Центробежные насосы: виды и принцип действия

Центробежным называется насос, в котором движение жидкости и создание необходимого напора осуществляется за счет центробежной силы, возникающей при воздействии на жидкость лопастей рабочего колеса. Такое оборудование может применяться для различных целей, все зависит от особенностей конкретной модели.

Принцип действия

Чаще всего центробежные насосы используются для подачи горячей и холодной воды, сточных вод, агрессивных и вязких жидкостей и т.д. Принцип действия такого агрегата заключается в том, что кинетическая энергия передается от рабочего вращающегося колеса частицам жидкости, находящимся между его лопастями.

Возникающая центробежная сила приводит в действие частицы, которые перемещаются в корпус и далее. На место этих частиц поступают новые. Таким образом, обеспечивается непрерывная работа этого оборудования.

В насосном оборудовании многоступенчатого типа поток перекачиваемой жидкости перемещается последовательно несколькими рабочими колесами, которые смонтированы на одном валу и в одном корпусе.

Корпус многоступенчатого секционного насоса состоит из отдельных секций, количество которых на единицу меньше, чем число рабочих мест. Это связано с тем, что одно колесо располагается в передней крышке. Такая конструкция предоставляет возможность уменьшать или увеличивать напор.

Разновидности центробежных насосов

Прежде всего, стоит отметить, что такие агрегаты подразделяются по виду перекачиваемой жидкости:

• водопроводные;
• нефтяные;
• канализационные;
• химические и т.д.

По способу отвода жидкости из рабочего колеса они бывают:

• спиральные, когда жидкость отводится сразу в спиральный канал;
• турбинные, предполагающие, что сначала жидкость должна проходить через специальное устройство.

Кроме этого, центробежные насосы различаются по количеству колес, расположению оси, давлению, быстроходности и по другим критериям.

Центробежные секционные насосы

Насос ЦНС – это оборудование, предназначенное для перекачивания нейтральной воды температурой от 1 до 45 градусов Цельсия, которая содержит механические примеси не более 0,2% по массе. Они применяются для водоотлива в каменноугольных шахтах. Кроме того, их используют для системы водоснабжения и повышения давления холодной воды в контурах.

Такие насосы подразделяются на несколько групп:

• насосы ЦНСг, которые применяются для перекачивания горячей нейтральной воды температурой 45-105 градусов Цельсия с содержанием механических примесей не более 0,1% по массе;
• насосы ЦНСк, предназначенные для откачки кислотных вод (при значении рН менее 6,5) температурой 1-40 градусов Цельсия с содержанием механических примесей не более 0,2% по массе;
• насосы ЦНСн, использующиеся для перекачивания обводненной газонасыщенной, а также товарной нефти;
• насосы ЦНСм, которые используются в работе масляных систем для подачи масла в уплотняющие подшипники.

В зависимости от предназначения насосного оборудования, выбор делается в пользу того или иного типа.

Центробежные насосы: принцип действия, конструкция, классификация

Содержание

• 1 Принцип действия
• 2 Конструкция
• 3 Корпус
• 4 Рабочее колесо
• 5 Вал и подшипники
  • 5.1 Консольное закрепление
  • 5.2 Симметричное крепление
• 6 Расположение вала
• 7 Тип присоединения вала
• 8 Количество ступеней

Принцип действия

Центробежные насосы –  одни из наиболее распространенных машин промышленности. По количеству они уступают только электрическим двигателям. Т.к. электрические двигатели используются для приведения в действие насосов, то, можно сказать, что львиная доля электроэнергии мира расходуется на транспортировку жидкости центробежными насосами.

Центробежные насосы получили своё название от способа, в котором жидкость передаётся энергии.

Когда жидкость подводится к насосу, она соприкасается с вращающимся колесом и выталкивается в напорный патрубок с центробежной силой через полость специальной формы, называемой спиральным кожухом. Все центробежные насосы работают по такому принципу, но среди них могут быть конструктивные различия.

Насос передает кинетическую энергию жидкости. Кинетическая энергия подразумевает скорость жидкости. Скорость – это всего лишь половина уравнения.

Рис.1 – Центробежный насос

Жидкость входит в насос по центру колеса через всасывающее отверстие. Трение между частицами жидкости и рабочим колесом заставляет жидкость вращаться. Например, как трение между дорогой и резиной шины заставляет машину двигаться.

