Вертикальный центробежный насос – разновидности и особенности работы

Вертикальные модели центробежных насосов получили широкое распространение в быту и в условиях промышленных предприятий. Их отличительной особенностью является вертикально расположенный вал, благодаря которому для размещения оборудования требуются малые размеры площадок. Вертикальный центробежный насос можно использовать не только как самостоятельную единицу, но и в качестве одной из составляющих общей системы водоснабжения или водоотведения.

Разновидности вертикальных насосов

Вертикальные виды насосов центробежного типа подразделяются по нескольким критериям:

• по напору – низкий уровень, средний или высокий;
• по быстроходности – нормальные, тихо- или быстроходные;
• по производительности – объему перекачиваемой среды за единицу времени;
• по количеству ступеней (секций или колец);
• по числу входов воды – одно- или двусторонние;
• по виду перекачиваемой жидкости – водяные, дренажные, химические, фекальные и т.д.;
• по способу погружения – наземные, полупогружные или погружные;
• по варианту соединения с электродвигателем – прямоприводные, редукторные или со шкивом.

Вертикальные насосные агрегаты используются в водопроводных и канализационных системах, для перекачивания чистой, загрязненной или агрессивной среды низкой вязкости. Они компактны, просты в обслуживании, высокоэффективны, а их уровень шума имеет низкие показатели. Благодаря своим преимуществам, центробежный одно- и многоступенчатый насос нашел широкое применение во многих областях, основными из которых являются системы:

• отопления;
• водоснабжения;
• дренажа;
• конденсации;
• орошения, фильтрации и мелиорации;
• очистки и т.д.

Насосные агрегаты применяют для поднятия на другой уровень жидкости за счет повышения ее давления. Их выпускают в трех вариантах – поверхностными (наземными), а также погружными или полупогружными. Каждый из них комплектуется электродвигателем.

В первом случае оборудование устанавливают на поверхности земли, в приямках или на специальных площадках, не соприкасающихся с перекачиваемой жидкостью. Полупогружной насос лишь частично опускается в воду, при этом двигатель остается над ее поверхностью. Погружная герметичная конструкция вместе с электродвигателем помещается в жидкую откачиваемую среду. Преимуществом, в этом случае, перед полупогружными вертикальными агрегатами является возможность установки оборудования не только в прямолинейных, но и в искривленных скважинах.

Необходимо помнить о том, что электродвигателем запускать вертикальный насос центробежного типа разрешается только в том случае, если в корпусе уже находится жидкость. Всухую пуск не допускается!

Много секционный насос способен увеличивать давление в несколько раз, по сравнению с одноступенчатыми моделями с электродвигателем. Причем, чем больше секций будет в конструкции, тем выше окажется конечный результат и КПД агрегата, так как каждая из последовательно подсоединенных ступеней дает потоку жидкости прирост кинетической энергии.

Как работает центробежный насос с электродвигателем

Основным элементом центробежного насосного оборудования является лопастное колесо. Причем много секционный агрегат оснащен сразу несколькими закрепленными на валу колесами, число которых соответствует количеству ступеней. Колеса представляют собой два расположенных на расстоянии друг от друга диска, установленных на вертикально расположенном валу и соединенных в единое целое лопастями, изогнутыми в обратную сторону от направления вращения.

Межлопастные каналы в процессе работы насоса наполняются поступающей в корпус жидкой средой. При вращении вала возникает центробежная сила, которая выбрасывает воду на стенки внутренней камеры. В результате, в центре колеса создается пониженное давление, а в отдаленной от него части – повышенное, выталкивающее жидкость наружу. Непрерывность работы агрегата обеспечивает постоянное всасывание новой партии перекачиваемой среды за счет разряженного давления, образующегося в центральной части камеры.

Много секционный насос перемещает жидкость последовательно из одной ступени в другую, и только после этого вода или суспензия поступает в отводящий патрубок.

Вал, отвечающий за вращение рабочих элементов, насаживается на подшипники. А во избежание протечек, между движущимися и неподвижными конструктивными деталями вертикального насоса устанавливаются уплотнительные сальники, либо магнитные муфты.

