Центробежные насосы являются наиболее распространенным видом насосов среди широкого спектра насосной техники, представленной в Украине. Так, более 50% рынка насосного оборудования приходится именно на центробежные насосы. Компания «Ватерпасс» предлагает центробежные насосы известных зарубежных производителей: Salvatore Robuschi, Varisco, JEC.

Секрет популярности центробежных насосов заключается в их высокой производительности, прочности и широких возможностях применения. Применяются насосы данного вида в водоснабжении и водоотводе, металлургической, нефтяной, химической, пищевой и прочих отраслях промышленности. Касательно прочности центробежных насосов следует отметить, что они рассчитаны на постоянную перекачку и их детали практически не подвержены износу - а это говорит об отсутствии необходимости частых замен частей оборудования, что позволяет не совершать значительных трат как финансовых ресурсов предприятия, так и времени на простой производства. Кроме этого, конструктивные особенности позволяют просто и быстро осуществлять обслуживание насоса. Центробежные насосы также привлекают возможностью применения в условиях повышенных требований к гигиене, сверхвысоких температур (до + 350° С) и в условиях взаимодействия с химически агрессивными веществами. Один из самых существенных аспектов привлекательности центробежных насосов на рынке насосного оборудования - это их высокая производительность. Минимальный перекачивающий объем центробежных насосов порой равен средним показателям иных видов насосного оборудования, а их максимальная производительность достигает порядка 2.5 тыс. м 3 в час.

По монтажному признаку центробежные насосы делятся на моноблочные и консольные.

Разделение насосов по монтажному принципу.

Одноступенчатые центробежные насосы широко применяются во многих сферах деятельности и предназначены для перекачки воды, суспензий, эмульсий, химически активных жидкостей, а также устанавливаются в заглубленных насосных станциях.

Одноступенчатый насос RC.

Одноступенчатый насос RD.

Одноступенчатый насос RDL.

Одноступенчатый насос RS.

Многоступенчатые центробежные насосы отличаются способностью достигать больших напоров при относительно небольших подачах. Делятся многоступенчатые насосы на секционные и спиральные. Многоступенчатый центробежный насос секционного типа перекачивает жидкость через направляющие аппараты каждой из секций последовательно из одного колеса в другое. Подача насосов этого типа достигает 850 м 3 /ч, развивая напор до 1900 м.

Многоступенчатые насосы спирального типа обладают рядом преимуществ перед секционными. Так, они характеризуются более высоким КПД, простотой сборки и разборки, уравновешенным осевым давлением, отсутствием направляющих аппаратов, что дает возможность значительного обтачивания колеса без существенного снижения КПД аппарата.

Применяются многоступенчатые центробежные насосы в отопительных системах, системах водоснабжения и кондиционирования, ГВС, для полива и при тушении пожаров, а также могут быть использованы для перекачивания агрессивных сред.

Многоступенчатый насос TS.

Выбор того или иного насоса требует определения ряда параметров и консультации квалифицированного специалиста. Тип центробежного насоса, который будет соответствовать всем запросам клиента, поможет определить консультант компании «Ватерпасс».

Центробежными насосами называются динамические гидравлические машины. Функциональная задача такого оборудования – перекачивать жидкость, что осуществляется, если кинетическая энергия вращения преобразуется в гидродинамическую энергию потока. Для вращения вала насоса предусматривается электродвигатель или ДВС. Жидкость доходит до рабочего колеса, у которого на корпусе имеются лопатки, необходимые для того, чтобы воздействовать на частицы жидкости и передавать той энергию.

Центробежные силы действуют таким образом, чтобы жидкость направлялась к периферии рабочего колеса. В этой области, через специальный кольцевой канал, который еще называют улиткой, жидкость подается к напорному патрубку, то есть диффузору. А уже задачей этого элемента является преобразование части динамической энергии в статическую.