Рабочее колесо тянет частички жидкости, поэтому они вращаются при контакте с ними. Жидкость выталкивается наружу колеса с помощью центробежной силы – явление, которое выталкивает прочь любой объект из центра круга к его границам. Вот так жидкость получает кинетическую энергию от колеса.

Поэтому эти насосы называются центробежными.

Количество энергии, передаваемое жидкости зависит от трех факторов: 

• плотности жидкости:
• частоты вращения рабочего колеса:
• диаметра рабочего колеса:

После рабочего колеса жидкость попадает в полость спирального корпуса, откуда попадает в напорный патрубок.

Давление. Насос также должен создавать избыточное давление, чтобы отвечать требованиям системы. Обычно это преодоление гравитации при подъёме жидкости из низшего уровня на высший, и сопротивление трения трубопроводов.

Проще говоря, давление – это возможность выполнить задание. А скорость жидкости – это то, как скоро оно будет выполнено.

Насосы должны превращать динамическое давление в статическое.

По мере прохождения жидкости по спиральному корпусу она замедляется, так как площадь прохода увеличивается, потому что производительность или количество жидкости, перекачиваемое за какое-то время, зависит от двух факторов: первое – это скорость жидкости, второе – размеры полости, через которую она продвигается.

Если поток постоянный, то увеличение проходного сечения ведёт к уменьшению скорости и росту давления. Достигая напорного патрубка, большая часть кинетической энергии превращается в давление. 

Если скорость падает, то увеличивается давление.

Конструкция

Насос – это машина, которая превращает механическую энергию в кинетическую энергию, перекачиваемую жидкость с электро-транспортировки ее из одной точки в другую.

Центробежный насос состоит из двух основных компонентов.

1. Первый – это вращающийся диск с изогнутыми лопастями. Он называется рабочим колесом.
2. Второй – это труба специальной формы, называемая спиральным корпусом, в котором содержится рабочее колесо и транспортная жидкость.

Есть 5 элементов конструкции, которые могут различаться:

• вид колеса;
• вид подшипника;
• расположение корпуса;
• крепление двигателя;
• число ступеней.

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.

Рабочее колесо

Есть 3 вида рабочих колёс:

• открытые,
• полузакрытые
• закрытые

Самая простая конструкция у открытого колеса, которая состоит из острых, как лезвие, лопастей, равномерно расположенных на втулке.

Открытое колесо

Большой неограниченный подвод жидкости позволяет этому виду колес транспортировать жидкости содержащие грязь, пыль, осадки, твёрдые примеси, что делает их идеальными для мусорных насосов.

Применяется на водоочистных заводах, где перекачиваются сточные воды для обработки грубых шламов с твердыми примесями. Поэтому он имеет режущие лопатки спереди колеса, чтобы резать очень большие примеси.

Если лопасти размещены на задней пластине, то такое колесо называется полузакрытым.

Полузакрытое колесо

Если лопасти находятся между двумя пластинами, то оно называется закрытым.

Закрытое колесо

Закрытые колеса более эффективны, чем полузакрытые и открытые колеса. Потому что поток жидкости идет по строго заданному пути. Значит, больше жидкости выходит из насоса и меньше просто циркулирует внутри колеса.

Их недостаток это то, что они могут легко загрязниться мусором.

Очень популярное заблуждение, будто закрученные лопасти помогают толкать жидкость.  Но на самом деле это не то, для чего они предназначены.

Назначение лопаток – это проводить жидкость по наиболее плавному пути. Закрученные назад лопасти помогают стабилизировать условия течения жидкости на высоких скоростях и уменьшить нагрузку на двигатель.

Правильное направление вращения для этого колеса – противочасовое. Поэтому по направлению сгибов лопастей можно сказать направление движения колеса.

Вал и подшипники

Какой бы вид колеса  не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:

1. Консольно
2. Симметрично

Консольное закрепление

При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.

Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.

Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.

Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.

Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.   

Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс  давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.

Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.

Симметричное крепление

Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.

Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.

Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.

Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.

Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.

Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.

Расположение вала

Центробежные насосы обычно расположены горизонтально. Но иногда вертикально.  

