Принцип работы электрического насоса: всё, что нужно знать

Исходя из необходимых технических показателей, практически все модели современных водяных насосов одинаковые, основное отличие будет заключаться в целевом назначении выбранного оборудования. Также следует обратить внимание на то, что большинству агрегатов будут присущи некоторые конструктивные особенности, которые будут обусловлены спецификой их применения.

Из чего состоит агрегат

Сердцевина располагается в центральной части конструкции, и представлена она в виде трубок плоской формы, у которых по вертикали расположено еще четыре пластины. Также они со всех сторон окружены специальными стойками, которые предназначены для осуществления крепления. Для существенного снижения последствий присутствующей вибрации, используется ряд амортизаторов. Кожух на вентилятор расположен на той же стороне, что и дизель. Также там будут находиться и кронштейны, при помощи которых монтируется расширительный бак.

Разновидности оборудования

Исходя из последующих условий использования, оборудование подразделяется на:

1. промышленные;
2. бытовые;
3. погружные;
4. поверхностные.

Исходя из способа создания вакуума, агрегаты делятся на:

1. вихревые;
2. вибрационные или электромагнитные;
3. центробежные.

Основываясь на расположении самого корпуса на:

1. погружные;
2. поверхностные.

Исходя из количества выполняемых функций и типа самого устройства на:

1. мотонасосы;
2. колодезные;
3. скважинные;
4. дренажные.

Устройство оборудования

Одним из наиболее часто применяемых разновидностей насосного оборудования для воды на дачных участках являются поверхностные модели. Они отличаются высоким показателем мобильности, поэтому при необходимости его можно без труда перенести в любое другое место и произвести монтаж на ровной поверхности грунта.

В основе принципа его эксплуатации лежит поступление жидкости по трубопроводу прямиком в напорный сектор. Достоинствами глубинных моделей насосов можно назвать возможность эксплуатации при наличии источника глубиной до 50м. В процессе работы они практически не выделяют шума и довольно компактны в размерах. Однако стоимость может быть невероятно высокой, что, несомненно, является недостатком таких конструкций.

Промышленные и бытовые модели имеют некоторые отличительные характеристики, к которым следует отнести:

1. такой показатель, как моторный ресурс;
2. Производительность.

Бытовые модели зачастую используются для поставки чистой воды в жилые массивы и проведения очистки воды для осуществления полива и других нужд. Спрос на подобные модели достаточно высокий, поэтому современный рынок способен предложить покупателю невероятный ассортимент всевозможных моделей. В этом и будет заключаться основная сложность совершения правильного выбора модели перед ее приобретением. К достоинствам инжекторных моделей можно отнести:

1. сниженный показатель энергетических затрат;
2. высокий показатель производительности;
3. возможность использования в бытовых сферах деятельности;
4. возможность эксплуатации при наличии глубокого источника;
5. высокий уровень безопасности;
6. надежность;
7. простота проведения необходимых монтажных работ.

Технические характеристики

Характеристик (основных) всего три:

1. Высота всасывания. Представляет собой максимальное расстояние до насоса от уровня воды. Эта характеристика является ключевой для поверхностных агрегатов. Некоторые типы могут предоставить и сухой тип всасывания, однако в большинстве случаев для правильного функционирования понадобится предварительное заполнение системы водой (внутренние полости агрегата), в том числе и входная трубка.
2. Производительность. Представлена в виде объема жидкостей, транспортируемых при помощи насосов за определенный промежуток времени (зачастую м3/ч). По мере повышения высоты подачи воды, будет происходить существенное снижение его производительности. Именно поэтому все производители приводят примерную таблицу производительности определенной модели, которая представлена в виде таблицы, для большего удобства восприятия.
3. Подача. Этот показатель (в том числе и напора) представлен в виде максимальной высоты, на которую выбранное оборудование может направлять поток воды направленный четко вверх. Точка отсчета представляется в виде уровня используемой воды, а вот для поверхностных агрегатов – расположение уровня самого насоса. Напором будет определяться и усилие, именно с ним вода будет проталкиваться по трубам. Именно поэтому при произведении расчета учитываются не только вертикальные данные, но и горизонтальные участки труб. Принято рассчитывать нагрузку на агрегат таким образом: общая нагрузка на оборудование будет осуществляться равносильно как на подъем по вертикали на метр, так и посредством жидкости, проходящей 10м по горизонтали. При условии эксплуатации скважины или колодца, сезонные колебания оставлять без внимания не стоит.

