Принцип работы и устройство вихревых насосов. Вихревые насосы

Вихревые насосы | Судовые вспомогательные механизмы и системы

Вихревые насосы находят все более широкое применение при пs <40. По простоте конструкции, стоимости изготовления, габаритам и массе вихревые насосы имеют неоспоримые преимущества не только перед поршневыми насосами, но и перед центробежными, если учесть, что для значений ns < 40 центробежные насосы не могут быть удовлетворительно сконструированы (необходимо иметь большое число ступеней и колес). Подача современных вихревых насосов составляет 0,15—100 м3/ч, но наиболее рациональна с точки зрения экономичности подача 0,4— 35 м3/ч. Развиваемый насосом напор может достигать 5,5 МПа; наиболее применим напор до 2 МПа. На судах эти насосы используются в качестве питательных для вспомогательных и утилизационных парогенераторов, а также вакуум-насосов (самовсасывание при 0,04—0,06 МПа).

На рис. 2.27 показана схема устройства вихревого насоса.

Рис. 2.27. Схемы устройства вихревого насоса и движения жидкости в нем

В отличие от центробежного в вихревом насосе лопастное колесо представляет собой диск с лопастями на периферии, которые выполнены фрезерованием или литьем. Лопасти направлены вдоль радиуса (рис. 2.27, а) параллельно оси колеса (на нижней полуокружности) или наклонно к оси (на верхней полуокружности). Они создают канал на всю ширину колеса (рис. 2.27, б) или при наличии средней перегородки — двусторонний канал (рис. 2.27, в). При вращении лопастного колеса 1 против часовой стрелки жидкость поступает во всасывающий патрубок 2 и затем по кольцевому каналу 5 к нагнетательному патрубку 3.

Действие лопастного колеса заключается в том, что межлопастные каналы многократно сообщают импульсы энергии одной и той же частичке жидкости на пути ее перемещения от всасывающего патрубка к нагнетательному. Вихревой насос представляет собой как бы многоступенчатый центробежный насос, так как частички жидкости при движении от всасывающего патрубка к нагнетательному рециркулируют, много раз попадая из кольцевой полости в межлопастное пространство и вновь в кольцевую полость, в результате чего увеличивается напор перекачиваемой жидкости.

Центробежная сила действует на жидкость, частицы которой переходят из положения А в положения В и D и выбрасываются в кольцевую полость корпуса (см. рис. 2.27, е). Частицы жидкости вместе с колесом участвуют в окружном движении по направлению вращения колеса, относительном движении вдоль поверхности межлопастного пространства и абсолютном движении. Результирующая скорость частичек жидкости определяется направлением абсолютной скорости с, полученной геометрическим сложением относительной w и окружной и скоростей. В результате жидкость движется по спирали. Кольцевая полость вокруг лопастей в вихревом насосе прерывается перегородкой 4, в которой лопасти проходят с минимальным зазором, что обеспечивает равномерный напор, развиваемый насосом.

На рис. 2.28 представлены характеристики вихревых насосов с различными конструкциями лопастных колес. Если кривая а представляет собой характеристику, близкую к характеристике центробежных насосов, то кривая b дает более крутую характеристику, резко отличающуюся от характеристик центробежных насосов, и приближающуюся к характеристике объемного (поршневого) или ротационного насоса. Вихревые насосы можно использовать при меняющихся напорах и заменять ими поршневые.

С увеличением подачи мощность, затрачиваемая вихревым насосом, уменьшается. Немаловажным является сохранение насосом воздушной подачи, равной примерно 10 % жидкостной подачи.

Рис. 2.28. Характеристики вихревых насосов

Рис. 2.29. Схема центробежно-вихревого насоса 1 — центробежное колесо; 2 — вихревое колесо; 3 — соединительный канал

Основными недостатками вихревых насосов являются их относительно низкий КПД, равный обычно 30—40 % (редко 50 %), и небольшая по сравнению с центробежными насосами высота всасывания. Последний объясняется тормозящим действием вихревых токов жидкости, создаваемых вращающимся колесом в районе всасывания, в связи с чем требуется повысить давление жидкости при ее входе во всасывающий патрубок насоса. Целесообразно соединять вихревой насос с центробежным, располагая их лопастные колеса на общем валу, что в значительной степени уменьшает недостатки каждого из этих насосов.

Центробежно-вихревой насос (рис. 2.29) обеспечивает отсасывание воздуха и подъем жидкости для работы центробежного насоса. Кроме того, при установившемся режиме работы благодаря особенностям центробежного насоса улучшается всасывание и повышается КПД установки.

Центробежно-вихревой насос ЭСН-1/1 представляет собой агрегат, в котором объединены в одно целое горизонтальный двухступенчатый центробежно-вихревой насос и электродвигатель (рис. 2.30).