Вертикальные насосы применяются для уменьшения места под установку. Вы можете встретить их на дне скважины или колодца, соединенными длинным-длинным валом с двигателем сверху. Это подводит нас к соединению с двигателем. Обычно электрического.

Тип присоединения вала

Есть 2 способа предать вращения от двигателя к насосу: через муфту или напрямую.

Если насос и двигатель – это две отдельные машины, то они должны быть соединены муфтой.

Соединение муфтой

Муфты бывают разных форм, размеров и исполнений. И одно общее требование к ним – обеспечение правильной целостности валов, иначе без них обеспечение целостности было бы очень изощренным процессом.

Для облегчения и поддержания целостности, двигатель и насос установлены на общей опоре – опорной плите.

Или, в случае с вертикальными установками, двигатель расположен на раме.

Такой вид соединения двигателя и насоса называется муфтовым. Для больших мощных установок и насосов с разборным корпусом соединение через муфту единственно возможное.

Второй способ соединения – прямой. Двигатель и насос находятся на общем валу  с колесом, расположенном консольно на другой стороне вала двигателя. В этом случае установка не требует муфты или сложных процедур по поддержанию целостности.

Тем не менее, из-за того, что двигатель и насос расположены на одном валу, поддерживаемые лишь подшипниками двигателя, этот способ подходит только для маленьких и средних насосов с торцевым всасыванием.

Количество ступеней

Насос классифицируется по количеству ступеней, которое он имеет. Большинство насосов имеет одну ступень с одним рабочим колесом и одним спиральным кожухом. Тем не менее, некоторые насосы имеют дополнительные ступени, соединённые последовательно для увеличения давления.

Ротор многоступенчатого насоса

Суть в том, что одно колесо придает энергию жидкости, а затем направляет его в следующее колесо, которое добавляет еще энергии жидкости, а затем направляет ее к следующему колесу, и так далее, пока, в конце концов, жидкость не попадает в напорный патрубок.

Что такое центробежный насос

Центробежный насос — это машина, которая использует вращение для придания скорости жидкости, а затем преобразует эту скорость в поток.

Разобьем это определение на составляющие, чтобы можно было рассмотреть каждую из них по очереди:

1. Центробежный насос — это машина.
2. Центробежный насос использует вращение для придания скорости жидкости.
3. Центробежный насос преобразует скорость в поток.

«Центробежный насос — это машина». Каждый центробежный насос включает в себя сборку механических компонентов, обеспечивающих работу насоса. Этот механический узел включает в себя вал насоса, установленный на подшипниках, уплотнительный механизм, предотвращающий чрезмерную утечку из насоса, конструктивные компоненты, предназначенные для восприятия нагрузок и нагрузок, воздействующих на насос во время работы, и изнашиваемые поверхности, которые позволяют ремонтировать и возвращать насос. по своим первоначальным характеристикам.

«Центробежный насос использует вращение для придания скорости жидкости». Каждый центробежный насос включает рабочее колесо. Рабочее колесо — это гидравлический компонент, который вращается для придания скорости перекачиваемой жидкости.

«Центробежный насос преобразует скорость в поток». Каждый центробежный насос имеет корпус. Корпус представляет собой гидравлический компонент, который улавливает скорость, сообщаемую рабочим колесом, и направляет перекачиваемую жидкость к месту нагнетания насоса.

Насос с односторонним всасыванием на раме | Предоставлено Гидравлическим институтом, Парсиппани, штат Нью-Джерси, www.Pumps.org

На самом базовом уровне центробежный насос состоит всего из трех компонентов:

1. Крыльчатка, которая вращается и сообщает скорость жидкости.
2. Корпус, улавливающий скорость, создаваемую рабочим колесом, и преобразующий эту скорость в стабильный поток.
3. Сборка механических компонентов, обеспечивающая вращение рабочего колеса внутри корпуса насоса.

Рабочие колеса центробежных насосов

Рабочее колесо центробежного насоса быстро вращается для придания скорости перекачиваемой жидкости.
Если вы никогда раньше не видели крыльчатку насоса, представьте себе лодочный гребной винт.

Когда гребной винт лодки вращается, он сообщает скорость жидкости вокруг него. Когда жидкость движется, эта скорость заставляет гребной винт двигаться вперед в воде.