Использование вертикальных циркуляционных насосов ин-лайн позволяет устанавливать агрегаты линейно даже в трубопроводах, что повышает эффективность работы системы перекачивания жидкостей. Напорные и всасывающие патрубки, в этом случае, располагаются по одной оси.

Секционный насос

Центробежные агрегаты вертикального исполнения располагают на чугунных плитах, являющихся основой. Многоступенчатая конструкция включает в себя от 2 до 10 рабочих колес, размещенных на общем валу и в едином кожухе, но в отдельных модулях, находящихся, в свою очередь, между всасывающим и нагнетательным корпусом. Соединяется конструкция стяжными шпильками, а стыки уплотняются резиновыми прокладками. Патрубки, в этом случае, располагаются горизонтально в одной плоскости.

Особенностью многоступенчатых насосов является значительное повышение напора перекачиваемых сред на выходном патрубке, по сравнению с одноколесными установками. Секционный агрегат имеет более совершенную конструкцию, так как окончательный показатель напора выходящей водной струи складывается из суммарной величины напоров, состоящей из показателей каждой ступени. Проще говоря, двух секционный насос вертикального типа на выходе обеспечивает меньшую высоту струи, чем десяти секционный.

Немного истории

Простейшие насосы известны еще до нашей эры. А вот идея использования центробежной силы в процессе перекачивания воды появилась у Леонардо да Винчи на рубеже 15-16 веков, но лишь в набросках. Когда именно был разработан полноценный центробежный насос – доподлинно неизвестно, поэтому одного единственного изобретателя назвать не сможет никто.

В начале 17 века француз Бланкано соорудил максимально простую установку, которая могла подавать воду при помощи вращающегося рабочего колеса. Центробежный насос с четырехлопастным колесом, расположенным в спиральном корпусе, впервые предложил француз Дени Папен в конце 17 века. Первая же вертикальная насосная конструкция центробежного типа была опробована и внедрена инженером Ле Демуром в первой половине 18 века, а классическая форма колеса появилась лишь в начале 19 века. Широкое применение центробежные насосы получили после того, как их начали укомплектовывать электродвигателем.

Над созданием полноценных агрегатов независимо друг от друга трудились русские и зарубежные изобретатели на протяжении десятилетий.

Конструкция вертикального насоса с несколькими ступенями появилась на рубеже 19-20 столетия благодаря нашему соотечественнику – русскому инженеру Пушечникову. Его насосная установка могла выкачивать воду из скважин, имеющих глубину до 250 метров.

Правильная эксплуатация – залог долгой службы

Безаварийность центробежных насосов можно обеспечить организацией требуемых условий работы оборудования и установкой контролирующих приборов. Защитить рабочие колеса от попадания инородных тел поможет задвижка и соответствующий фильтр. Обратный клапан с манометром, определяющим давление на входном патрубке, позволит избежать появления кавитационных процессов.

Манометр, фиксирующий давление внутри насоса, поможет предотвратить гидроудар.

При выборе вертикальных центробежных агрегатов следует ориентироваться на их характеристики. Наиболее важными параметрами считаются:

• потребляемая мощность;
• производительность;
• напор водной струи на выходе;
• внешние габариты;
• материал изготовления проточной части и рабочих деталей, входящих в контакт с перекачиваемой жидкостью.

Продолжительность эксплуатации насосного оборудования во многом зависит от правильного его использования. Вертикальные насосы не следует устанавливать в наклонном, а тем более в горизонтальном положении. Их категорически не допускается применять для перекачивания сред, не предусмотренных в инструкции. Водный насос не вынесет действия агрессивной или вязкой жидкости, его недопустимо ставить в дренажные системы, где возможно присутствие твердых частиц. А дорогостоящие химические насосы не имеет смысла приобретать для полива огорода.

В случае использования насосного оборудования в зимнее время, потребуется его утепление или установка в отапливаемом помещении. В противном случае корпус может разгерметизироваться и даже лопнуть.

Соблюдение правил эксплуатации поможет продлить полноценную эксплуатацию любых центробежных насосов, в том числе и вертикальных.