Многоступенчатый центробежный насос – более совершенное оборудование, устройство которого предполагает несколько рабочих колес и ступеней, расположенных друг за другом. Выбирая центробежный насос следует обратить внимание на то, каких образом уплотнен вал. Современные модели отличаются торцевым уплотнением, когда как более старые модели имеют сальниковую набивку. Первая конфигурация хороша тем, что сохраняет герметичность конструкции и предотвращает утечки. Даже если насос работает с вибрациями или его вал несколько сместится, это не станет причиной протечки.

На данный момент существует немалое количество насосов для перекачивания жидкости и наиболее распространенные из них – центробежные. Они отличаются своими конструктивными особенностями и бывают одно- или многоступенчатыми.

Многоступенчатый насос и его схема

Центробежное оборудование собирается из таких элементов как напорный патрубок, направляющий аппарат, колеса и спиральный отвод.

Когда начинают вращаться колеса, часть, имеющая особые изгибы на лопастях заполняется жидкостью.

Необходимо понимать, что существует множество моделей таких насосов, которые друг от друга отличаются конструкцией сборки – как расположен вал, какой формы патрубки и сколько установлено рабочих колес. При выборе следует также отталкиваться от мощности и габаритов оборудования.

Особенности конструкции

Одноступенчатое оборудование оснащено одним рабочим колесом, а у многоступенчатого насоса их предполагается от двух и больше. Что касается принципа действия – он идентичен, количество колес напрямую связано с производительностью агрегата. Таким образом, многоступенчатые насосы способны перекачивать больше воды за определенное время, а также отличаются увеличенным напором, то есть жидкость можно перекачивать на дальние расстояния, по сравнению с одноступенчатым насосом.

Многоступенчатые центробежные насосы также имеют разную конструкцию и бывают секционными или спиральными. Что касается секционного, жидкость он перекачивает последовательно, то есть из одного барабана в другой. Максимальный уровень производительности описываемого оборудования – 900 кубических метров воды в час с напором в 1900 метров.

Сильные и слабые стороны центробежных агрегатов

Такое насосное оборудование, задействующее центробежную силу, сейчас пользуется немалым спросом. Причиной тому – различные эксплуатационные преимущества, которые мы выделим ниже:

• так как вал вращения напрямую соединен с двигателем, насосное оборудование отличается компактностью и небольшой массой. В самой конструкции не предусматриваются передаточные механизмы;
• надежное и долговечное устройство, которому не требуется регулярное техобслуживание;
• так как рабочая среда подается максимально плавно, это гарантирует отсутствие гидроударов в системе;
• для работы насоса может использоваться загрязненная жидкость, в составе которой присутствуют механические частицы. Обуславливается это тем, что конструкция устройства не предполагает наличие клапанов;
• опять же, максимально простая конструкция насоса позволяет распространять его по доступной стоимости;
• простая эксплуатация, с чем справится даже новичок.

Даже неподготовленному пользователю под силу разобраться в схеме многоступенчатого насоса. Эти приборы служат с той целью, чтобы перекачивать жидкость, но могут работать и с другими составами, главное, чтобы те не были химически агрессивными.

Имеются и отрицательные стороны, одна из которых – невысокий КПД, если активирован режим малой производительности. Подобная проблема становится критичной, если необходимо перекачать небольшой объем воды под высоким давлением.

Помимо этого, не получится быстро ввести насос в эксплуатацию, так как прежде чем начать перекачивать жидкость, в корпус устройства должна быть введена вода.

Если не обращать внимания на эти недостатки, то, если вам требуется действительно производительная работа – насосы центробежного характера считаются оптимальным оборудованием для выполнения этих целей.