А теперь представьте, что произошло бы, если бы лодка была закреплена на месте достаточно прочно, чтобы лодка не двигалась. Затем представьте, что скорость, создаваемая гребным винтом лодки, ограничивалась и контролировалась, так что создавался поток воды, который вы могли направить туда, куда вам заблагорассудится.

По сути, то, что мы только что описали, является центробежным насосом. На самом деле осевой насос в значительной степени напоминает то, что мы только что описали.

В центробежном насосе крыльчатка быстро вращается и сообщает скорость жидкости в насосе так же, как гребной винт лодки сообщает скорость воде в озере. Кожух — это часть конструкции, которая принимает эту скорость, удерживает ее, контролирует и направляет в нужном направлении.

Каждое рабочее колесо имеет одну или несколько лопастей, которые проходят от центра или ступицы рабочего колеса к внешнему диаметру. Когда крыльчатка вращается, центробежная сила заставляет жидкость быстро двигаться от центра крыльчатки вдоль лопастей, а затем выходит из крыльчатки по самому внешнему диаметру. В результате перекачиваемая жидкость выходит за пределы рабочего колеса с очень высокой скоростью.

Существует множество различных типов рабочих колес центробежных насосов. Наиболее распространенные типы рабочих колес насосов обсуждаются в нашей статье «Основные компоненты насоса: улитки, корпуса и рабочие колеса».

Корпуса центробежных насосов

Корпус центробежных насосов является компонентом насоса, который преобразует всю скорость, создаваемую вращающимся рабочим колесом, в контролируемый и стабильный поток и направляет его из насоса через точку нагнетания.

Самый распространенный тип кожуха называется улитка и похож на раковину улитки.

Изображение из «Краткого введения в центробежные насосы» Джо Эванса, доктора философии

Рабочее колесо помещено внутри улитки. Однако, как вы могли заметить на изображении выше, крыльчатка обычно не центрируется в улитке.

Вместо этого крыльчатка располагается так, чтобы внешний диаметр крыльчатки был ближе всего к улитке в точке сразу за выпускным отверстием. Эта точка, где крыльчатка находится ближе всего к улитке, называется водорезом.

Начиная с водореза, по мере движения вокруг крыльчатки расстояние между улиткой и крыльчаткой постепенно увеличивается, пока мы не достигнем точки нагнетания. Это постоянное расширение области вокруг крыльчатки означает, что давление будет увеличиваться при переходе от наименьшего зазора к наибольшему, и возрастающее давление будет выталкивать жидкость из точки нагнетания.

В этой статье мы лишь кратко затронули тему конструкции корпуса насоса. Дополнительную информацию о наиболее распространенных типах корпусов насосов можно найти в нашей статье «Основные компоненты насоса: улитки, корпуса и рабочие колеса».

Центробежные насосные агрегаты

Центробежные насосы сами по себе малопригодны. Они должны быть объединены с другим оборудованием, чтобы быть полезными. Совокупность оборудования, обеспечивающего работу центробежного насоса, называется насосным агрегатом.

Центробежный насосный агрегат включает как минимум два компонента: насос и привод.
В большинстве случаев приводом центробежной насосной системы является электродвигатель. Однако это не всегда так. Насосы также могут приводиться в действие другими приводами, такими как двигатели, работающие на природном газе, или даже паровые турбины.

Наиболее распространенный насосный агрегат, сочетающий в себе центробежный насос с приводом от электродвигателя.

Моноблочный насос с односторонним всасыванием | Предоставлено Гидравлическим институтом, Парсиппани, штат Нью-Джерси, www. Pumps.org

На изображении выше показан моноблочный насос с односторонним всасыванием. Это самый простой и распространенный тип центробежного насосного агрегата. В этом типе насосного агрегата крыльчатка фактически устанавливается на конце вала двигателя, а корпус насоса устанавливается прямо на поверхность двигателя. В моноблочном насосном агрегате подшипники и вал двигателя составляют большую часть механической части насоса.

Другой распространенной конструкцией насоса является насос с односторонним всасыванием, устанавливаемый на раме. Насос с торцевым всасыванием, установленный на раме, включает в себя полный механический узел и соединен с приводом, оба из которых установлены на общей опорной плите.

