Насос с плавающими рабочими колесами что это

Обновлено: 07.07.2024

Такой тип насосов интересен своей структурой и наличием колес не на самом валу, а непосредственно на дополнительных креплениях, что не только создает прекрасную возможность передвижения колес вдоль вала, но также и полностью освобождает их движение от трения и других препятствий. На вал крепится дополнительная осевая опора для колес, что и регулирует их движения. Важным является момент, который исключает сильное трение колеса об вал, поскольку каждое рабочее колесо опирается в первую очередь на кольцевой бурт механизма, что направляет движение.

Такая конструкция очень прочная и надежная, найти в ней недостатки сложно. Самым явным негативным моментом есть факт сильного подвержения всей осевой основы, включая не только основные компоненты, но также и дополнительные крепления сильному воздействию механических элементов и также примесей, что не только способствует разрушению системы, но также и серьезным поломкам отдельных частей насоса. Поэтому, для такого типа механизмов нужны частые осмотры и ремонты.

На сегодняшний день существует большое количество заводов, что специализируется именно на выпуске погружных насосов без осевого крепления и соединения оси со всем механизмом. В таких насосах осевое усилие заменяют дополнительные элементы:

Механическая пята протектора основной гидрозащиты, осевой опорой модуля, что регулируется исключительно работой насоса и его мощностью, и также газосепараторная установка, что часто применяется как замена осевой опоры модуля в системе насоса.

Также в работе насоса задействованы и радиальные подшипники, что должны воспринимать поперечные усилия как результат работы насоса.

Для полноценного рабочего процесса в насосе используются два типа подшипников – верхний и нижний, что способствует не только нормальной работе, но также и усилению ее основных показателей.

Насосы с плавающим механизмом рабочих колец являют собой важную часть при перекачке и выработке энергии и поэтому часто используются как на предприятиях, так и в домашних условиях.

Любая автономная система водоснабжения немыслима без применения перекачивающего устройства. В качестве источника на большинстве загородных участков используется скважина. Для нее в основном приобретаются бытовые насосы винтового или центробежного типа. В чем разница между ними, и какую модель стоит выбирать?

В конечном итоге решать придется собственнику, так как, не зная всех особенностей системы водоснабжения, параметров скважины (в том числе, и ее дебита), давать однозначную рекомендацию не возьмется ни один профессионал. Чтобы выбор был осознанным, необходимо разбираться, в чем плюсы и минусы перекачивающих устройств различных типов.

Насосы винтовые

Такие приборы являются аналогами роторных агрегатов. Рабочий элемент в них – винт, оснащенный лопастями. В первом приближении он напоминает шнек мясорубки. При его вращении происходит всасывание воды и подача ее под давлением на выходной патрубок.

Насосы этого типа выпускаются в различных модификациях – с одним винтом, двумя и даже тремя. Но их достоинства и недостатки одинаковы; разница лишь в значениях отдельных характеристик.

Способность создавать высокий напор.
Ограничений по глубине скважины практически нет.
Подача воды даже при минимальном ее уровне. Для скважин, характеризующихся низким дебитом – один из лучших выборов.
Пульсаций давления в системе из-за работы насоса не будет, так как подача воды осуществляется равномерно, плавно.
Такие приборы способны перекачивать жидкости недостаточно очищенные, то есть с включениями твердых фракций.
Бесшумность.
Поломки винтового насоса крайне редки, так как его устройство очень простое.
Техническое обслуживание несложное и незатратное.
Стоимость значительно ниже, чем аналогичных приборов центробежного типа.

Повышенные габариты. Центробежные насосы гораздо компактнее.
Нет возможности дозирования подаваемого объема воды.
Все винтовые модели – погружного типа. Это отражается на удобстве их обслуживания или ремонта; прибор придется вынимать из скважины. И если поломка произойдет в зимний период, возникнет ряд проблем.

Насосы центробежные

Такие перекачивающие приборы от винтовых устройств отличаются рабочим элементом. В них перемещение жидкости осуществляет колесо. В более простых моделях оно одно, хотя их бывает и несколько.

Универсальность применения. Это относится как к источнику воды (скважина, колодец или иное), так и к способу монтажа – модели глубинные и поверхностные.
Компактность.
Высокая надежность.
Большой модельный ряд.
Повышенная производительность, что позволяет поднимать воду со значительной глубины и подавать ее на большую высоту.
Шумы в рабочем режиме практически отсутствуют.

Приведенная информация – всего лишь обобщенные сведения о насосах винтовых и центробежных. На рынке множество приборов этих типов, отличающихся производителем, характеристиками и возможностями по обеспечению водой. Выбор не ограничивается лишь определением группы перекачивающего устройства. Чтобы понять, насколько сложен данный вопрос, можно отметить некоторые критерии оценки целесообразности приобретения.