Рис. 2.30. Центробежно-вихревой насос ЭСН-1/1

Присоединительный фланец 1 и патрубок 17 отлиты за одно целое с крышкой 18 и соединены с корпусом 2 насоса шпильками. Первая ступень насоса выполнена в виде колеса центробежного насоса с обтекателем, вторая ступень — в виде колеса 14 вихревого насоса, помещенного в рабочую камеру, образованную из двух вставок 13. Поскольку насос предназначен для подачи пресной и соленой воды его корпус 2 и вставки 13 выполнены из бронзы. Положение вставок фиксируется цилиндрическим штифтом 16. Оба лопастных колеса насажены на удлинитель 6 вала электродвигателя 7. Удлинитель выполнен из нержавеющей стали и закреплен штифтом, проходящим через отверстие 8. На удлинителе вала имеется канавка для стального кольца 12, которое закрепляет пружину сальникового уплотнения, состоящего из подпятника 5 (нержавеющая сталь) и пяты 9 (свинцовистая бронза), торцевое трение которых создает необходимое уплотнение. Пята прижимается к подпятнику пружиной 3 через бронзовую втулку 10. Для повышения герметичности вала установлено резиновое уплотняющее кольцо 4. Первоначальный пуск центробежно-вихревого насоса осуществляется после заливки корпуса 2 перекачиваемой жидкостью (без заполнения подводящей части трубопровода). При последующем включении насоса в работу заливать корпус не нужно, так как оставшаяся в нем вода обеспечивает начало сухого всасывания сразу же после пуска электродвигателя. Во время работы насоса его вторая вихревая ступень создает повышенный напор. Для спуска воды из насоса при продолжительной его остановке служат пробки 11 и 15, установленные соответственно в корпусе и на крышке насоса.

www.stroitelstvo-new.ru

Принцип работы и устройство вихревых насосов: конструкция, схема работы, виды

Вихревые водяные насосы подойдут для обеспечения автономного водоснабжения. В качестве генератора напора в системах автономного водоснабжения чаще всего используется самовсасывающий насос. Применение этого оборудования обеспечивает подъем жидкости из скважины, а также его транспортировку по трубам. Говоря другими словами, такие установки пропускают сквозь себя весь поток воды.

Особенности конструкции такого оборудования обеспечивают этим насосам целый набор положительных характеристик:

установка поверхностных самовсасывающих насосов может быть произведена за пределами скважины. Их можно установить на кронштейне оголовка или в пристройке на платформе. Также их можно расположить в подвальном помещении у обслуживаемого здания. Такое разнообразие вариантов размещения этого оборудования приводит к снижению трудоемкости монтажных работ подобных насосов;
при обслуживании этих агрегатов не возникает больших проблем. Кроме того, они хорошо поддаются ремонту. Обеспечивается это за счет того, что их установка производится не под водой, а в доступном для владельца месте;
корпус агрегата выполнен из доступных материалов — чугуна и конструкционной стали. Такой выбор материалов оправдан, поскольку эти приборы при эксплуатации не погружаются в воду. Благодаря дешевому корпусу себестоимость таких приборов невысокая;
в самовсасывающий насос можно установить мощный мотор, что обеспечивает ему преимущество над погружным оборудованием, в которое разместить двигатель большой мощности не представляется возможным. А при наличии мотора большой мощности насос в состоянии обеспечить большой напор воды. Поэтому, используя их, можно доставлять на поверхность воду даже из скважины с большой глубины.

Говоря другими словами, очень выгодной является покупка самовсасывающего насоса. Далее, в этой статье мы рассмотрим подробнее основные типы этого оборудования и принцип его работы. Познакомившись с этой информацией, у людей, которые подумывают о приобретении насоса для системы водоснабжения своего дома, многие вопросы наверняка отпадут.

Принцип работы бытового насоса

Как и любое насосное оборудование, самовсасывающий агрегат имеет конструкцию, состоящую из определенных элементов:

корпус — в нём выполняется монтаж нагнетательного механизма;
двигатель — он соединяется с корпусом прибора посредством фланцевой муфты;
нагнетательный механизм, который может быть вихревого и электромагнитного типа. Он работает за счет передаваемого от вала двигателя крутящего момента.
помимо этого в состав конструкции самовсасывающего насоса входят всасывающие и напорные шланги, соединительная арматура, используемая для фиксации трубопроводов на штуцерах корпуса и эжекторе.

Особенности взаимодействия

Все эти составляющие конструкции самовсасывающего насоса взаимодействуют друг с другом следующим образом:

при работе двигателя на валу генерируется крутящий момент;
сквозь особое отверстие вал входит в корпус. Само отверстие защищено уплотнителем от протечек.
Нагнетательный механизм в конструкции самовсасывающего агрегата закреплен на торце вала. В его качестве выступает крыльчатка или импеллер. При вращении этого механизма происходит генерирование всасывающего и вытесняющего усилия благодаря возникающим областям разрежения и повышенного давления внутри, внешне похожим на улитку.

Вихревой дренажный насос Victor Pumps - конструкция. Отметим, что в корпусе оборудования имеется два отверстия – впускное, расположенное напротив зоны разрешения, и выпускное, которое находится в области высокого давления.

Инжектор может располагаться или на корпусе, или на торце всасывающего шланга под водой. Повышение всасывающего усилия – главная задача этого агрегата. Отметим, что для всех видов самовсасывающих устройств характерна подобная схема работы. Но в плане эффективности работы эти установки могут различаться между собой.

Виды самовсасывающих насосов

Все разнообразие такого оборудования разделяется на два вида:

центробежные;
вихревые.

Кроме них существуют и установки, снабжённые встроенным эжектором, а также агрегаты, имеющие выносной эжектор. Наряду с ними на рынке предлагаются и модели насосного оборудования, не имеющие этого элемента. В зависимости от конструкционных особенностей эти устройства могут функционировать по-разному. Эффективность работы у них, конечно же, будет различаться. Поэтому будет разумным рассмотреть далее основной принцип работы каждой разновидности самовсасывающего насосного оборудования.