Насосы с односторонним всасыванием на раме | Фото: adam.j.rose через Compfight cc

Это далеко не исчерпывающий список возможных конфигураций насосных агрегатов. В статье о распространенных конструкциях насосов мы рассмотрим другие распространенные конфигурации насосных агрегатов. На данный момент важно отметить, что насосная установка состоит из центробежного насоса и привода, такого как электродвигатель, а также может включать дополнительные компоненты, такие как опорные плиты и муфты, в зависимости от конструкции насоса.

Резюме

Центробежный насос представляет собой машину, которая использует вращение для придания скорости жидкости, а затем преобразует эту скорость в поток.

Каждый центробежный насос состоит из рабочего колеса, корпуса и узла механических компонентов, которые позволяют рабочему колесу вращаться внутри корпуса. Рабочее колесо быстро вращается, сообщая скорость жидкости. Скорость преобразуется в давление и расход кожухом.

Центробежные насосы должны быть объединены с приводом в центробежный насосный агрегат, чтобы быть полезными. Центробежные насосные агрегаты различаются по сложности от самых простых и распространенных — насос с односторонним всасыванием, тесно соединенный с электродвигателем, — до сложных многомиллионных агрегатов, спроектированных по индивидуальному заказу и состоящих из множества отдельных компонентов.

Что такое центробежный насос?

Центробежный насос является наиболее распространенной конструкцией насоса, используемого в насосных установках.

Используемый более чем в двух третях насосных приложений, он состоит из головки насоса, содержащей основные рабочие элементы, которые вращаются для создания потока и давления при вращении от двигателя.

Как работает центробежный насос?

Головка насоса состоит из нескольких частей и в простейшем случае состоит из головки насоса, вала и рабочего колеса. Двигатель, соединенный с головкой насоса, вращает вал головки насоса, который, в свою очередь, вращает рабочее колесо.

При этом в головке насоса создается вакуум, втягивающий жидкость в корпус. Центробежная сила вращающегося рабочего колеса заставляет жидкость выбрасываться за пределы корпуса, что приводит к ее выбросу из корпуса насоса, что обычно происходит через выпускное отверстие, расположенное в верхней части корпуса насоса.

Преимущества центробежного насоса

Использование центробежных насосов имеет 6 преимуществ:

• Плавный поток — центробежный поток является ламинарным и не пульсирующим, что позволяет легко использовать их с расходомерами.

• Низкие эксплуатационные расходы и простота обслуживания — благодаря простой и несложной конструкции, которые часто обслуживаются без специальных инструментов или оборудования.

• Эффективность — поскольку внутренние элементы могут свободно вращаться, они очень эффективны при работе с жидкостями с низкой вязкостью

• Универсальность — их можно спроектировать для работы с множеством жидкостей и твердых веществ путем изменения материалов некоторых частей или конструкция крыльчатки.

• Низкая стоимость. Благодаря простоте конструкции и широкой доступности они являются одними из самых низких начальных затрат на насос. Если они указаны правильно, они также могут обеспечить самую низкую стоимость жизненного цикла приложения.

• Низкие затраты на инфраструктуру. Поскольку центробежные насосы могут работать с закрытым клапаном в течение короткого времени без повреждений, дополнительные аксессуары, такие как предохранительные клапаны и другие устройства, не требуются.

Недостатки центробежного насоса

У центробежного насоса есть 4 основных недостатка:

• Неточный расход. Поскольку расход меняется в зависимости от режима работы и противодавления, расход может значительно меняться при большем противодавлении. Поскольку в конструкциях объемного типа нет фиксированного рабочего объема на один оборот, объем перекачиваемой жидкости является переменным.

• Работа с ограниченной вязкостью – они предназначены для жидкостей с низкой вязкостью, и если перекачивается жидкость, вязкость которой изменяется в зависимости от температуры, необходимо позаботиться о том, чтобы при самых низких температурах и когда жидкость имеет самую высокую вязкость, что насос может работать должным образом

• Ограниченная перекачка твердых частиц и абразивов. Хотя центробежные насосы могут перекачивать взвешенные твердые частицы, из-за их высокой скорости работы они не всегда являются лучшим решением и наиболее экономичным. Некоторым насосам требуется резиновая футеровка для абразивных твердых частиц, и, если жидкость имеет высокую плотность, другие технологии насосов могут работать более надежно, на более низких скоростях и с меньшими затратами на техническое обслуживание.

