tehcomponent.com

     В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.

     Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.

Водоподъемное колесо

     С давних времён стояла задача подъёма и транспортировки воды. Самыми первыми устройствами такого типа были водоподъёмные колеса. Считается, что их изобрели Египтяне.

    Водоподъёмная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижний край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоёма, а затем в верхней точке колеса, вода выливалась из кувшинов в специальный приёмный лоток. Для вращения устройства применялась мускульная сила человека или животных.

Винт Архимеда

     Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий учёный древности, изобрёл винтовое водоподъёмное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объёмом поднимаемой воды или большей высотой подъёма. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.

Поршневой насос

     Первый поршневой насос для тушения пожаров, изобретённый древнегреческим механиком Ктесибием, был описан ещё в 1 веке до н. э. Эти насосы, по праву, можно считать самыми первыми насосами. До начала 18 века насосы этого типа использовались довольно редко, т.к. изготовленные из дерева они часто ломались. Развитие эти насосы получили после того, как их начали изготавливать из металла.

     С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.

     В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъёма воды из скважин и колодцев, в промышленности - в дозировочных насосах и насосах высокого давления.

     Существуют и поршневые насосы, объединенные в группы: двухплунжерные, трёхплунжерные, пятиплунжерные и т.п. Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода. На картинке вы можете увидеть трёхплунжерный насос.

Крыльчатый насос

     Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века. Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода. Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

     Конструкция:

     Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении.

Сильфонный насос

     Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон ("гармошку"), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей. Обычно такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).

     Основное применение - выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

     Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса

Пластинчато-роторный насос

     Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объмного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью (масла, дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость "на сухую", т.е. не требуют предварительного заполнения корпуса рабочей жидкостью.

     Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.

     Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.

     Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Шестерённый насос с внутренним зацеплением

     Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестерённому насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

     Принцип действия:

     Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни,  внешнее зубчатое колесо также вращается.

     При вращении проёмы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.

     Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.

     При внедрении зуба в межзубьевое пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.

Кулачковый насос с серпообразными роторами

     Кулачковые (коловратные или роторные) насосы предназначены для бережной перекачки вязких продуктов, содержащих частицы.
Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)

     Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200...400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.

     Применяются в пищевой и химической промышленности.

Роторный насос с трёхлепестковыми роторами

     На картинке можно посмотреть роторный насос с трёхлепестковыми роторами.

     Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.

     Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.

Импеллерный насос

 

     Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) является разновидностью пластинчато-роторного насоса.

     Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счёт этого при вращении рабочего колеса изменяется объём между лопастями и создаётся разряжение на всасывании. Что происходит дальше видно на картинке.

     Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).

     Преимущество - простота конструкции.

Синусный насос

     Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.

     Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объёма рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

     Размер перекачиваемых частиц зависит от объёма полости между диском и корпусом насоса.

     Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.

     Принцип работы:

     На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).

     При вращении диска он создаёт в рабочей камере волнообразное движение, за счёт которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счёт того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.

Винтовой насос

     Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.

     Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

     Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

     Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.

     Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объём каждой полости – его производительность.

     Винтовые насосы относятся к объёмным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.

     Преимущества винтовых насосов:
- самовсасывание (до 7...9 метров),
- бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
- возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
- возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

     Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.

Перистальтический насос

     Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твёрдыми частицами. Рабочим органом является шланг.

     Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

     Принцип работы:

     При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.

Вихревой  насос

     Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. Насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).

     Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

     Принцип действия:

     Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединённые с кольцевой полостью.

     При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым.

     Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объём жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из неё многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.

Газлифт

     Газлифт (от газ и англ. lift — поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.

     В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, а другой — труба, в которой находится газожидкостная смесь.

Мембранные насосы

     Мембранные насосы относятся к объёмным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.

     Насосы отличатся простотой конструкцией, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

     Принцип работы:

     Две мембраны, соединённые валом, перемещаются вперёд и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

     Всасывание: Первая мембрана создаёт разрежение, когда она движется от стенки корпуса.

     Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передаёт давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая её по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны.

Оседиагональные насосы (шнековые)

     Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
     Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).

     Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п

     Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга).

Центробежный насос

     Центробежные насосы являются самыми распространёнными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счёт центробежной силы.

     Насос состоит из корпуса (улитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его периферии, а затем выбрасывается через напорный патрубок.

     Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов - износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.

     Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.

Многосекционный  насос

     Многосекционные насосы - это насосы с несколькими рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.

     Дело в том, что обычное центробежное колесо выдаёт максимальное давление 2-3 атм. По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес (по сути, это несколько последовательно соединённых центробежных насосов).

     Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.

Трёхвинтовой насос

     Трёхвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта - до 1500 сСт. Тип насоса объёмный. Принцип работы трёхвинтового насоса понятен из рисунка.

     Насосы этого типа применяются:
- на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
- в системах гидравлики,
- в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.

Струйный насос

     Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернулли (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.

     Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.

     Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения) для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

     Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды - водоструйными насосами.

     Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением - инжекторами.

Гидротаранный насос

     Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.

     Принцип работы гидротаранного насоса:

    По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.

     Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака).

     Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого, вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Т.к. отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.

 

 

 

 

tehcomponent.com

Зеленый лист лаборатория

| Домашняя | Прайс | Гидроцилиндры | Гидромоторы | Элеваторы | Карьеры | Шахты |