего-либо, и насосы не являются исключением. Вот пять наиболее распространенных из них, но их не следует повторять.
Выбор насоса, основанный исключительно на цене, – первая ошибка. Конечно, обычно у вас есть определенный бюджет, но мы хотим сказать, что люди часто смотрят только на цену, не обращая внимания на тип, производительность и т.д. Это ошибка, которая может привести к тому, что оборудование не будет выполнять свою работу на 100 процентов или вообще не сможет работать.
Вторая ошибка – это ошибка в выборе режима работы. Это связано с тем, что не все насосы могут работать непрерывно или в течение длительного времени. Интересно, что это относится не только к самым дешевым, но и к самым дорогим моделям и связано с их конструкцией. Например, крыльчатые насосы при постоянном использовании могут быстро выйти из строя, так как большинство моделей рассчитаны на прерывистый режим работы. Поэтому если вам предстоит использовать их в течение длительного времени, к выбору нужно подходить ответственно.
Люди считают, что насосы от европейских или российских производителей лучше китайских. Это долгий и отдельный разговор, за исключением того, что большинство "российских" насосов сделаны в Китае (и это также можно отнести ко многим другим инструментам и оборудованию). Но и европейские бренды тоже в основном производятся в Китае. Это связано с более дешевой рабочей силой и наличием производственных мощностей. Что касается качества, то все зависит от контроля и спецификаций заказчика. Обычно один и тот же завод может производить как плохие, так и очень хорошие насосы. Поэтому не стоит думать, что очень дорогие бренды намного лучше неизвестных марок. Да, они лучше, но не на такую большую разницу в цене (которая, кстати, включает в себя продвижение бренда). Самые дорогие – слишком дорогие, самые дешевые – возможно, плохие, поэтому полезно смотреть на средние цены.
Виды струйных насосов
Предназначены для работы со всеми типами жидкостей. Струйные насосы могут быть установлены вертикально или горизонтально. Установки имеют несколько входов, через которые всасывается постоянный поток жидкости, используя давление для создания подъемной силы. Давление всасывания и скорость жидкости обеспечивают выталкивание жидкости из источника, транспортируя ее к конечной точке.
Струйный насос или инжектор сочетает в себе функции струйного и центробежного насоса. Конструктивно центробежная часть струйного насоса специально разработана для совместной работы с инжектором. Сам инжектор увеличивает давление центробежного насоса примерно на 60 процентов, обеспечивая необходимое давление. Струйные насосы превосходят центробежные именно благодаря своей способности повышать давление.
Принцип работы насоса зависит от глубины скважины. Например, в случае неглубокой скважины труба подсоединяется к входу скважины и спускается вниз к источнику жидкости. С другой стороны, если воду нужно качать из более глубокого источника, необходимы два канала для воды. Один используется для вытеснения воды, а другой – для ее промывки. Погружные струйные насосы для скважин бывают однотрубными и двухтрубными.
Существует универсальный принцип для всех струйных насосов: в нижней части всасывающей трубы должен быть обратный клапан. Эта система предотвращает обратный поток воды в скважину при выключении устройства. Многие струйные насосы являются самовсасывающими, поэтому они способны поддерживать достаточный вакуум для всасывания жидкостей.
При выборе струйного насоса всегда учитывается тип перекачиваемой жидкости. Это определяет скорость потока. Например, в скважинах с твердыми частицами лучше использовать устройство с кольцевым соплом. Струйные насосы могут быть изготовлены из прочных пластмасс, стали или нержавеющей стали. Если выбраны материалы, подверженные коррозии, необходимо предусмотреть защиту от коррозии.
Гидравлические поршневые насосы
Гидравлические поршневые насосы используются в самых разных областях для перекачки воды различных объемов. Каждый тип поршневого насоса имеет свою функцию и используется для определенных целей. Поршневой насос – это устройство, работающее по принципу прямого движения жидкости. Насос способен создавать высокое давление для перемещения воды. Он приводится в движение гидравлическим приводным механизмом. При включении поршневого насоса жидкость движется через цилиндрическую камеру. Для уплотнения диаметра используется специальная насадка на поршневой шток.
Поршневые насосы в основном используются в тех случаях, когда необходимо добиться высокой скорости потока при низком давлении. Это означает, что жидкость выкачивается с высокой скоростью при незначительном усилии. На рынке представлены различные варианты поршневых насосов, каждый из которых работает по своему принципу.