Устройство и принцип работы самовсасывающего насоса центробежного типа

Вихревые насосы ВК - особенности выбора. Говоря про это оборудование, необходимо отметить особенности его конструкции. В ней составными элементами являются двигатель, корпус-улитка и крыльчатка. Последняя закреплена на валу двигателя в полости корпуса.

Выпускное отверстие располагается в верхней части корпуса. Она находится непосредственно над крыльчаткой. Впускное отверстие располагается в торцевой части корпуса насоса. Место его расположения находится напротив оси крыльчатки.

Когда происходит вращение крыльчатки, то посредством центробежной силы в торцевой части корпуса создается разрежение. Именно там находится впускное отверстие. Одновременно с этим происходит генерирование верхней части корпуса напорного усилия. Все это приводит к тому, что вода засасывается в корпус, который закреплен на впускном патрубке аппарата, а потом выталкивается из него. Отметим, что включение центробежных насосов может производиться при условии, что внутренняя полость корпуса-улитки насоса полностью заполнена водой. Из воздуха всасывающее усилие крыльчатка создать не может. В этом заключается основной недостаток этой разновидности всасывающего насосного оборудования.

Принцип работы вихревого самовсасывающего насоса

В отличие от центробежных насосов у вихревых такой недостаток отсутствует. Все дело в том, что эти установки оперируют не только водой, но и газовой смесью. В случае необходимости для создания всасывающего усилия будет достаточно только воздуха.

Наличие такой возможности обусловлено главным образом особой конструкцией корпуса, а также тем, что вместо крыльчатки в таком оборудование используется импеллер. Своим видом он представляет рабочее колесо, которое закачивает воздух во внутреннее пространство улитки.

Там происходит смешивание воздуха с водой, которая должна быть предварительно залита до включения насоса. Смешанный воздух выходит сквозь отводящий трубопровод. При этом в процессе выхода возникает эффект рециркуляции жидкости в камере. А при прохождении плотной жидкости через газообразную среду возникает разрежение во всасывающей трубе, которая в рабочую камеру насоса затягивает воду. А когда камера заполнена, вихревой агрегат начинает работать по схеме циркуляционного насоса.

Самовсасывающие насосы с эжектором

Самовсасывающие насосы - принципиальная схема работы. По такому же принципу, что и вихревой насос, работает оборудование, снабженное эжектором. То есть, тонкая трубочка вводится в прямоточный корпус насоса, по которой потом осуществляется подача потока с высокой плотностью и скоростью. Генерирование области разрежения этим потоком происходит на выходе из трубки непосредственно у выхода из корпуса эжектора. В итоге всасывающее усилие возникает на выходе из корпуса. Если аппарат оборудован таким приспособлением, то можно заметно повысить глубину обслуживания скважин.

Установка эжектора повышает глубину подъема воды. Если у стандартных моделей глубина подъема ограничена 8–10 метрами, то у установок, снабженных эжектором, этот параметр равен 15-20 м. Некоторые модели могут спокойно подавать на поверхность воду с глубины 25-30 м. Кроме этого, происходит падение производительности оборудования. Однако можно нивелировать эти недостатки, если увеличить мощность двигателя или переместить насос за пределы жилой площади. Оптимально располагать его в техническом помещении недалеко от дома. Отметим, что насосы, снабжённые выносным эжектором, практически не издают шума. Поэтому размещать их за пределами жилых помещений нет необходимости.

Отличие вихревого насоса: что выбрать

Вихревые насосы ВК подойдут для дачного дома. От вихревого насоса центробежный отличается главным образом своими большими габаритами, а также тем, что при работе он практически не издает шума. Однако, используя такое оборудование в своем домовладении, будет обеспечена подача воды из глубины только 10 метров. Это касается установок, не снабженных эжектором. Также у него более низкая производительность по сравнению с вихревым насосным оборудованием.

Вихревые приборы оснащены встроенным эжектором. Поэтому они могут подавать воду с больших глубин. При работе такие установки издают большой шум, поэтому этим обуславливается внешний монтаж таких насосов. В плане производительности они превосходят центробежные насосы в семь раз. Поэтому на глубокие скважины более 10 метров устанавливаются вихревые насосы. Для скважин небольшой глубины оптимальный выбор – центробежные установки.

Заключение

Стабильное водоснабжение в частном и загородном доме – это основа комфортной жизни. Многие владельцы создают собственную систему водопровода. На скважине устанавливается насос. Для подачи воды используются вихревые или центробежные насосы.

Как выглядит вихревой насос консольного типа. Первые подходят в тех случаях, когда необходимо снабжение воды в промышленных масштабах. Для владельцев частных домов самое лучшее решение — центробежный самовсасывающий насос. Хотя они не обладают большей производительностью, но при этом их вполне хватает для удовлетворения бытовых потребностей в воде. Кроме того, при работе он не издает шума, поэтому его можно разместить в одном из помещений дома.