Виды многоступенчатых насосов

Отталкиваясь от того, в каком положении находится поршень оборудования, устройство может быть:

• горизонтальным. Позволяет увеличить напор подачи воды, поэтому популярен для эксплуатации в квартирах и загородных домах. Если необходимо автономное водоснабжение, такие насосы также успешно справляются с задачей. Зачастую подобное оборудование предполагает поверхностную работу, то есть их не нужно погружать в жидкость для функционирования. Так, многоступенчатый центробежный насос позволяет: ускорить наполнение бассейна или организовать систему орошения на участке;
• вертикальным. Такой колодец лучше всего подходит в том случае, если на участке есть колодец, расположенный недалеко от дома. Насос эффективно выкачивает воду с глубины порядка 20 метров, чего достаточно для многих пользователей.

Основные узлы многоступенчатого насоса

• корпус. Его задача – обеспечить герметичность конструкции и ее фиксацию;
• ротор – основа всего агрегата. Так как аккумулированы высокие технологии, данный элемент отличается надежностью и производительностью. Конструктивные особенности позволяют устройству взаимодействовать с различными жидкостями;
• балансировочный диск. Позволяет уменьшить нагрузку до оптимальной, в результате чего продлевается срок службы подшипников;
• основной вал. Обеспечивает устойчивость вала на одном месте, что, в свою очередь повышает эксплуатационный срок уплотнителей и подшипников;
• уплотнения;
• дефлекторы. Обеспечивают гарантированный объем масла в узле подшипника, а также защищают его от попадания механических частиц;
• рабочие колеса и импеллеры. Минимализируют вибрации вала и делают его движения сбалансированными.

Наиболее распространенная разновидность водяных насосов — центробежные агрегаты, в зависимости от конструктивных особенностей классифицируется на две группы: насосы одноступенчатого и многоступенчатого типа.

В данной статье мы поговорим об их различиях, устройстве, принципе действия, преимуществах и недостатках. Также будет рассмотрен ассортимент продукции ведущих производителей центробежных насосов, компаний Grundfos и Lowara.

1 Принцип действия и конструктивные различия

Центробежные насос — оборудование, перекачивающее рабочую жидкость за счет центробежной силы, которая создается в результате вращения лопастного барабана. Такие агрегаты имеют металлический либо стальной корпус, внутри которого расположен электропривод и вал вращения. На валу жестко зафиксирован барабан, который может быть открытым (состоит из одного диска и боковых лопастей) либо закрытым (два диска, между которым размещены лопасти).

Лопасти барабана располагаются под углом, они направлены в обратную к направлению его движения сторону, что нужно для обеспечения максимально эффективного захвата воды. На корпусе агрегата имеют два патрубка — всасывающий и подающий (напорный), через которые циркулирует перекачиваемая жидкость.

При заполнении корпуса насоса водой начинает вращаться барабан, вода попадает в лопасти и в результате движения колеса под напором отбрасывается к напорному патрубку. В результате этого в зоне выпускного патрубка создается зона высокого давления, тогда как в центральной части барабана — зона разрежения, под воздействием которой вода начнет поступать через всасывающий патрубок насоса. Данный принцип обеспечивает непрерывную подачу жидкости циркуляционными насосами любого типа. В отличие от поршневых агрегатов, они не имеют проблем с неравномерным, пульсирующим напором, что значительно расширяет сферу применения такой техники.

Рассмотрим устройство одноступенчатого агрегата:

1. Корпус, также именуемый улиткой (на схеме представлен горизонтальный тип корпуса).
2. Лопастное колесо.
3. Уплотнение рабочего вала.
4. Вал вращения.
5. Уплотнение камеры с масляной ванной.
6. Подшипниковая опора.
7. Несущая опора.
8. Отверстия для контроля за уровнем масла в камере.

Одноступенчатые центробежные насосы имеют одно рабочее колесо, тогда как многоступенчатый насос — два и более. При этом их принцип действия остается идентичным, улучшаются лишь эксплуатационные характеристики оборудования — производительность (количество перекачиваемой воды в минуту) и напор (максимальное расстояние, на которое может быть перекачана жидкость). Напор указывается в метрах, которые свидетельствуют о расстоянии перекачки по высоте, чтобы узнать максимальную длину транспортировки жидкости напор необходимо умножить на 10.