• Сдвиг – центробежные насосы работают на высоких скоростях, поэтому они не подходят для чувствительных к сдвигу жидкостей, таких как пиво, молоко, сливки или другие жидкости, состояние которых может измениться при перемешивании.

Применение центробежного насоса

Поскольку центробежные насосы ограничены вязкостью жидкости, с которой они могут работать, они наиболее эффективны, как правило, для работы с жидкостями ниже 600 сСт, которые могут быть чистыми. или содержат твердые вещества.

Это может охватывать ряд применений от опорожнения или разгрузки контейнеров, перекачки и циркуляции жидкостей с низкой вязкостью, таких как вода, до легких масел, гликоля, топлива, химикатов или суспензий с низкой вязкостью.

Типы центробежных насосов

Существуют различные типы центробежных насосов в зависимости от перекачиваемой жидкости, области применения, требуемого расхода и давления, каждая конструкция сконфигурирована специально для жидкости и требований области применения.

Одноступенчатый

В одноступенчатом насосе одно рабочее колесо вращается вместе с валом насоса, создавая поток. В этой конструкции давление ограничено напором до 150 м, а расход — примерно до 600 м³ч. Они могут быть указаны для чистых или твердых приложений обработки.

Одноступенчатые центробежные насосы могут быть сконфигурированы как закрытые, длинные или вертикальные в зависимости от режима работы и требований к установке.

Моноблочные насосы

Моноблочные насосы имеют двигатели, которые напрямую соединены с головкой насоса либо с использованием удлиненного вала двигателя, на котором устанавливается рабочее колесо, либо двигатель и вал насоса соединяются с помощью набора винтов с заглушками.

Длинная муфта

В конструкциях с длинной муфтой насос установлен и точно выровнен на опорной плите, а вал двигателя и вал насоса соединены гибкой или жесткой муфтой.

Эта конструкция лучше подходит для тяжелых условий эксплуатации, когда насос может работать в течение длительного времени без остановки или при высоких расходах или давлениях.

Многоступенчатый

В многоступенчатом насосе несколько рабочих колес вращаются внутри кольцевых секций, известных как ступени, при этом каждое рабочее колесо добавляет давление к приемному потоку от предыдущего рабочего колеса.

Каждое рабочее колесо создает все более высокое давление (обычно до 1000 м) при умеренном расходе (до 1000 м³ч).

Они лучше всего подходят для чистых жидкостей без твердых частиц, если только они не имеют слишком большого размера для размещения каких-либо частиц.

Насосы с боковым каналом

Насосы с боковым каналом представляют собой гибридную конструкцию насоса, поскольку они похожи на многоступенчатые насосы с несколькими рабочими колесами, однако они являются самовсасывающими и могут работать с увлеченным газом, что делает их пригодными для жидкого топлива и в приложениях, где очень низкие входные давления (NPSHa) и низкие температуры.

Они используются для высокого давления (до 400 м) и низкого расхода (<42 м³ч) и подходят только для чистых или газосодержащих жидкостей, не содержащих твердых или абразивных частиц.

Самовсасывающий

Центробежные насосы не могут самозаливать, то есть поднимать воду из резервуара, расположенного ниже впускного отверстия насоса, без дополнительного устройства, такого как обратный клапан на впускной трубе.

Самовсасывающие насосы способны забирать воду из резервуаров или водоемов, расположенных ниже впускного отверстия, без дополнительных клапанов, а также перекачивать захваченный воздух.

После заполнения корпуса водой при первом использовании он начинает заполняться, используя жидкость, содержащуюся в головке насоса, для создания вакуума, удаляя весь воздух, содержащийся во впускном трубопроводе, до тех пор, пока жидкость не попадет в головку насоса. В этот момент насос начинает функционировать как обычный центробежный насос.

Как правило, они менее эффективны, чем центробежные или многоступенчатые насосы, но могут работать с твердыми частицами без проблем. Максимальный расход составляет около 700 м³ ч, а напор — 150 м.

Магнитный привод

Насосы с магнитным приводом имеют другую конструкцию головки насоса по сравнению с традиционными насосами.