Правильный выбор насосной установки и грамотный ее монтаж обеспечит стабильную систему водоснабжения в доме и отсутствие проблем с насосным оборудованием.

stoki.guru

Вихревые и центробежно-вихревые насосы | Конструкции современных насосов

К этой группе относятся насосы, в которых поток жидкости создается за счет трения или инерции (например вихревые, вибрационные, лабиринтные и шнековые насосы). В данной главе рассмотрены лишь те насосы трения и инерции, которые используются в системах водоснабжения и канализации.Принцип действия вихревых насосов можно уяснить из рис. 4.1, а. Жидкость захватывается лопатками у входа 1 в кольцевой канал, попадает в межлопаточную полость 2 и затем вновь выбрасывается в кольцевой канал 3. За один оборот рабочего колеса частица жидкости несколько раз захватывается лопатками и выбрасывается в кольцевой канал. Таким образом, при прохождении межлопаточных полостей колеса на пути от входа в кольцевой канал до выхода из него жидкость многократно получает приращение энергии. В силу этого при одном и том же диаметре рабочего колеса вихревые насосы развивают напоры, в 2—4 раза большие, чем центробежные. Благодаря этому вихревые насосы имеют меньшие габаритные размеры и массу по сравнению с центробежными насосами тех же рабочих параметров. Важным преимуществом вихревых насосов является и то, что они обладают самовсасывающей , способностью, что намного упрощает их эксплуатацию.Рабочие колеса вихревых насосов бывают открытого и закрытого типа. Закрытое колесо (см. рис. 4.1,6) представляет собой плоский диск с короткими лопатками, расположенными на периферии диска. Открытое колесо (см. рис. 4.1, в) —это ступица с длинными радиальными лопатками. В открытых колесах обычно от 12 до 24 лопаток, а в закрытых — от 18 до 30.Вихревые насосы выпускают с подачей от 1 до 50 м3/ч при напорах от 25 до 100 м. Высота всасывания находится в пределах 4— 8 м. Напор, развиваемый вихревым насосом, можно подсчитать по формуле

где -ф — коэффициент, равный для колес закрытого типа 3,3—4,5; и — окружная скорость, равная π*Dn/60.

К недостаткам вихревых насосов относятся сравнительно невысокий КПД (25 — 45 %) и быстрый износ рабочих колес и уплотняющих плоскостей при подаче жидкости, содержащей абразивные примеси.Промышленность выпускает одноступенчатые вихревые насосы типов ВК (рис. 4.2), ВКС и ВКО. Насосы типа ВКС —самовсасывающие, насосы типа ВКО — с обогревом для перекачивания загустевающих жидкостей, например мазута. На напорных патрубках насосов ВКС имеются воздушные колпаки и воздухоотделительные устройства. Характеристики Q — Н и Q — N вихревых насосов линейные. В обозначении насоса буквы означают тип насоса, первые цифры — подачу, вторые — напор. Например, обозначение насоса ВКС — 2/26 означает: насос вихревой консольный с номинальной подачей 2 м3/ч и номинальным напором 26 м.Вихревые насосы применяются в тех случаях, когда требуется малая подача при относительно больших напорах. Самовсасывающие вихревые насосы типов ВС и ВКС применяют как дренажные для откачки воды из заглубленных насосных станций.В центробежно-вихревых насосах имеются два рабочих колеса— центробежное и вихревое. Как правило, центробежное колесо расположено перед вихревым, т. е. жидкость попадает сначала в центробежное колесо, где создается небольшое давление, которое затем повышается вихревым колесом. При таком сочетании рабочих колес достигаются большие напоры при относительно малой подаче.Центробежно-вихревые насосы типа ЦВ (рис. 4.3) изготовляют с подачей от 14 до 36 м3/ч и напором до 280 м. Насосы имеют осевой подвод воды.Характеристики насосоов типа ЦВ близки к линейным. В обозначении насоса первые две буквы означают тип насоса, первые цифры — подача, л/с, вторые — напор, м.Коэффициент полезного действия центробежно-вихревых насосов несколько выше, чем у вихревых, и достигает 0,45 — 0,48.Насосы типа ЦВ применяют главным образом как питательные для котлов малой мощности. Но их можно применять и для систем водоснабжения небольших объектов в случаях, когда требуется создать большой напор, например в горной местности.

Рис. 4.1. Вихревой насосa—поперечный разрез по оси патрубков; 6 — колесо закрытого типа; в — колесо открытоготипа

Рис. 4.2. Вихревой насос типа ВКРис. 4.2. Вихревой насос типа ВК

1 — корпус; 2 — крышка корпуса; 5 — вихревое колесо; 4 — вал; 5 — опорный кронштейн;6 — подшипник; 7 — сальник

Рис. 4.3. Центробежно-вихревой насос типа ЦВI — вставки корпуса; 2 — центробежное колесо; 3—крышка; 4—корпус; 5 — вихревое колесо; 6 — подшипники; 7 — кронштейн; 8— вал

В некоторых центро-бежно-вихревых насосах (типа ЦВС) для обеспечения самовсасывания устраивают воздушные колпаки (такие же, как и у вихревых насосов). Вихревые и центробежно-вихревые насосы изготовляют по ГОСТ 10392— 80Е.

www.nasosinfo.ru

Реферат Теплотехника Вихревые насосы

Астраханский Государственный Технический Университет кафедра эксплуатации водного транспорта Реферат по предмету “Тепловые двигатели и нагнетатели” на тему: “Вихревые насосы”. выполнил: студент группы ДТП-31 Лозовицкий Егор проверил: доцент кафедры Кривоносов В. А. Астрахань, 2004 Принцип действия машины. Вихревые насосы относятся к машинам трения. Рабочее колесо вихревого насоса аналогично колесу центробежного насоса, засасывает жидкость из внутренней части канала и нагнетает ее во внешнюю, в результате чего возникает продольный вихрь. При прохождении жидкости через рабочее колесо в вихревом насосе, как и в центробежном, увеличиваются кинетическая энергия жидкости (увеличивается ее скорость) и потенциальная энергия давления. Рабочим органом насоса является рабочее колесо с радиальными или наклонными лопатками. Колесо вращается в цилиндрическом корпусе с малыми торцовыми зазорами. Жидкость поступает через всасывающее отверстие в канал, перемещается по нему рабочим колесом и выбрасывается через выходное отверстие.