В зависимости от конструктивного устройства многоступенчатый центробежный насос может быть секционным либо спиральным. Секционный агрегат отличается тем, что перекачка жидкости осуществляется последовательно — из первого барабана в следующий. Максимальная производительность, которую может развить секционный насос на сегодняшний день составляет 900 м 3 /ч при напоре 1900 м.

1.1 Устройство центробежного насоса (видео)

1.2 Преимущества и недостатки центробежных агрегатов

Широкое распространение насосного оборудования, работающего по принципу центробежной силы, объясняется наличием у данной техники ряда эксплуатационных преимуществ, к которым относится:

• компактные размеры и небольшой вес за счет прямого соединения вала вращения с двигателем, конструкция не предполагает наличие каких-либо передаточных механизмов;
• надежность и долговечность, отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании;
• плавная подача рабочей среды, нулевой риск возникновения гидравлических ударов;
• возможность работать с загрязненными жидкостями, содержащими в составе механические частицы, что достигается за счет отсутствия в конструкции клапанов;
• доступная стоимость за счет простоты конструкций.

Единственным недостатком данных агрегатов является сравнительно низкий КПД при работе в режиме малой производительности. Особенно критичной данная проблема стает при необходимости перекачки небольшого объема воды под высоким давлением.

Также как недостаток можно рассматривать невозможность быстрого запуска оборудования, поскольку перед началом перекачки корпус насоса необходимо заполнить водой. В целом же, для производительной работы центробежные насосы являются лучшим выбором.

2 Классификация оборудования

Как многоступенчатые, так и одноступенчатые агрегаты, в зависимости от положения оси рабочих колес в пространстве, классифицируются на:

• горизонтальные;
• вертикальные.

В горизонтальной конфигурации, как правило, выполняются крупногабаритные промышленные агрегаты для стационарной установки, также горизонтальные агрегаты используются в насосных станциях автоматического водоснабжения, в которых они сопряжены с корпусом гидроаккумулятора. Вертикальное оборудование более распространено в сфере бытовой эксплуатации, в таком корпусе делаются все разновидности скважинных насосов, дренажные и фекальные агрегаты.

Также одним из основных факторов классификации центробежного оборудования является его разделение на типы в зависимости от положения корпуса агрегата относительно перекачиваемой жидкости, согласно которой насосы бывают поверхностные и погружные.

Конструктивно погружное оборудование может обеспечить перекачку до 16 м3 жидкости в час при напоре до 200 метров. Практически все скважинные насосы погружные, так как они могут поднимать воду с большой глубины (40 метров и более), тогда как поверхностные агрегаты в принципе не способы высасывать воду с глубины более 10 метров.

Среди отличий также выделим то, что погружные установки значительно тише, чем поверхностные, что важно при монтаже насосной станции внутри жилого помещения. Однако поверхностный насос проще в обслуживании и ремонте, так как он не обладает полностью герметичным корпусом.

Рассмотрим оставшиеся классы центробежного оборудования:

• в зависимости от развиваемого давления подачи: до 0.2 МПа — низкого, до 0.6 МПа — среднего и свыше 0.6 МПа — высокого давления;
• по коэффициенту быстроходности — тихо, нормально и быстроходные;
• по функциональному назначению — водяные, пожарные, нефтяные, дренажные, фекальные;
• по типу соединения колеса с двигателем — консольные, приводные, муфтовые.

КПД работы таких агрегатов непосредственно зависит от их быстроходности, скорости вращения колеса и конструктивного исполнения. Так, компактные одноступенчатые насосы имеют КПД 0.6-0.7, крупногабаритные — 0.9-0.92.

