Серед найрізноманітніших пристроїв, створених для перекачування всіляких рідин, найбільш практичним виявився відцентровий насос: принцип роботи цього агрегату забезпечує поєднання високої продуктивності і гарного напору, але при цьому дозволяє зробити конструкцію гранично простий.
Більшість побутових помп і насосних станцій, які застосовуються для поливу дачних ділянок і організації автономного водопроводу в приватних будинках, відносяться саме до даного типу.
Далі ми познайомимося ближче з цими апаратами, розглянемо будову та принцип роботи відцентрового насоса.
Відцентровий насос: екскурс в анатомію
Передача обертання від валу колеса здійснюється за допомогою шпонки.
Робоче колесо складається з двох дисків і декількох закріплених між ними лопаток. Лопатки мають вигнуту форму і розгорнуті опуклою стороною у напрямку обертання.
Корпус насоса виготовляється зі сталі або чавуну, робочі колеса в багатьох моделях, особливо призначених для побутового водопостачання, виконані з полімерів.
Вал робочого колеса може бути як двухопорного, так і консольним. В опорних вузлах встановлені підшипники.
Хвостовик валу виходить з корпусу і зв'язується за допомогою муфти з ротором електричного або колінчастим валом дизельного двигуна, який виступає в якості приводу.
Отвір в корпусі насоса, через яке проходить хвостовик вала, має ущільнення, що запобігає витоку перекачується речовини.
При виборі відцентрового насоса краще віддавати перевагу моделям з торцевим ущільненням валу. Воно є більш надійним, ніж сальникова набивка, яка вважається застарілою. Крім того, торцеве ущільнення зможе забезпечити герметичність корпусу навіть при зміщенні вала робочого колеса або вібраціях.
Пристрій відцентрового насоса
Вода або інше середовище надходить в робочу камеру насоса через отвір в центрі передньої частини корпуса. Її нагнітання здійснюється через плавний відведення у верхній частині, який і надає корпусу схожість з равликом.
Крім основних частин (корпус і привід), власне і становлять насос, в комплект поставки входять елементи, без яких експлуатація агрегату було б повноцінним або навіть неможливою:
- сітковий фільтр;
- зворотний клапан для всмоктуючої магістралі;
- засувка (встановлюється перед всмоктуючим патрубком);
- вакуумметр (дозволяє контролювати ступінь розрідження на вході в робочу камеру).
Якщо набуття насос передбачається використовувати для подачі питної води, необхідно переконатися, що всі контактують з нею деталі виготовлені з відповідних матеріалів. Корпус в цьому випадку повинен бути виконаний з якісної нержавіючої сталі, робоче колесо - також з нержавійки або харчової пластмаси.
Досить затребуваними є моделі з корпусом зі звичайного, «нехарчового» матеріалу, всередині якого встановлено вкладиш з нержавіючої сталі.
Такий агрегат обійдеться дешевше, ніж повністю нержавіючий. Менше буде коштувати і його ремонт: замість відновлення корпусу досить буде замінити зношений вкладиш.
Принцип дії
Після запуску приводного двигуна вал насоса з встановленим на ньому колесом починає обертатися. Лопатки колеса змушують обертатися і знаходиться в робочій камері речовина.
Як тільки рідина починає рухатися по колу, вона піддається впливу відцентрової сили, спрямованої від центру. Причому модуль цієї сили тим більше, чим далі молекули середовища, що перекачується змістилися від центру обертання.
Принцип роботи відцентрового насоса
Зрештою рідина викидається на периферію робочого колеса, а потім - в вигнутий догори вихідний патрубок. Таким чином, тиск або, як ще кажуть, натиск в лінії нагнітання підтримується за рахунок відцентрової сили.
Класифікація
Насоси даного типу можна класифікувати по ряду ознак.
За кількістю ступенів
- Одноступінчаті. мають тільки одне робоче колесо. Ця конструкція, яка вважається класичною, була детально описана вище.
- Багатоступінчасті. такі насоси застосовують в тому випадку, коли потрібно розвинути значний напір. У них встановлено кілька робочих коліс, посаджених на загальний вал. Принцип роботи багатоступінчастого відцентрового насоса: кожне колесо разом зі своєю робочою камерою і утворює щабель. Корпус насоса виконаний таким чином, що вода або інша рідина послідовно переходить з одного ступеня до іншої, поки не досягає вихідного патрубка. При цьому натиск, з яким вона подається, дорівнює сумі напорів, що розвиваються кожною сходинкою.
У напрямку осі обертання
- З горизонтальним розташуванням валу: найбільш популярна різновид, що пояснюється простотою обслуговування.
- З вертикальним розташуванням вала: такі насоси вимагають менше місця для монтажу, оскільки двигун у них розташований над корпусом. До цього ж типу відноситься більшість свердловинних насосів, яким доводиться працювати в досить обмежених умовах. Недолік даної конструкції полягає в тому, що для ремонту або обслуговування корпусу часто доводиться знімати двигун.