Конструкционные признаки машины.

Рис. 1. Схема вихревого насоса 1 - рабочее колесо; 2 - лопатка; 3 - корпус; 4 - всасывающее отверстие; 5 — выходное отверстие Рис. 2. Схема вихревого насоса закрытого типа Рабочим органом вихревого насоса является рабочее колесо 1 с радиальными или наклонными лопатками (рис. 2), помещенное в цилиндрический корпус с малыми торцевыми зазорами. В боковых и периферийной стенках корпуса имеется концентричный канал 2, начинающийся у всасывающего отверстия и кончающийся у напорного. Канал прерывается перемычкой 4, служащей уплотнением между напорной и всасывающей полостями. Жидкость поступает через всасывающий патрубок 5 в канал, прогоняется по нему рабочим колесом и уходит в напорный патрубок 3. По типу рабочего колеса вихревые насосы делятся на насосы закрытого и открытого типов. У насосов закрытого типа (см. рис. 2) лопатки рабочего колеса короткие. Их внутренний радиус равен внутреннему радиусу канала. Жидкость подводится из всасывающего патрубка непосредственно в канал. У насосов открытого типа (рис. 3) внутренний радиус лопаток меньше внутреннего радиуса канала. Рис. 3. Схема вихревого насоса открытого типа Жидкость подводится из всасывающего патрубка 1, поступает в подвод 2, из которого через всасывающее окно 3 подводится к лопаткам рабочего колеса 4 и затем поступает в канал 5. От типа колеса зависят его кавитационные свойства, а также самовсасывающая способность и способность работать на газожидкостной смеси. Далее жидкость прогоняется по каналу рабочим колесом и через напорное отверстие 8 уходит в отвод 6 и напорный патрубок 7. Характеристики машины Вихревые насосы изготовляют на подачу до 12 л/с. Напор вихревых насосов достигает 240 м, мощность доходит до 25 кВт, коэффициент быстроходности ns =6÷40. Число оборотов вихревого насоса так же, как и лопастного, ограничено только кавитационными явлениями. Следовательно, насос может быть непосредственно соединен с электродвигателем. Характеристика вихревого насоса, приведенная на (рис. 5), может быть пересчитана на другую частоту вращения и другие размеры по формулам пересчета теории гидродинамического подобия. Рис. 5. Характеристика вихревого насоса Большинство вихревых насосов обладает самовсасывающей способностью. Для самовсасывания насос должен быть заполнен перед пуском небольшим количеством жидкости. Достаточно даже количества жидкости, какое остается в насосе после предыдущего пуска. Условия входа жидкости на лопатки колеса вихревого насоса открытого типа и лопастного насоса мало отличаются. Поэтому теория кавитации лопастных насосов применима и для вихревых насосов открытого типа. У насосов закрытого типа жидкость подводится непосредственно в канал. Следовательно, на рабочее колесо она поступает на большем радиусе, при больших окружных и относительных скоростях. Поэтому кавитационные качества вихревых насосов закрытого типа очень низки. Движение на входном участке канала насоса закрытого типа сложное, так как на движение жидкости из всасывающего патрубка в канал накладывается продольный вихрь. Поэтому аналитический расчет кавитационных качеств насоса закрытого типа в настоящее время невозможен. Для улучшения кавитационных качеств насоса закрытого типа перед вихревым рабочим колесом подключают центробежную ступень. Такой насос называется центробежно-вихревым. Рис. 6. Определение рабочей точки при дросселировании вихревого насоса Режим работы вихревого насоса определяется точкой А (рис. 6) пересечения характеристики насоса (кривая 2) и характеристики сети (кривая 1). Достоинства и недостатки данной машины. Вихревые насосы обычно применяют при необходимости создания большого напора при малой подаче. Вихревой насос по сравнению с центробежным обладает следующими достоинствами: создаваемое им давление в 3-7 раз больше при одинаковых размерах и частоте вращения рабочего колеса; конструкция проще и дешевле; обладает самовсасывающей способностью; может работать на смеси жидкости и газа; подача меньше зависит от противодавления сети. Недостатками насоса являются низкий КПД, не превышающий в рабочем режиме 45%, и непригодность для подачи жидкости, содержащей абразивные частицы (так как это приводит к быстрому изнашиванию стенок торцовых и радиальных зазоров и, следовательно, падению давления и КПД). Область применения. Вихревые насосы применяют: 1. в химической промышленности для подачи кислот, щелочей и других химически агрессивных реагентов. Здесь требуются обычно насосы с малыми подачами и высокими напорами (максимальная скорость протекания химических реакций, большие гидравлические сопротивления реакторов и давления, при которых протекают реакции). Благодаря простой конструкции рабочих органов вихревых насосов возможно применение химически стойких пластмасс, а также металлов, плохо поддающихся механической обработке и отливке; 2. для перекачивания легколетучих жидкостей (бензина, спирта, эфира и т. д.). Испарение легких фракций этих жидкостей приводит к тому, что в насос засасывается смесь жидкости и пара. Вихревой насос в отличие от центробежного может работать на такой смеси. В частности, вихревые насосы применяют на аэродромных и автомобильных бензораздаточных станциях, а также в бензозаправщиках самолетов. В этих случаях требуется быстрая готовность насоса к пуску при частых остановках и надежность в работе при наличии в трубопроводе воздуха или пара. Вихревой насос, будучи самовсасывающим и способным работать на смеси жидкости и газа, удовлетворяет этим требованиям. Работа насоса в рассматриваемой области кратковременна, поэтому значение КПД несущественно; 3. для подачи жидкостей, насыщенных газами, например жидкостей, содержащих большое количество растворенного газа, который выделяется при прохождении в области пониженного давления; для откачивания жидкости с высокой упругостью пара (например, пропан, бутан) при положительной высоте всасывания из емкости, в которой давление равно упругости насыщенного пара. В последнем случае при подъеме по всасывающему трубопроводу жидкость частично испаряется, ее температура понижается и, следовательно, уменьшается упругость насыщенного пара. Это замедляет процесс испарения, но в насос поступает смесь жидкости и пара; 4. в небольших автоматических насосных станциях например для сельского водоснабжения. Центробежные насосы здесь малопригодны, так как требуются обычно малая подача и большой напор; поршневые насосы дороги, громоздки и также не пригодны вследствие того, что условия эксплуатации препятствуют автоматизации; 5. в насосных установках коммунального хозяйства, например, в качестве бустерных насосов для водоснабжения и автомоечных насосов. Здесь требуются малые подачи и большие напоры; 6. вместо водокольцевых компрессоров в качестве вакуум-насосов и компрессоров низкого давления; 7. в качестве питательных насосов малых вспомогательных котельных установок. Способы регулирования машины. Более выгодным способом регулирования подачи вихревого насоса является регулирование перепуском (рис. 7 б). Для этого напорный и всасывающий патрубки насоса соединяют свободным трубопроводом с установленным на нем регулировочным вентилем. Для уменьшения расхода в установке следует открыть вентиль, благодаря чему часть жидкости, подаваемой насосом, возвращается через отводной трубопровод обратно во всасывающий патрубок, и расход жидкости во внешней сети уменьшается. Рис. 7. Схемы регулирования подачи вихревого насоса а - дросселированием; б — перепуском Одним из преимуществ регулирования перепуском перед регулированием дросселированием является возможность использования для привода насоса двигателя меньшей мощности. При регулировании перепуском мощность двигателя выбирают по мощности, потребляемой насосом при полностью закрытом перепуске, при дросселировании - по мощности, соответствующей нулевой подаче.