2.1 Производители и популярные модели

Ведущими мировыми производителями центробежного оборудования являются компании Lowara (Италия) и Grundfos (Дания). Оба производителя поставляют на рынок агрегаты как для бытовой, так и для промышленной эксплуатации. В ассортименте итальянцев представлены пять линеек насосной техники:

Тогда как итальянская компания специализируется на многоступенчатой технике, лидирующие позиции в сегменте одноступенчатых агрегатов занимают насосы производства фирмы Grundos. В ассортименте компании горизонтальные агрегаты представлены серией JP (в которую входит популярный одноступенчатый насос Grundfos JP 5), вертикальные — сериями TP (оборудование в стандартном исполнении) и TPD (насосы типа ин-лайн).

Многоступенчатый насос – это один из наиболее оптимальных агрегатов для подачи воды. С его помощью возрастает давление в системах водоснабжения многоэтажных и частных домов, а также на производстве.

Назначение многоступенчатых насосов

Главная задача, с которой должен справляться многоступенчатый насос, заключается в создании максимально возможного давления в системе водоснабжения. Другими словами, агрегаты этого типа предназначены для перекачивания воды и других неагрессивных жидкостей, температура которых может достигать 100 °C.

Среди других областей эксплуатации оборудования можно выделить:

• Полив и орошение сельскохозяйственных угодий;
• Поддержка бесперебойного снабжения водой в коммунальных предприятиях;
• Обеспечение работы систем пожаротушения в автоматическом режиме;
• Поддержка работы водоотлива в шахтах;
• Охлаждение паровых котлов на котельных предприятиях;
• Забор и перекачивание неагрессивных веществ и соединений в химической промышленности.

Из перечисленных сфер использования можно сделать вывод о том, что насосы данного типа применяются преимущественно для воды. При работе с этой жидкостью скважинный агрегат может создать наиболее сильный напор и стабильно выполнять свои функции на протяжении длительного времени.

Устройство многоступенчатого насоса – из чего состоит агрегат?

Подобного рода насосы имеют простую конструкцию. Они состоят из следующих элементов:

• Корпус, изготовленный из материалов, обладающих устойчивостью к коррозии;
• Всасывающий патрубок, который принимает жидкость;
• Патрубок нагнетания – сквозь него вода под напором подается внутрь системы;
• Основной вал;
• Рабочие колеса;
• Подшипники с функцией самостоятельного смазывания;
• Уплотнители на торцах устройства – предотвращают утечки воды из рабочей камеры.

Простое устройство насосного оборудования существенно облегчает его обслуживание и устранение неисправностей. Это помогает сэкономить деньги на услугах специалистов.

Центробежный многоступенчатый насос является секционным устройством и работает в определенном порядке. Сначала жидкость через всасывающий патрубок поступает в первую секцию, в которой расположено рабочее колесо. После создания необходимого напора вода сквозь нагнетательный патрубок проходит внутрь второй секции, где на нее снова воздействует центробежная сила, образованная вторым рабочим колесом. После этого жидкость под давление поступает из насоса в выходной шланг.

Другим словами, с прохождением каждой секции насоса, на жидкость воздействует больший напор, который создают рабочие колеса. Из этого можно сделать вывод, что давление в многоступенчатом насосе равно сумме всех показателей напоров, создаваемых в каждой отдельной секции.

Стоит отметить, что с увеличением диаметра рабочего колеса и скорости его вращения внутри агрегата напор выходящей из насоса жидкости также будет увеличиваться.

Виды многоступенчатых насосов – классификация рыночных моделей

Современное многоступенчатое насосное оборудование делится на такие типы:

• Вертикальные агрегаты – насосы этого типа устанавливаются в вертикальном положении. Среди преимуществ вертикального агрегата следует выделить вырабатывание очень высокого напора жидкости, способность перекачивать жидкость, температурой 100 °C и продолжительные сроки эксплуатации без сбоев;
• Горизонтальные многоступенчатые насосы – это оптимальное оборудование для обустройства водоснабжения в загородном доме. Рабочие плоскости такого насоса выполняются в горизонтальном положении. Это дает возможность получать воду под высоким напором при небольшой производительности устройства.