Примечание. Выбор насоса для скважины – вопрос достаточно сложный, и приобретать его без консультации со специалистом не стоит. Иначе велика вероятность, что результат окажется неудовлетворительным, а деньги и время будут потрачены зря.

Скважинные насосы относятся к разновидности погружных устройств. Это значит, что они работают при погружении в перекачиваемую среду, осуществляя забор жидкости и создавая напор, необходимый для ее подъема по трубам с большой глубины. Для реализации этого процесса используется несколько принципиальных схем, и одну из них мы подробно рассмотрим.

Конструкция и функционирование винтового насоса

Винтовые скважинные насосы присутствуют в ассортиментных линейках практически у всех производителей такого оборудования. Несмотря на различия в конструкции и компоновке, общая схема устройства таких насосов остается неизменной:

⦁ Емкостью для перекачки становится корпус насоса. В случае с изделиями, предназначенными для скважин, корпус почти всегда производится из высококачественного металла, поскольку полимеры эксплуатационных нагрузок такого уровня не выдерживают.

⦁ Движение воды обеспечивается за счет движения ротора – шнекового винта. При его вращении осуществляется забор жидкости из скважины, после чего она разгоняется и под напором поступает в шланг.

⦁ Ротор приводится в движение электродвигателем посредством жесткого вала. За стабильность работы всей системы отвечает комплекс подшипников и других деталей, который очень сильно зависит от класса оборудования. Чем качественнее насос, тем сложнее его внутреннее устройство – но тем больше его ресурс за счет минимизации износа шнекового вина и привода.

Винтовые насосы для скважин, такие как Unipump Eco Vint 0 используются в основном в бытовых системах автономного водоснабжения. Благодаря компактной конструкции такие изделия можно устанавливать в скважины диаметром от 65 мм и более.

Оценка установок

Преимущества

У скважинных наcосов винтового типа есть целый ряд преимуществ. Для владельца загородного дома, планирующего обустройство автономной системы водоснабжения на базе скважины, наиболее важными будут такие плюсы:

⦁ Равномерная подача воды. Благодаря вращению ротора водяной столб поднимается с постоянной (относительно) скоростью, что способствует выравниванию давления. Таким образом снижается нагрузка на соединения труб и увеличивается ресурс всей системы.

⦁ Относительно невысокий уровень шума и вибрации (по крайней мере, если сравнивать с вибрационными моделями). И если шум для глубокой скважины – не самая актуальная проблема, то отсутствие сильных вибрационных воздействий идёт механизму на пользу.

⦁ Возможность перекачки жидкости с включениями. Для бытовых скважин, в которых почти всегда присутствуют либо песок, либо ил, либо глина, либо все вместе это очень важно. Наличие твердых частиц в воде не снижает производительность насоса и не приводит к выходу из строя его механизмов.

Естественно, при работе с взвесями износ агрегата возрастает, так что прокачку скважины для удаления излишков песка, ила или глины никто не отменял!

Кроме того, к достоинствам специалисты относят общую надежность агрегатов: достаточно простая конструкция реже выходит из строя и не требует профилактического обслуживания. Для скважинного насоса, работающего под постоянной нагрузкой на большой глубине все эти качества очень важны.

Недостатки

У винтовых скважинных насосов есть и недостатки, которые ограничивают их использование в ряде случаев:

Для скважинных моделей эта проблема становится актуальной только при сильном понижении уровня воды в горизонте. Во всех остальных случаях пока двигатель находится в погруженном состоянии, последствия перегрева будут не слишком заметными.

⦁ Невысокий КПД. У разных моделей этот показатель колеблется в пределах от 50 до 70%, что объясняет умеренную производительность. Для бытовых нужд этого обычно хватает, но если необходимо обеспечивать подъем очень больших объемов воды за короткое время – используют другие разновидности насосов.

Заключение

У погружных насосов винтового типа есть как достоинства, так и недостатки. Сочетание этих характеристик дает возможность эффективно использовать насосные установки в скважинах с не самой чистой водой — автономное водоснабжение будет стабильным, а само оборудование не пострадает. Но при этом бюджет скважины должен быть достаточно высоким, иначе устройство будет страдать от перегрева при периодической работе на холостом ходу.

Итальянский производитель бытовых и промышленных насосов Pedrollo полностью обновил линейку скважинных насосов 4SR-PD. На смену 4SR-PD пришла модель 4SR F - многоступенчатый глубинный насос для скважины с современной запатентованной конструкцией "плавающих рабочих колес".

Эта новая технология с успехом применяется многими производителями насосного оборудования. Среди них знаменитый Grundfos (Дания), итальянский Calpeda с моделями 4SDP , продукция которых представлена на нашем сайте.

В чем суть и польза конструкции "плавающего" рабочего колеса?

