Список разделов

Центробежные насосы: устройство и принцип действия

Насосное оборудование получило самое широкое распространение во многих областях промышленности и коммунального хозяйства. Центробежный насос является одной из наиболее востребованных модификаций, обеспечивающих высокую производительность и отличающихся длительным сроком службы, надежностью, простотой эксплуатации и технического обслуживания.

Центробежный насос для воды

В данной статье будет подробно рассмотрена конструкция, принцип работы центробежных насосов, применение и преимущества различных моделей. А также наиболее распространенные неисправности агрегата и способы их устранения.

Область применения центробежных насосных систем

Благодаря простоте конструкции, неприхотливости, высокой производительности и надежности в работе, центробежные насосы широко применяются для:

  • Обеспечения водоснабжения в коммунальной и производственной сферах;
  • Транспортировки жидкой рабочей среды в рамках технологических производственных процессов;
  • Орошения сельскохозяйственных угодий;
  • Обеспечения циркуляции теплоносителя в различных отопительных системах;
  • Очистки септиков.

Такое широкое применение центробежных насосов обусловлено их универсальностью и простотой монтажа.

Устройство и принцип работы центробежного насоса

Прежде чем перейти к изучению принципа действия центробежных насосов, следует проанализировать конструкцию насосных агрегатов. Устройство состоит из следующих основных элементов:

  1. Приводного электродвигателя;
  2. Первичного вала, соединенного через муфту с валом электродвигателя;
  3. Рабочего колеса с лопатками;
  4. Подшипниковых узлов;
  5. Системы манжетных и лабиринтных уплотнений;
  6. Корпуса с входным и выходным патрубками.

Устройство центробежного насоса

В зависимости от конкретного места использования в конструкцию насосной установки могут входить некоторые дополнительные элементы, повышающие эффективность работы устройства:

  • Шланги для транспортировки;
  • Обратный клапан, исключающий возврат перекачанной жидкости;
  • Систему фильтрации;
  • Манометр;
  • Запорную арматуру, регулирующую размер проходного сечения.

Использование этих элементов повышает производительность насоса и увеличивает срок службы.

Принцип действия центробежного насоса состоит в следующем:

  1. Попавшая в корпус насоса жидкость, под воздействием центробежной силы подхватывается лопастями рабочего колеса и отбрасывается к стенкам, создавая тем самым избыточное давление в корпусе устройства;
  2. Вследствие увеличения давления внутри корпуса, рабочая среда попадает в напорный патрубок, откуда транспортируется по назначению;
  3. Благодаря возникающему таким образом разряжению, через заборный патрубок всасывается новая порция рабочей среды.

Данный принцип лежит в основе работы как поверхностных, так и погружных агрегатов.

Отсутствие рабочей среды при включенном электродвигателе может привести к преждевременному выходу из строя всего агрегата.

Рабочие характеристики центробежных насосов

К основным рабочим характеристикам центробежных насосных агрегатов относятся:

  • Производительность, обозначается латинской литерой «Q», единицы измерения м3/ч. Этот показатель определяет количество рабочей среды, перекачанной за единицу времени;
  • Напор характеризует механическую работу, переданную агрегатом рабочей среде. В технической документации соответствует литере «Н», единицы измерения – метр водяного столба;
  • Рабочая характеристика представляет собой график зависимости напора насоса и расходом рабочей среды в рабочем диапазоне;
  • КПД установки «η». У центробежных насосов полный КПД определяется произведением КПД силовой установки и КПД самого насоса.

Указанные выше характеристики центробежного насоса определяются во время заводских испытаний и приводятся в паспорте изделия.

Классификация центробежных насосных агрегатов

Промышленностью выпускается широкий спектр насосного центробежного оборудования, которое классифицируется в зависимости от назначения и конструктивных особенностей.

Центробежный самовсасывающие насос

По параметрам потока:

  • Высоконапорные установки;
  • Агрегаты с большой подачей;
  • Насосы для рабочей среды с повышенным уровнем загрязнения;

По типу установки:

  • С консольным монтажом;
  • Агрегаты с двухсторонним входом;
  • Центробежные насосы с двумя и более рабочими колесами (многоступенчатые);

По типу силовой установки:

  • С электрическим приводом;
  • С приводом от ДВС.

По условиям всасывания:

  • С самостоятельным всасыванием рабочей среды;
  • С эжекторно-вакуумным всасыванием;
  • С электронно-емкостным всасыванием;

По степени автоматизации:

  • Автоматические установки;
  • Полуавтоматические системы;

По степени мобильности:

  • Стационарные агрегаты;
  • С креплением на салазки.

