Конструкція / Принцип насоса: погружной, вакуумний, відцентровий, вихровий насос
Насоси, як обладнання для транспортування різних типів рідин, активно використовуються в промисловості і в інших сферах економіки вже понад два століття. Спочатку це були насоси поршневого типу, як більш прості за конструкцією. Однак, протягом наступних десятиліть були розроблені і запущені в масове виробництво насоси інших різновидів.
Принцип насоса при цьому може серйозно відрізнятися один від іншого, але в будь-якому випадку, насосне обладнання проектується таким чином, щоб найбільш оптимально вирішувати поставлені перед ним завдання, будь це підйом води з глибини свердловини, перекачування легкозаймистих рідин на лакофарбовому виробництві або дозування в'язких речовин при виготовленні лікарських препаратів.
Принцип дії основних різновидів насосів
Сьогодні існує величезна кількість типів насосів, які значно відрізняються один від одного не тільки розмірами, потужністю і продуктивністю, але і принципом насоса. призначенням і видом рідини.
З усього різноманіття насосів можна виділити три основні групи, що розрізняються принципом дії:
насоси зворотно-поступальної дії;
динамічні;
роторні.
Принцип поршневого насоса
До першої групи належать поршневі і мембранні насоси. Принцип насоса поршневого типу пов'язаний з рухом рідини внаслідок переміщення поршня або мембрани уздовж осі насоса, причому робота таких насосів вимагає наявності всмоктуючого і нагнітального клапанів, які по черзі відкривають то підвідний то, напірний трубопровід.
Поршневий насос являє собою циліндр з переміщається в ньому поршнем. При переміщенні поршня з правого крайнього положення в ліве рідина, яка займала внутрішній простір циліндра, витісняється в сторону нагнітання. При зворотному русі поршня це простір знову заповнюється рідиною, що надходить з боку всмоктування. Напрямок руху рідини при всмоктуванні і нагнітанні визначається клапанами.
Принцип насоса плунжерного типу заснований на таких же закономірності.
Принцип вакуумного насоса
Вакуумні насоси забирають гази, пари і повітря з обсягу робочої камери, яка володіє таким властивостями як замкнутість і герметичність. У міру того, як гази, пари і повітря поступово віддаляються, обсяг порожнин змінюється в слідстві чого, молекули відкачуваного речовини перерозподіляються в потрібному напрямку.
Принцип насоса вакуумного типу залежать від типу конкретного агрегату.
Принцип вакуумного насоса основною частиною функціонує за правилом витіснення. Величина отриманого вакууму безпосередньо залежить від якості герметичності робочого простору, яке створюється робітниками органами насоса: пластинами, Золотниками і колесами спільно з рідиною.
Принцип вакуумного насоса повинен забезпечити дві основні умови:
Знизити тиск в замкнутому просторі до мінімального необхідного значення
Здійснити цю операцію за певний проміжок часу
Принцип відцентрового насоса
Принцип насоса динамічної дії заснований на передачі кінетичної енергії обертання робочого колеса рідини. Це, перш за все, відцентрові насоси і вихрові насоси.
При обертанні колеса в потоці рідини виникає різниця тисків по обидва боки кожної лопаті і, отже, силове взаємодія потоку з лопатевим колесом.
Сили тиску лопатей на потік створюють вимушене обертальний і поступальний рух рідини, збільшуючи її тиск і швидкість, тобто механічну енергію. Приріст енергії в лопастном колесі залежить від поєднання швидкостей протікання потоку, швидкості обертання колеса, його розмірів і форми, тобто від поєднання конструкції, розмірів, числа оборотів і подачі насоса. При постійному числі обертів кожному значенню подачі лопатевого насоса відповідає певний натиск. Залежність напору від подачі графічно виражається плавною кривою.
Принцип теплового насоса
Принцип теплового насоса заснований на роботі в замкнутій системі опалення. Робота теплового насоса спирається на експлуатацію природних джерел тепла з навколишнього середовища.
Такими джерелами тепла можуть бути:
зовнішнє повітря
тепло водойми (наприклад, озера)
тепло грунту або грунтових вод.
Принцип насоса для опалення укладений в слудкющем. Тепловий насос монтується в систему опалення, яка складається з декількох контурів.
1 зовнішній контур - з цього контуру циркулює незамерзаючий теплоносій, який бере тепло з навколишнього простору
2 контур з тепловим насосом - теплоносій віддає своє тепло, а це приблизно 4 -7 градусів холодоагенту теплового насоса. Температура кипіння холодоагенту становить мінус 10 градусів. Отримуючи тепло холодоагент закипає і переходить в газоподібний стан. Закипілий газоподібний холодоагент надходить в компресів. Компресор стискає холодоагент до високого тиску, тим самим підвищується його температура. Гарячий газ потрапляє в конденсатор, де віддає своє тепло внутрішньому контуру опалення. Віддавши тепло сконденсувалася холодоагент йде далі по контуру повторюючи цикл.
3 контур - внутрішній контур опалення отримує тепло від гарячого холодоагенту в конденсаторі і використовує його для обігріву приміщення. Обігрів приміщення в цьому випадку може здійснюватися як природною циркуляцією, тобто рух рідини за рахунок різниці тиску гарячої та холодної води. Так і примусово - за рахунок установки насоса для опалення.
Принцип вихрового насоса
Вихрові насоси володіють значною перевагою перед іншими насосами відцентрового типу - це принцип самоусмоктування рідини. Для роботи насоса в момент пуску він не обов'язково повинен бути заповнений рідиною.
Принцип вихрового насоса заснований на передачі енергії від лопаті до потоку рідини. Рідина подається з боків корпусу до підстав радіальних лопатей колеса. Навколо периферії колеса в корпусі виконаний кільцевої канал, що закінчується напірним патрубком, за яким рідина відводиться з насоса. Область вхідних каналів відділяється від напірного патрубка ділянкою, щільно прилеглим до колеса і службовцям ущільненням. Рідина, яка увійшла через вхідний отвір в насос, потрапляє в межлопастное простору, в яких їй повідомляється механічна енергія. Відцентрові сили викидають її з колеса.
У кільцевому каналі рідина рухається по гвинтових траєкторіях і через деяку відстань знову потрапляє в межлопастное простір, де знову бере зріст механічної енергії.
Таким чином в корпусу працюючого насоса утворюється своєрідне парне кільцеве вихровий рух, від якого насос і отримав назву вихрового.
Принцип роторного насоса
Роторні насоси включають в себе велику кількість різновидів насосів: шестерінчасті, гвинтові, роликові, пластинчасті, коловоротні. Їх перевагою є компактні розміри, можливість забезпечувати високий натиск і без праці перекачувати в'язкі і густі рідини. Принцип насосів роторного типу - почергове зміна обсягів рідини то з боку підводить, то з боку напірного трубопроводу.
Принцип насоса гвинтового типу заснований на можливості створення спеціального профілю гвинтів, лінія зачеплення між якими забезпечує повну герметизацію області нагнітання від області всмоктування.
При обертанні гвинтів ця лінія переміщається уздовж осі. Довжина гвинтів для забезпечення герметичності при всіх їх положеннях повинна бути трохи більше кроку гвинтів. Рідина, розташована в западинах гвинта і обмежена корпусом і лінією зачеплення гвинтів, при обертанні гвинтів витісняється в область нагнітання.
Разом зі статтею "Принцип насоса: погружной, вакуумний, відцентровий, вихровий насос" дивляться:
Корпус насоса: матеріали.