Общие принципы

Все типы устройств, предназначенных для перекачивания жидкостей, будут функционировать по одному и тому же принципу. Однако комплектацией и конструктивными особенностями будут существенно отличаться. При запуске электрического двигателя внутри системы будет образовываться вакуум. Попадая в вакуумный отсек, благодаря пониженному показателю давления, среда будет перетекать в выходной патрубок, и под высокой мощностью вливаться в шланг или трубопровод (в зависимости от разновидности осуществленного подключения). Именно благодаря показателю мощности (должно быть высоким) по всей линии системы, будет преодолеваться имеющееся гидравлическое сопротивление.

Как уже говорилось ранее, по способу создания вакуума в системе различают:

1. центробежные;
2. вихревые;
3. вибрационные модели.

Модели могут быть как поверхностными, так и погружными. Относительно места расположения источника воды могут монтироваться как в непосредственной близости от него, на ровной поверхности грунта или специально подготовленной площадки, так и погружаться в толщу рабочей среды – резервуара с жидкостью. Основные отличия будут заключаться в качестве сборки и другим достоинствам, таким как:

1. дренажные агрегаты;
2. колодезные;
3. скважинные;
4. мотопомпы.

Эжектор для глубинных источников

Насосы самовсасывающегося типа имеют встроенный тип инжектора, который рассчитан на работу с колодцами, естественными водоемами и скважинами, глубина которых не превышает отметку в 7-8м. Технические показатели для таких моделей сводятся к такому перечню:

1. напор (50-60м);
2. показатель давления (4-6 бар);
3. производительность (4-5 м3/ч).

В комплексе с гидравлическим аккумулятором, автоматикой и реле давления образуется достаточно эффективный агрегат, представленный в качестве насосной станции. Если основные точки водозабора будут находиться на некотором расстоянии от главного здания, то одного лишь поверхностного оборудования будет недостаточно. Понадобится дополнительное оснащение системы вспомогательными комплектующими. Так, выносной инжектор поможет увеличить имеющийся показатель мощности. Промышленные образцы будут успешно справляться со своими обязанностями в том случае, если зеркало воды будет находиться на глубине не более 20м.

Канализация

• Канализационные насосные станции
• Насосные станции водоотведения
• КНС насосные станции
• Здание насосной станции

Принцип работы насоса. Как работают самые популярные виды насосов

Поршневые насосы применяются в частных домах для подъёма воды из скважин и колодцев, а в промышленности — в дозировочных насосах и насосах высокого давления.

По числу насосов и их расположению сравнительно привода поршневые насосы подразделяются на ряд групп: двухплунжерные, трёхплунжерные, пятиплунжерные и т.д.

Крыльчатые насосы

Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Данные устройства подают воду без холостого хода. Аппараты эксплуатируются как ручные насосы для подачи топлива, масел и воды.

Изготавливаются данные устройства из чугуна. Рабочие детали — крыльчатка, которая совершает возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). Крыльчатка перемещает перекачиваемую жидкость из всасывающей полости в нагнетательную. Отток жидкости предотвращает система клапанов.

Сильфонные насосы

Жидкость перекачивается сжиманием и расжиманием сильфона ("гармошки"), что упрощает конструкции. Аппараты изготавливаются из полиэтилена или полипропилена. Агрегаты перекачивают химически активные жидкости из больших ёмкостей в меньшие.