За способом установки
- Поверхневі: розміщуються біля джерела або на деякому віддаленні від нього. Коштують дешевше за все, постійно знаходяться на виду, легкодоступні для візуального контролю і обслуговування. Недолік: рівень води в джерелі повинен знаходитися не нижче 8-ми м щодо рівня установки насоса, тому з глибокими колодязями або свердловинами такі агрегати працювати не можуть.
- Напівзаглибні: насоси з вертикальним розташуванням вала. Встановлюються так, що частина корпусу виявляється зануреною в джерело. Найчастіше застосовуються для викачування рідких речовин з приямків.
- Занурені: в колодязях з великою глибиною і свердловинах застосовують насоси, які, будучи підвішеними на тросі або ланцюзі, повністю занурюються у воду.
Поверхневий відцентровий насос вітчизняного виробництва
Для того щоб останній спосіб експлуатації був можливий, агрегат повинен відповідати кільком вимогам:
- всі зовнішні елементи повинні бути стійкими до корозії;
- герметичним повинен бути не тільки корпус, але і електрична частина;
- конструкція насоса і якість збірки повинні повністю виключати протікання машинного масла, видалення якого з колодязя або свердловини обходиться дуже дорого.
Зрозуміло, що при таких умовах погружной насос обходиться дорожче поверхневого, але підняти воду з великої глибини іншим способом не можна.
Власникам неглибоких свердловин (до 25 - 30 м) можна порекомендувати компромісний варіант, що поєднує переваги поверхневих і занурювальних моделей.
Йдеться про насосах з виносним ежектором. Сам насос встановлюється вгорі, що дуже зручно, а його частина - ежектор - опускається в свердловину на велику глибину.
За способом забору води
- Насоси нормального всмоктування. до цього типу належать усі глибинні насоси, а також деякі з поверхневих, в які вода надходить самопливом (наприклад, при перекачуванні води з резервуара з розташованим внизу краном). Перед першим пуском порожнину агрегату необхідно залити водою, в подальшому про це можна вже не турбуватися.
- Зважених. саме так називаються насоси, здатні підняти воду з деякої глибини. Теоретично вона становить 10,34 м, але на практиці не перевищує 8 м. Самовсмоктуючий насос доводиться заливати кожен раз після щодо довгого простою, причому водою потрібно наповнити не тільки порожнину агрегату, але і шланг. Останній повинен мати армування, що перешкоджає його стиску через розрідження.
Насос для води самовсмоктувальний - принцип роботи
Запуск самовсмоктуючого насоса і його робота в переривчастому режимі були б неможливі без найважливішого елемента - зворотного клапана на всмоктуючої лінії. Під час заливки і при коротких паузах в роботі агрегату він утримує воду, запобігаючи розрив водяного стовпа.
Далеко не всі побутові насосні станції мають цей механізм в комплекті. Таким чином, привабливу пропозицію з ціною "нижче, ніж у інших», може виявитися з секретом.
По розташуванню вхідного і вихідного патрубків
- Класичні: патрубки всаса і подачі розташовані, як було описано вище: перший - попереду (по центру), другий - зверху.
- Насоси типу In-Line: відрізняються від звичайних моделей тим, що обидва патрубка (всас і подача) розташовані на одній осі.
Для перекачування токсичних, хімічно агресивних і інших небезпечних речовин застосовується ще один різновид - герметичні відцентрові насоси. Вони сконструйовані так, що витоку перекачується речовини стають абсолютно неможливими.
Існує два типи виконання:
- Двигун розташований усередині корпусу, а робоче колесо встановлено на його валу.
- Двигун і абсолютно герметичний корпус виконані в роздільному вигляді, а передача крутного моменту робочого колеса здійснюється за допомогою магнітної муфти.
Характеристики відцентрових насосів
- споживана потужність (Вт);
- продуктивність (куб. м / год або л / хв);
- тиск на виході, зазвичай іменується напором (вимірюється в метрах водяного стовпа, скор. - м.в.ст.).
Особливість відцентрових насосів полягає в тому, що їх продуктивність залежить від напору.
Чим більший натиск доводиться розвивати агрегату для підйому води на велику висоту або її «проштовхування» через довгий трубопровід з великим гідравлічним опором, тим менший обсяг води він зможе перекачувати за одиницю часу.
Залежність продуктивності від напору називається головною або напірної характеристикою насоса. У паспорті агрегату вона зазвичай наводиться у вигляді графіка, рідше - таблиці. При виборі насоса спочатку визначають необхідний напір (гідравлічний опір системи + висота підйому води + тиск, яке потрібно отримати в найбільш віддаленій точці водорозбору), а потім підбирають модель, що має при цьому натиску достатню продуктивність. Модель вважається оптимальною, якщо необхідні натиск і продуктивність знаходяться в середній частині її головна характеристика.