У скважинного насоса при его остановке обычно возникает загрязнение крыльчаток, т.к. перекачиваемая жидкость содержит определенное количество песка и примесей. При запуске осадок оказывает разрушительное воздействие на поверхность рабочих колес и диффузоров. В результате эти части изнашиваются, возникает заклинивание вала насоса.

"Плавающие" рабочие колеса имеют небольшое пространство, зазор вдоль вала. Они не зафиксированы на валу, а могут незначительно перемещаться. При включении насоса вращением рабочего колеса поток воды нагнетается между рабочим колесом и диффузором. Образовавшееся давление поднимает рабочее колесо, не зафиксированное на валу, а песок выносится потоком, частично проходящем ниже крыльчатки, не разрушая ее. Таким образом современная технология "плавающего" рабочего колеса дает возможность значительно уменьшить негативные последствия трения песка по поверхности крыльчаток и диффузоров, снижает их износ и продлевает срок эксплуатации насоса.

Крыльчатки и диффузоры насоса Pedrollo 4SR F выполнены из специальных материалов (см. КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ) , термостойких, устойчивых к ударным нагрузкам, созданных для изготовления деталей с повышенными требованиями к стабильности размера. Т.е. свойства используемых материалов усиливают эффект от примененной технологии "плавающего рабочего колеса". Новый Pedrollo 4SR F может перекачивать воду с содержанием песка до 200 г/м³ против 150 г/м³ у предыдущей версии.

Все основные части насоса 4SR F выполнены из нержавеющей стали марки AISI 304 - материала, не нуждающемся в дополнительной рекламе. Благодаря стойкости к коррозии и прочности нержавейка AISI 304 универсальна в применении: из нее делают оборудование для перевозки напитков, мебель, кухонную посуду, емкости для химических реактивов, оборудование пищевых и химических предприятий.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Прецизионное литье (высоколегированный сплав), нержавеющая сталь AISI 304, напорный патрубок с резьбой согласно ISO 228/1

Глубинный центробежный насос 4SR F сконструирован на основе однофазного (230 В 50 Гц) или трехфазного (400 В 50 Гц) двигателя Pedrollo PD. Это ремонтопригодный перематываемый, маслозаполненный погружной двигатель с высоким КПД, оснащенный кабелем питания длиной 2 м для моделей мощность до 2,2 кВт и 3,6 м для моделей мощностью от 3 до 7,5 кВт. Чтобы правильно рассчитать длину и диаметр сечения кабеля, рекомендуем воспользоваться статьей Как подобрать кабель к скважинному насосу. Также для пайки кабеля необходима термоусадочная кабельная муфта. И водопогружной кабель, и муфту, а также другие элементы обвязки насоса 4SR F можно купить по хорошей цене на сайте НасосВдом. А наш Сервис-Центр предоставляет услугу по пайке кабеля

МАРКИРОВКА

На примере насоса 4SRm 2/13 F рассмотрим, что означает данная маркировка:

Погружной многоступенчатый центробежный насос представляет собой набор большого числа ступеней — рабочих колес и направляющих аппаратов, заключенных в стальной корпус в виде трубы. Рабочие колеса и направляющие аппараты собираются на одном валу, который поддерживается осевой опорой.
Направляющие аппараты, представляющие собой единый пакет, опираются на основание и закреплены от проворота в корпусе верхним подшипником.

Пята через шпонку посажена на вал и удерживается в осевом направлении посредством дистанционного и стопорного кольца. Подпятник опирается на верхний подшипник, а за счет паза входящего в отверстие верхнего подшипника, удерживается от проворота. Осевая сила от вала передается пятой через стопорное и дистанционное кольцо подпятнику. При работе насоса, жидкость из верхнего подшипника, по зазору между втулкой и подпятником, поступает к центральной части пяты. При вращении пяты жидкость по канавкам нагнетается в зазор между плоскими частями подпятника и пяты. Таким образом, подпятник скользит по слою жидкости.
Основным недостатком такой конструкции является подверженность осевой опоры воздействию механических примесей. Поэтому в настоящее время заводы-изготовители погружного оборудования выпускают насосы без осевой опоры вала в секциях. В таких насосах восприятие осевого усилия от вала осуществляется: пятой протектора гидрозащиты, осевой опорой специального входного модуля или осевой опорой газосепаратора.
Поперечные (радиальные) усилия, возникающие при работе насоса, воспринимают радиальные подшипники. В каждой секции насоса обычного исполнения вал вращается в двух подшипниках — верхнем и нижнем. Для предотвращения изгиба и сохранения прямолинейности вала в насосах износостойкого исполнения устанавливаются промежуточные радиальные подшипники.

В усовершенствованных конструкциях насосов радиальные подшипники размещают в направляющих аппаратах, что позволяет отказаться от установки промежуточных подшипников и сэкономить полезное пространство для дополнительных ступеней.