Обычно вал насоса выходит из головки насоса через задний порт, закрытый механическим уплотнением. Насосы с магнитным приводом обеспечивают полную герметичность головки насоса, при этом насос вращается с помощью набора магнитов внутри головки насоса (приводной магнит) и приводится в действие снаружи двигателем (приводной магнит), что означает, что любая жидкость содержится внутри головки насоса, поскольку отсутствует уплотнение для утечки жидкости в задней части корпуса.

Имеется уплотнительное кольцо корпуса, однако, поскольку эта часть не соприкасается с вращающимися частями, считается, что насос не имеет уплотнений.

Разъемный корпус

Разъемный корпус, также известные как насосы двойного всасывания, имеют рабочее колесо, предназначенное для создания больших объемных потоков.

Это связано с тем, что рабочее колесо имеет конструкцию «спина к спине», где его конструкция действует как два соединенных вместе рабочих колеса, установленных внутри двойной улитки.

Они рассчитаны на подачу до 6000 м³ч и напор менее 200 м жидкости с низкой вязкостью.

Погружные/скважинные

Погружные конструкции подходят для погружения в жидкость, используемую для охлаждения двигателя, со скважинными конструкциями, предназначенными для установки в узких скважинах, пробуренных для извлечения воды из-под земли. Их также можно использовать в больших водоемах, а при наличии охлаждающей втулки их можно устанавливать горизонтально.

Они обеспечивают умеренные потоки (до 350 м³ч) при высоком давлении до 650 м и подходят для чистых и твердых жидкостей, наиболее распространенным применением которых является перекачка сточных вод.

Вертикально-погружные / погружные

Погружные, вертикально-погружные или консольные насосы представляют собой конструкции, в которых головка насоса погружается в жидкость, а двигатель выступает из жидкости. Головка насоса может содержать одно рабочее колесо и быть одноступенчатой ​​или содержать несколько рабочих колес и иметь многоступенчатую конструкцию.

Эта конструкция более надежна, чем у погружных насосов, так как двигатель расположен вне жидкости и, следовательно, не подвергается воздействию жидкости, и его легче обслуживать.

Поскольку головка насоса может быть сконфигурирована с одним или несколькими рабочими колесами, они могут достигать высоких расходов до 8000 м³ч и давления до 220 м.

Насос-турбина — обратное вращение

Насос-турбина (PAT) — это усовершенствование насосной технологии, которое позволяет использовать насос в качестве турбины для выработки электроэнергии, работая в реверсивном режиме. Он приводится в действие источниками избыточного потока и давления, которые могут возникать из-за избыточного давления в трубопроводах, где редукционный клапан обычно может использоваться для снижения высокого давления либо из-за процесса, либо из-за изменения высоты трубопровода в горных районах.

Детали центробежного насоса

Головка насоса состоит из 4 основных частей, но для правильного функционирования, рабочего движения и долговечности требуется до 30 различных деталей.

Эти детали и их функции включают:

Закон подобия центробежных сил

Законы подобия насосов представляют собой набор формул, используемых для определения производительности насоса при таких изменениях, как скорость или диаметр рабочего колеса, для прогнозирования производимого потока и давления с высокой точностью. .

Существует 3 закона подобия:

1) Расход пропорционален скорости вала или диаметру крыльчатки

При изменении скорости вала или диаметра крыльчатки расход будет изменяться на ту же величину.

Если скорость насоса уменьшить на 20 %, расход при том же напоре также уменьшится на 20 %.

2) Создаваемое давление пропорционально квадрату скорости вала или диаметра крыльчатки

При изменении диаметра крыльчатки или скорости вала давление изменяется пропорционально квадрату изменения скорости вала или диаметра крыльчатки.

Если скорость вала увеличить на 10%, то давление при том же расходе увеличится на 21%

3) Мощность пропорциональна кубу скорости вала или диаметру крыльчатки

Если скорость вала увеличить на 10%, то из-за того, что мощность пропорциональна кубу скорости вала, давление увеличится на 33,3%.

Минимальный безопасный непрерывный расход

Минимальный непрерывный безопасный расход — это минимальный расход, при котором центробежный насос может работать без таких проблем, как кавитация или чрезмерный износ.