works.tarefer.ru

Вихревые насосы для скважин – особенности устройства, конструкция, монтаж

Поднять воду из скважины, подать ее для полива огорода или орошения сада, увеличить напор в автономной водопроводной сети помогут вихревые насосы погружного типа, относящиеся к динамической группе насосного оборудования. Их действие основано на силах трения, принципе самовсасывания и обмене энергией между перекачиваемой жидкостью и вторичным потоком воды. Механическая энергия привода посредством множественных вихрей преобразуется в энергию потока, за счет чего появляется требуемый напор.

Насос вихревой

Особенности устройства

Одним из видов оборудования, предназначенного для скважин, являются вихревые насосы. Их рабочий орган представляет собой колесо с периферийно расположенными радиальными лопатками закрытого или открытого типа. Такая особенность размещения элементов способствует радиально-винтовому движению воды от всасывающего патрубка к выходному отверстию с постепенным повышением давления перекачиваемой жидкости. При этом в напорном трубопроводе не возникает каких-либо пульсаций. Вода поступает равномерно и стабильно.

Рабочая жидкость, посредством колеса, из внутренней части канала подается в его наружную часть. В результате образуется продольный вихрь. Поднимаясь по каналу, вода выходит через верхний патрубок под давлением. Многоступенчатое исполнение позволяет выпускать модели с увеличенным напором.

Вихревой насос обладает существенным преимуществом – при небольшой подаче воды он способен создать достаточно высокое давление.

Рабочее колесо

Подобное свойство дает возможность устанавливать вихревые насосы в скважины с малым дебитом. Но следует учитывать, что такое оборудование быстро выходит из строя при наличии в перекачиваемой среде абразивных частиц. Поэтому в загрязненных условиях следует использовать другие насосы, оснащенные, к тому же, специальными фильтрами.

Вихревой насос для скважин обладает еще несколькими преимуществами:

способностью самовсасывания;
отсутствием требования заливать внутрь воду перед пуском;
небольшими габаритами, позволяющими устанавливать насос в скважины диаметром 100мм.

Но все достоинства оборудования может перечеркнуть сравнительно невысокий КПД. Максимальный показатель не превышает 45 процентов, тогда как реальный коэффициент обычно составляет около 30 процентов. Центробежный насос для скважин дает лучшие результаты (в 2-3 раза), да и производительность у него выше. Но при равных диаметрах рабочих колес, вихревой тип установок может обеспечить значительно больший напор воды, в некоторых случаях – до 7 раз.