Каждая ступень насоса состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата.
Рабочее колесо состоит из двух дисков — нижнего, в виде кольца с отверстием большого диаметра в центре, и верхнего — сплошного диска со ступицей, через которую проходит вал. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса.

Направляющий аппарат состоит из диффузора, в виде стакана с отверстием большого диаметра в центре, и диска с отверстием, диаметр которого чуть больше диаметра втулки рабочего колеса. [направляющий аппарат] Между диффузором и диском, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопатки, изогнутые в ту же сторону, что и лопатки рабочего колеса.

Каждая ступень развивает напор от 3 до 7 метров водяного столба.
При увеличении количества ступеней напор будет равен сумме напоров развиваемых каждой ступенью в отдельности, подача же насоса при этом останется неизменной, т.е. такой, какую обеспечивает одна ступень. Подача насоса зависит от размера и конфигурации ступеней.
Существуют два типа ступеней: ступени с цилиндрическими лопатками (применяются в насосах с низкой подачей — до 250 м!/сут) и ступени с наклонноцилиндрическими лопатками (применяются в насосах с подачей свыше 250 м3/сут).

Принцип работы центробежного насоса.

Работа насоса основана на взаимодействии лопаток вращающегося рабочего колеса и перекачиваемой жидкости. Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости, находящейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освободившееся пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей под действием создаваемого разрежения. Из рабочего колеса жидкость забрасывается в направляющий аппарат, который по своим каналам направляет жидкость к центральной части следующего колеса. Вследствие такого принудительного отклонения потока жидкости, на внутренних стенках направляющего аппарата создается давление. Таким образом, скоростная энергия преобразуется в энергию давления.

Техническая характеристика насосов.

Основными параметрами насоса являются подача и напор. Под подачей понимают объем жидкости, который перекачивает насос за определенный промежуток времени (О, м3/сут). Напор — это максимальная высота, на которую насос может поднять жидкость (Н, м), или давление, которое способен преодолеть насос, выраженное в метрах столба жидкости.
В зависимости от условий эксплуатации центробежные насосы имеют переменные подачи и напоры. Графическая зависимость напора, потребляемой мощности и к.п.д. от подачи при постоянном числе оборотов называется характеристикой центробежного насоса. Обычно характеристики насосов устанавливают опытным путем (испытание водой />=1000 кг/м3): при постоянном числе оборотов насоса изменяют степень открытия задвижки, установленной на выходе из насоса, замеряют подачу (О), напор (Н) и мощность (И), далее по этим данным вычисляют КПД насоса <ц). Найденные таким путем зависимости изображают графически в прямоугольной системе координат, как правило, для 100 ступеней.
Основной характеристикой насоса считается зависимость напора от его подачи Н(О). По характеру кривой видно, что насос способен поднять столб жидкости на максимальную высоту (Н^, но при этом он будет работать вхолостую ((2=0) и наоборот — насос способен перекачать максимальный объем жидкости (0„„) при отсутствии противодавления (Н=0).

Поскольку полезная работа насоса пропорциональна произведению подачи на напор, то для этих двух крайних режимов работы насоса полезная работа будет равна нулю, а следовательно и КПД будет равен нулю. При определенном соотношении () и Я, к.п.д. достигает максимального значения, равного примерно 50%. Подача и напор, соответствующие максимальному к.п.д., называются оптимальным режимом работы насоса. Зависимость г(0) около своего максимума уменьшается плавно (3 — 5%), поэтому вполне допустима работа ЭЦН при режимах, отличающихся от оптимального в ту и другую сторону на некоторую величину. Область возможных режимов работы насоса называется рабочей частью или рабочей зоной.
Кривая N(0) характеризует зависимость потребляемой насосом мощности от подачи. Стендовые испытания различных насосов показали, что как правило, потребляемая насосом мощность снижается при уменьшении подачи.
Подбор насоса по существу сводится к выбору такого типоразмера ЭЦН, чтобы он, будучи спущен в скважину, осуществлял максимально допустимый отбор жидкости с заданной глубины и работал при этом, на режимах приближенных к максимальному КПД.

УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
ЭЦН (К) (И) — XX — XXX — хххх
1 2 3 4 5 6
1 — Электроцентробежный насос
2 — Насос в коррозионостойком исполнении
3 — Насос в износостойком исполнении
4 — Габаритная группа насоса
5 — Номинальная подача насоса (м3/сут)
6 — Номинальный напор (м]
Габаритная группа насоса 5 5А 6 6А
Минимально допустимый внутренний диаметр эксплуатационной колонны, мм 123,7 130 144,3 148
Наружный диаметр корпуса насоса, мм 92 103 114 123

Читайте также: