Центробежный вихревой насос – особенности конструкции и предназначение

Насосные установки подразделяются по многим параметрам. Центробежный вихревой насос относится к динамической группе поверхностного двухступенчатого насосного оборудования, которое предназначено для перекачки нейтральных жидкостей в широком температурном диапазоне. Одна ступень здесь выполняет функцию центробежного насоса, а вторая – вихревого. Перемещение водной массы от одного колеса к другому производится посредством каналов, расположенных в крышке корпуса. Совмещение двух принципов работы, имеющих общие и отличительные черты, оказывает положительное влияние на технические показатели оборудования.

Конструкция и предназначение центробежно-вихревого насоса

Хотя центробежные и вихревые насосы относятся к одной группе, между ними существуют определенные различия. Вихревой насос имеет более компактные размеры, но при работе издает больше шума. Его стоимость несколько ниже, но производительность и создаваемый напор воды – значительно выше показателей центробежных установок. Сочетание моделей в одном устройстве компенсирует недостатки одного и подчеркивает достоинства другого оборудования.

В двухступенчатой конструкции центробежно-вихревых насосных устройств находится два рабочих колеса, включающихся в работу одновременно или последовательно в зависимости от модели. Перекачиваемая жидкость попадает вначале на расположенное первым центробежное колесо, создающее небольшое рабочее давление. Далее она поступает к вихревому колесу, увеличивающему напор в несколько раз. Результатом служит высокий показатель напора выходящей воды (до 190 метров) при относительно небольшой ее подаче, составляющей не более 37 кубометров в час.

Жидкость перемещается между колесами по специальному проводному каналу, находящемуся в крышке насосного агрегата. Центробежное колесо внутри корпуса фиксируется во избежание возможного осевого перемещения, а конструкция вихревого колеса обычно предусматривается плавающей. В некоторых моделях оба элемента располагаются на одном валу в общем корпусе. Вихревое колесо имеет отверстия, что позволяет при работе уравновешивать осевое усилие.

В комплект насосного оборудования входят электродвигатели, а специализированные установки дополняются взрывозащищенными вариантами моторов.

Буквенное обозначение центробежно-вихревых насосов выглядит как ЦВ. Третья буква соответствует разновидности конструкции. К примеру, насос ЦВК относится к консольному типу оборудования, а ЦВС – к самовсасывающему. Следующие за буквами цифры отвечают за показатели подачи жидкости (л/с) и ее максимального напора (м). Далее указывается:

• материал проточной части, определяющий прочность изделий (для ЦВ насосов – это серый чугун);
• вид уплотнения;
• климатическое исполнение.

Следует отметить, что центробежно-вихревой насосный агрегат обладает чуть большим КПД, чем обычный вихревой насос для воды.

ЦВ установки чаще всего используют для обеспечения работы маломощных котлов, подачи жидкостей или питьевой воды для небольших объектов в условиях горной местности, где без большого напора обойтись практически невозможно, а также при поднятии жидкости из низкорасположенных насосных станций. Перед запуском центробежно-вихревого насоса на самовсасывающем трубопроводе необходимо открыть задвижку. Без наполнения рабочей камеры перекачиваемой жидкостью пуск оборудования категорически не допускается. Также должна быть включена система охлаждения.

Центробежно-вихревые насосы выпускают в соответствии с нормативами ГОСТ 10392-89, где прописано, что данные устройства предназначаются для перекачки безопасных жидкостей в температурном режиме от -15 до +105 градусов по Цельсию. Здесь же, в зависимости от типоразмеров насосов, указываются дополнительные расчетные параметры, определяющие:

• максимальную высоту всасывания;
• кавитационный запас;
• КПД;
• частоту вращения;
• массу.

В ГОСТ приведены условные данные, исходящие из оптимального режима работы ЦВ насосов при температуре перекачиваемой жидкости около 20 градусов. Для других случаев предусматриваются допуски и отклонения. Более точные параметры и характеристики указываются в технической документации индивидуально для каждой конкретной модели центробежно-вихревого насоса.

Центробежная составляющая

Центробежное колесо состоит из двух дисков со вставленными между ними лопастями, развернутыми в противоположную от направления движения сторону. После наполнения через всасывающий патрубок полости первой ступени насоса колесо начинает вращаться. При этом возникает центробежная сила, отбрасывающая жидкость от центра рабочей камеры к ее стенкам.

Внутри агрегата создается определенное давление, вытесняющее воду через специальные каналы в сторону второй ступени насоса. В этот момент происходит разряжение давления в центральной части колеса, за счет чего поступает новая партия жидкости из всасывающего трубопровода. Таким образом вода непрерывно попадает в центробежную ступень рассматриваемого насоса и удаляется из камеры.

Вихревая составляющая

При вращении колеса в виде плоского диска, имеющего короткие лопасти радиальной формы, самовсасывающий вихревой насос дополнительно втягивает воздух через специальный патрубок за счет создания внутрипространственного вакуума. Поступающая из центробежной ступени перекачиваемая жидкость смешивается с воздухом.

Благодаря разнице плотностей, в камере происходит разделение компонентов. В результате, воздух выходит через соответствующее отверстие, а вода продолжает циркулировать внутри второй ступени насосного агрегата. После полного удаления воздушной массы насос начинает функционировать в центробежном режиме.

Чтобы не допустить попадания воздуха и жидкости обратно в подающий канал, на всасывающем фланце располагают обратный клапан.

Удачное сочетание центробежного насоса и вихревым позволило намного улучшить их характеристики и увеличить область применения оборудования.