Существует несколько типов поршневых насосов:
- Аксиальные – это насосы, которые толкают жидкость по спирали вдоль оси. Их также называют аксиально-поршневыми насосами. Основное преимущество этих насосов – способность работать при высоких температурах. Эти насосы используются в промышленности и для решения масштабных задач по перекачке жидкости в прудах и на производственных предприятиях;
- Насосы In-line – это тип высокоэффективных поршневых насосов, которые наиболее подходят для управления большими потоками жидкости. Они предназначены для повышения давления воды. Они не обладают высокой скоростью вращения, но способны создавать давление, достаточное для различных применений;
- с изгибаемой осью – они работают за счет изгиба блока цилиндров вокруг своей оси. Они характеризуются высокой гибкостью. Они рассчитаны на более высокую скорость вращения, чем линейные поршневые насосы;
- радиальные – работают путем выталкивания жидкости из системы. Они способны распределять энергию по системе, создавая высокое давление. Радиальные насосы считаются надежными и высокоэффективными моделями поршневых насосов;
- Плунжерные насосы – объемный насос цилиндрической формы. Энергия вырабатывается при выталкивании жидкости за счет возвратно-поступательного движения поршня. Эти насосы стоят на порядок дороже своих аналогов. Это объясняется высокой надежностью устройства. Благодаря прочной конструкции и дизайну плунжерные насосы рассчитаны на длительную работу без необходимости ремонта или технического обслуживания. Поршневые насосы используются, прежде всего, в системах высокого давления.
Классификация насосов по принципу действия
Эта классификация делит насосные системы на две основные группы: динамические и объемные.
Динамические насосы – это лопастные, осевые, консольные и основаны на том принципе, что рабочее колесо начинает вращать вал насоса одновременно. Это обеспечивает равномерность общего потока, что является несомненным преимуществом данной конструкции.
Эти конструкции также чрезвычайно широко используются благодаря своей низкой стоимости, простоте механизма и эксплуатации. Однако при работе с таким оборудованием необходимо соблюдать ряд правил, например, точно знать, сколько мощности требуется для запланированной работы, чтобы насос не вышел из строя из-за преждевременного износа. О пяти фатальных ошибках при покупке оборудования для промышленного предприятия читайте в статье на нашем сайте.
К объемным насосам относятся поршневые, мембранные, пластинчатые и другие типы, суть которых заключается не в перегонке, а в заполнении перерабатываемой жидкостью специальных резервуаров, поставляемых в составе насосного оборудования. Эти насосы имеют ряд преимуществ перед динамическими, например, герметичность, поэтому их конструкция гораздо сложнее и, соответственно, дороже в производстве. Но и они в основном используются для решения узкоспециализированных задач, то есть в основном применяются на производственных предприятиях.
Классификация насосов в зависимости от типов перекачиваемых сред
Основное деление по этому признаку производится на две группы: химические и фекальные.
Химические насосы используются с агрессивными, взрывоопасными материалами и поэтому являются герметичными. Это обусловлено тем, что необходимо полностью исключить не только утечку перекачиваемого вещества, но и испарение. Эти насосы используются в нефтехимической и газовой промышленности.
Они делятся на центробежные и нецентробежные насосы. Суть конструкции центробежных полностью повторяет динамический механизм, то есть принцип впуска/выпуска поступающей среды. в том, что вращение вала насоса одновременно приводит в действие рабочее колесо.
Нецентробежные насосы (основным типом которых являются бочковые насосы) отличаются тем, что они являются не механизмами перегонки, а механизмами наполнения (это основной тип объемного механизма, упомянутый выше). В индустрии опасных химикатов они являются наиболее востребованными, поскольку лучше всего подходят для безопасной "транспортировки" опасных химических жидкостей, избегая разливов и испарений.
Канализационные насосы используются в основном в бытовых целях и также преимущественно центробежные. Усовершенствованные системы с измельчителями используются для обезвоживания заболоченных участков, где помимо жидкостей присутствуют твердые частицы. Более подробную информацию об автоматизации систем подачи пара и конденсата можно найти в этой статье.
Наши специалисты проконсультируют и подберут оптимальный насос для вашего применения.