Погружные насосы вихревого типа опускают в скважины на глубину до 30 метров, контролируя, чтобы они не опирались на дно скважин и располагались ниже уровня воды. Температура жидкой среды не должна превышать 35 градусов, иначе не будет происходить охлаждение перегретого корпуса. Максимальная высота подъема струи составляет 100 метров.

Насосы для скважин

Конструкция

Вихревой насос для водных скважин имеет несколько основных узлов:

асинхронный электродвигатель – расположен в нижней части и закрыт кожухом;
рабочее колесо из латуни или бронзы с радиальными лопатками, расположенными на периферии;
фланцы – верхний и нижний;
вал из нержавеющей стали;
пластины – верхнюю и нижнюю;
водозаборную сетку из нержавейки;
напорный патрубок.

Верхний фланец, являющийся одновременно корпусом, совмещен с напорным патрубком, благодаря которому насос подключается к трубопроводу. Здесь же располагаются проушины, предназначенные для спуска оборудования в скважины и, соответственно, его изъятия. Фланец изготавливается из чугуна или латуни.

Вихревой насос с двигателем соединен при помощи нижнего фланца.

На вал насаживается колесо посредством механического торцевого уплотнения. Неподвижная часть соединения выполняется из керамики и резины, а подвижная – из графита и нержавейки. С обеих сторон колеса располагаются фиксирующие пластины.

Вихревой насос

Вихревые насосы, устанавливаемые в скважины, выпускаются двух типов:

закрытого – размер укороченных лопаток соответствует сечению канала. Вода попадает в периферийные ячейки, после чего центробежной силой выталкивается в основной канал. Затем она возвращается назад, но уже в другие полости. В результате происходит вихревое перемещение жидкости;
открытого – вода проходит между лопатками. Далее попадает в канал и на заключительном этапе оказывается в напорном патрубке.

Монтаж

До начала установки насоса потребуется обследование скважины, а именно – проверка ее геометрических параметров:

вертикальности;
прямолинейности;
стабильности сечения.

Для этого берут отрезок трубы, размеры которого буквально на 5-6мм превышают диаметр и длину приобретенного насоса. Шаблон постепенно погружают в скважину, выявляя скрытые глубинные дефекты. Обнаруженные искривления и различные сужения исправляют.

Насосы перед установкой в скважину рекомендуется проверять на предмет заеданий, люфтов и т.д.

После подготовительных мероприятий приступают к основному этапу работ:

привязывают крепежный трос к проушинам на корпусе насоса;
присоединяют напорный трубопровод к верхнему патрубку;
фиксируют сетевой кабель с небольшим провисанием к установленным трубам. Хомуты крепят на расстоянии не более двух метров;
опускают подготовленную конструкцию в скважину;
подключают электропитание.

При монтаже следует учесть, что насосы не должны доставать до дна. Минимальное расстояние составляет 100мм. В этом случае донный песок или ил засасываться в водозаборную сетку не будет. В то же время, вода в скважине должна покрывать насос, иначе он быстро выйдет из строя.

Эксплуатация

Вихревые насосы не требуют специального обслуживания, но нуждаются в правильной эксплуатации. Попадание песка внутрь камеры приводит к неисправности, поэтому загрязненные жидкости из заиленных скважин перекачивать не рекомендуется.

Результатом износа оборудования является, прежде всего, снижение напора.

Избавиться от возможного заклинивания колеса поможет периодическая прокачка неиспользуемого оборудования. Длительно не эксплуатируемые насосы перед запуском требуют проверки и диагностики. Поврежденные кабели следует менять исключительно в сервисных центрах, также как и ремонтировать неисправные насосы.

И еще! В качестве подвески использовать электрические кабели категорически запрещается. Для этого следует приобрести крепежный трос!

semidelov.ru

Вихревые насосы

Вихревые насосы (рис. 18) являются разновидностью лопастных насосов. Их гидравлическая часть включает рабочее колесо 1 и корпус 4 с крышкой. Рабочее колесо представляет массивный стальной диск с фрезерованными по окружности пазами, образующими лопатки. Внутри корпуса концентрично коси вала насоса расположен отливной канал, идущий по направлению вращения, от входного до напорного патрубка.

Между этими патрубками расположена перемычка 5, подходящая к рабочему колесу с минимальным зазором и перекрывающая не менее двух лопаток рабочего колеса. Перемычка служит для отделения всасывающей области от напорной: всасывающий и напорный патрубки насоса обычно расположены в верхней части корпуса, что обеспечивает последующее самовсасывание после одноразового залива при первоначальном пуске насоса. Вихревые насосы предназначены для перекачки жидкостей, не содержащих абразивных примесей. Минимальный зазор между рабочим колесом и корпусом не должен превышать 0,15-0,2 мм.

Принцип действия вихревых насосов, подобно центробежным, основан на использовании центробежной силы, возникающей при вращении рабочего колеса. Однако в их работе имеются и некоторые особенности. При вращении рабочего колеса насоса по направлению стрелки (рис. 18, а) некоторый объем жидкости из всасывающего трубопровода через подводящий канал поступает в пазы рабочего колеса и движется при этом от периферии к центру, то есть иначе, чем в центробежных насосах.

Затем этот объем жидкости под воздействием центробежной силы начинает двигаться вдоль лопатки, от центра к периферии колеса (рис. 18,6), и, получив скоростную энергию, отбрасывается в отливной канал. В канале скоростная энергия объема жидкости переходит в энергию давления (напор).