В зависимости от областей применения, на рынке выделяются такие агрегаты:

• Промышленные насосы высокого давления – обладают большими габаритами и более высокой мощностью. Каждый промышленный насос имеет специальное покрытие, защищающее его от воздействия химических веществ;
• Бытовые устройства – эти агрегаты имеют меньшие габариты и небольшую массу. Их гораздо проще обслуживать и чинить, они потребляют меньше электричества и издают меньше шума. Вместе с тем, они не выдают столь высокого напора, как оборудование первого типа.

Покупая многоступенчатый агрегат необходимо помнить, что промышленный устройства отличаются достаточно большим потреблением электричества. Из-за этого их лучше не покупать даже для обслуживания больших хозяйств. Вместо этого можно приобрести два бытовых насоса, которые суммарно будут потреблять гораздо меньше энергии, чем потребуется для работы одного промышленного агрегата.

Консольный центробежный насос: спиральный отвод корпуса насоса; рабочее колесо; опора корпуса; передняя крышка с всасывающим патрубком; - вал; гайка; шарикоподшибник; сальниковая набивка; - втулка сальника.

Все существующие центробежные насосы можно разделить на следующие группы: 1) по способу отвода воды: а) простые (без направляющего ап­парата);

б) турбинные (с направляющим ап­паратом); 2) по числу рабочих колес: а) одноступенчатые; б) многоступенчатые; 3) по подводу воды: а) с односторонним подводом; б) сдвусторонним подводом; 4) по положению вала: а) с горизонтальным валом; б) с вертикальным валом;

При вращении устройства на жидкость, находящуюся в межлопостном пространстве действует центробежная сила, результате чего из-под рабочей ступени вытекает вода. Это способствует возникновению разрежения непосредственно в центре ступени, и также повышению давления на периферии.Жидкость идет по всасывающему трубопроводу и попадает в насос через патрубок. Перемещение воды во всасывающем трубопроводе осуществляется за счет разности давления в центральной области колеса и приемном бассейне. Жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса, поступает в спиральную камеру, после чего перемещается в напорный патрубок, который соединен с напорным трубопроводом.Чем больше диаметр колеса и выше частота вращения, тем больше центробежная сила, а соответственно и напор насоса. В качестве привода для агрегата используется электродвигатель.

2. Многоступенчатые центробежные насосы. Многоступенчатые насосы предназначены для создания больших напоров. На общем валу вращающимся от двигателя жестко закреплены несколько рабочих колес,через которое поток движется последовательно.Для направления потока от выхода предыдущего ко в ходу следующего колеса в секционных насосах применяется направляющий аппарат,он состоит из 2 систем лопастей, направляющих(расположены за рабочим колесоми обратных.В других конструкциях насосов для этой цели имеются в корпусах спец каналы или доп.патрубки,что ухудшает компактность.При движении потока последовательно через рабочие колеса повышается напор,на выходе из насоса он определяется произведением напора одной ступени на число ступне.Бывают горизонтальные и вертикальные.Горизонтальные 3-х типов ЦНС

В зависимости от способа подвода жидкости к рабочим колесам :однопоточные;многопоточные.

По способу отвода жидкости из рабочего колеса: спирального (волютного);турбинного типа.

По конструкции корпуса: однокорпусного типа;секционного типа.

По количеству рабочих колес: одноступенчатые;многоступенчатые.

По степени быстроходности: низкой,средней,высокой быстроходности.

По способу привода насосы разделяются на: электроприводные,паровые (привод приводится в действие отбором пара из паровой турбины).

По расположению оси вала: горизонтальные,вертикальные,

По роду применения: шахтные, канализационные, питательные;

По роду перекачиваемой жидкости: кислотные,шламовые,землесосы,фекальные и т.д