Центробежный насос с электродвигателем

Кроме этого, различают погружные и поверхностные модификации насосов центробежного типа. Погружные устройства нередко используются в качестве фекальных насосов и используются для очистки септиков, сливных ям и т.д. Поверхностные модификации получили широкое распространение в промышленном производстве и бытовой сфере.

Достоинства и недостатки центробежных насосов

Использование данных устройств в промышленном производстве и бытовой сфере обусловлено рядом значительных преимуществ, которыми они обладают:

Центробежный поверхностный насос

  • Особенности конструкции и в сочетании с принципом работы обеспечивают максимальную эффективность использования центробежных насосных агрегатов;
  • Параметры рабочей среды на выходе из нагнетающего патрубка отличаются высокой стабильностью;
  • Устройства отличаются малой массой и небольшими габаритными размерами;
  • Техническое обслуживание и текущий ремонт насосных установок может быть проведено своими силами без использования специальных инструментов;
  • Срок службы агрегатов нередко превышает 15 лет без капитального ремонта.

Однако, несмотря на существенные достоинства центробежного насоса, существуют и некоторые недостатки:

  • Отсутствие рабочей среды в рабочей камере насоса в момент запуска может привести к преждевременному выходу из строя всей гидромашины;
  • Применение агрегатов с одним рабочим колесом не позволяет добиться высокого давления на выходе. Для обеспечения необходимых параметров приходится использовать многоступенчатые центробежные насосы.

Несмотря на высокую надежность, как и любое другое оборудование центробежный насос может выйти из строя.

Наиболее распространенные неисправности центробежных насосов и способы их устранения

Для обеспечения исправной работы насоса центробежного типа, перед началом эксплуатации необходимо полностью заполнить рабочую камеру рабочей средой.

Центробежные погружные насосы

В таблице приведены возможные неисправности центробежных насосных установок, причины их возникновения и способы устранения.

Неисправность

Возможные Причины

Способы устранения

Снижение номинального напора

Засорение фильтра грубой очистки, подающего трубопровода или лопаток рабочего колеса. Неправильная установка или реверсивное вращение рабочего колеса.

Замена фильтра, промывка трубопровода, очистка лопастей рабочего колеса. Установить рабочее колесо в правильное положение. Заменить обратный клапан.

Резкое увеличение расхода электроэнергии в момент запуска

Заслонка напорного трубопровода находится в открытом положении. Неправильная установка рабочего колеса или разгрузочного диска. Выход из строя предохранителя электродвигателя. Засорение трубки отвода рабочей среды.

Уменьшить проходное сечение напорного трубопровода на время запуска. Устранить дефекты сборки. Заменить предохранители силовой установки.

Повышенная нагрузка на электродвигатель

Увеличенная частота вращения. Превышение допустимого значения подачи. Выход из строя элементов насоса или электродвигателя вследствие механических повреждений.

Осмотреть силовую установку, при необходимости, устранить повреждения. Уменьшить проходное сечение напорного трубопровода. Провести ревизию элементов насоса, при необходимости, заменить поврежденные детали.

Значительный нагрев подшипниковых узлов

Засорение смазочной системы. Попадание в масло мелкодисперсных загрязнителей. Увеличенное радиальное биение.

Промыть систему смазки дизельным топливом. Заменить масло в системе смазки. Осмотреть подшипники на предмет механических повреждений, при необходимости–заменить. Обеспечить центровку рабочего колеса. Увеличить зазоры для поступления масла в подшипниковые узлы.

Повышенный уровень шума и наличие вибрации

Недостаточная балансировка ротора. Чрезмерные смазочные зазоры. Наличие посторонних частиц в рабочей камере агрегата. Заклинивание вращающихся деталей. Кавитация

Провести балансировку ротора. Отрегулировать масляные зазоры в подшипниковых узлах. Очистить детали агрегата в случае загрязнения и наличия различных отложений на лопатках рабочего колеса. Уменьшить проходное сечение подающего трубопровода. Устранить вибрацию трубопроводов.

Несмотря на то что в большинстве случаев ремонт можно произвести своими силами, предпочтительнее доверить техническое обслуживание центробежного насоса профессионалам, имеющим соответствующее оборудование и опыт работы.

Универсальность, высокая производительность и надежность в работе обеспечили центробежным насосам самую широкую популярность. Такие системы могут эффективно использоваться как в бытовой сфере, так и в промышленном производстве. Кроме этого, большинство моделей имеют вполне доступную цену.

Добавить комментарий:

наверх