Под действием напора и подсасывающего действия лопаток колеса этот объем жидкости снова попадает на лопатки, и цикл повторяется. Таким образом, за полный оборот рабочего колеса указанный цикл повторяется многократно, причем каждый раз происходит приращение энергии и, следовательно, напора. Благодаря этому вихревой насос развивает напор, в 2-4 раза больший, чем центробежный насос с таким же диаметром рабочего колеса.

Недостатки этих насосов: сравнительно невысокий к.п.д. (20-50%) и быстрый износ частей при подъеме воды, содержащей песок.

Вихревые насосы выпускаются производительностью от 8 до 60 м3/час с напором от 25 до 250 м. Выпускаются также комбинированные насосы, у которых в одном корпусе размещаются колеса центробежного и вихревого типа. Эти насосы отличаются лучшим к.п.д.

Рис. 18. Вихревой насос:а - конструкция насоса; б - схема движения воды в вихревом насосе; 1 - рабочее колесо; 2 - вал насоса; 3 - крышка; 4 - корпус; 5 - вставка с рабочим каналом; 6 - всасывающий патрубок; 7 - напорный патрубок;

hydrotechnics.ru

энциклопедия - Вихревые насосы.

Вихревые насосы обычно применяют при необходимости создания большого напора при малой подаче. Их используют для водоснабжения сельских домов и для полива небольших садов и огородов. Благодаря простой конструкции рабочих органов вихревых насосов возможно применение химически стойких пластмасс, а также металлов, плохо поддающихся механической обработке и отливке, поэтому вихревые насосы применимы для перекачивания кислот, щелочей и других химически агрессивных реагентов. Вихревые насосы некритичны к присутствию паров в перекачиваемой жидкости, поэтому они пригодны для перекачивания легколетучих жидкостей (бензина, спирта, эфира и т. д.). Испарение легких фракций этих жидкостей приводит к тому, что в насос засасывается смесь жидкости и пара. Вихревой насос, в отличие от центробежного, может работать на такой смеси.На рис. 1 показана схема вихревого насоса. Рабочим органом насоса является рабочее колесо 1 с радиальными или наклонными лопатками 2. Колесо вращается в цилиндрическом корпусе 3 с малыми торцовыми зазорами.Жидкость поступает через всасывающее отверстие 4 в канал, перемещается по нему рабочим колесом и выбрасывается через выходное отверстие 5. Одна и та же частица жидкости, двигаясь по винтовой траектории, на участке от входа до выхода из насоса многократно попадает в межлопастное пространство рабочего колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а, следовательно, и напора.

Рис.1 Схема вихревого насоса.

Вихревой насос создаёт напор в 3—7 раз больше, чем центробежный, при тех же размерах и числе оборотов. Вихревые насосы обладают самовсасывающей способностью, т. е. способностью при пуске засасывать жидкость без предварительного заполнения всасывающего трубопровода жидкостью. Вихревые насосы могут работать на смеси жидкости и газа. Недостатком вихревого насоса является низкий КПД, не превышающий 45%. Наиболее распространенные конструкции имеют КПД 35-38%. Низкий КПД препятствует применению вихревого насоса при больших мощностях. Вихревые насосы чувствительны к присутствию механических примесей в перекачиваемой жидкости. Содержание механических примесей в воде не должно превышать 40 г/м3, а линейный размер частицы должен быть не более 0,1 мм.Перед первым пуском вихревой насос необходимо заполнить водой, но при последующих включениях этого не требуется, т. к. для очередного пуска насоса достаточно небольшого количества воды, оставшегося в насосе после остановки. Поэтому необязательно ставить специальный обратный клапан для удержания воды в насосе.Рабочие колёса вихревых насосов бывают закрытого и открытого типов (см. приложение).В ассортименте продукции Компании «Саблайн Сервис» вихревые насосы представлены сериями QB60 (производство UNIPUMP) и ONDINA (производство SEA-LAND). В насосах этих серий используется рабочее колесо открытого типа. Применение в конструкции насоса колёс открытого типа уменьшает вероятность повреждения насоса от кавитации.В насосах ONDINA 50 применена специальная антиблокировочная система. Суть её в следующем. Рабочее колесо помещено в гильзу из нержавеющей стали. Соли жёсткости, присутствующие в воде оседают преимущественно на деталях из чугуна, и практически не оседают на нержавеющей стали, таким образом, рабочее колесо предохраняется от осаждения солей жёсткости, а, значит, уменьшается вероятность блокировки рабочего колеса осадками этих солей в момент пуска насоса. Применение подобной антиблокировочной системы актуально для работы вихревых насосов небольшой мощности. Если мощность насоса большая, усилия в момент пуска насоса достаточно для раскручивания рабочего колеса и антиблокировочная система неактуальна.На базе вихревых насосов ONDINA «Саблайн Сервис» производит автоматические насосные станции серии AUTOONDINA с гидроаккумулятором 24 литра.На базе вихревых насосов QB60 наша Компания производит насосные станции водоснабжения серии AUTO QB (с гидроаккумулятором) и AQUAROBOT QB60 (без гидроаккумулятора, с блоком электронного управления).

Онлайн-консультации и заказ:тел: (495) 943-87-61skype: akvarobot

пн-пт: 09:00-17:30

teplo-faq.net