Пластинчато-роторный насос

Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы относятся к самовсасывающим объёмным насосам. Устройства перемещают вещества со смазывающими свойствами (масло, дизельное топливо и т.п.). Данные аппараты работают "на сухую", т.е. не нуждаются в промежуточном наполнении корпуса рабочей жидкостью.

Устройства состоят из следующих деталей:

1. Пластины – плоские детали, проталкивающие воздух и перемещающие его по проточному тракту (изготавливаются из металла для масляных насосов, из графита или полимеров – для безмасляных);

2. Ротор – подвижная вращающаяся деталь с равномерно вырезанными пазами для пластин;

3. Статор – неподвижный конструктивный элемент, жёстко закрепляемый на время работы;

4. Всасывающий канал – патрубок, через который воздух подаётся в систему;

5. Нагнетательный канал – патрубок, через которых газ выходит под давлением.

При включении двигателя насоса ротор начинает вращаться, на всасывающей стороне создаётся разрежение и перемещаемая масса наполняет расстояние между пластинами, после чего выалкивается в нагнетательный патрубок.

Импеллерный насос

Импеллерный насос (он же ламельный или насос с мягким ротором) один из подвидов пластинчато-роторного насоса. Рабочим органом устройств является импеллер — лопаточная машина, помещённая в центре круглой рабочей камеры. При вращении рабочего колеса формируется разрежение на всасывание. На выход перекачиваемая масса выталкивается. Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).

Шестерённый насос с наружным зацеплением

Устройства перемещают вязкие жидкости и создают разряжение с глубины до 4-5 метров. Главная и ведомая шестерни всё время зацеплены с ведомой и крутятся в разные стороны. Зубья, выходя из зацепления, формируют разрежение (вакуум). Жидкость заполняет участок между зубьями двух шестерён и переносится из полости всасывания в полость нагнетания.

Там зубья шестерён зацепляются и вытесняют жидкость в нагнетательный трубопровод. Зубья вступают в плотный контакт, поэтому обратный переток жидкости из полости нагнетания в полость всасывания нереален.

Шестерённый насос с внутренним зацеплением

Данный насос компактнее предыдущего. Ведущая шестерня вращается валом электродвигателя. Внешнее зубчатое колесо вращается зубьями ведущей шестерни. При вращении проёмы между зубьями освобождаются и создаётся разрежение на входе, обеспечивающее всасывание жидкости. При вхождении зуба в свободное пространство жидкость выталкивается к выходу из насоса.

Кулачковый насос

Кулачковые (они же коловратные или роторные) насосы перемещают вязкие продукты, которые содержат частицы. Различные роторы перекачивают жидкости с крупными включениями (например, шоколад с цельными орехами). Частота вращения роторов не превышает 400 оборотов, что сохраняет структуру продуктов при перекачивании. Данные аппараты используются в пищевой и химической отрасли.

Трёхлепестковый роторный насос

Насосы аккуратно перекачивают на пищевом производстве жидкости, перемещение которых другими насосами изменит их структуру — сливок, сметаны, майонеза. Например, если перекачивать сливки центробежным насосом с частотой оборотов 2900 об/мин, они взбиваются в масло.

Синусный насос

Синусный насос перемещает жидкости с крупными включениями без их дефекта, например, компот с дольками фруктов. Величина перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объёма рабочей камеры и полости между диском и корпусом насоса.

У насоса клапаны отсутствуют. На валу насоса, в рабочей камере, вмонтирован вытянутый по синусоиде диск. Камера разделена на две части, которые легко перемещаются перпендикулярно к диску и герметизируют часть камеры, не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход. При вращении диск образует в рабочей камере волнообразное движение, которое перекачивает жидкость из всасывающего патрубка в нагнетательный.

Винтовой насос

Винтовые насосы относятся к объёмным насосам и перемещают высоковязкие жидкости с большим числом абразивных частиц. Рабочей частью является винтовая пара, состоящая из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора. Статор – внутренняя заходная спираль из эластомера (резины), соединённая с металлической обоймой (гильзой).

Ротор – внешняя заходная спираль из стали с антикоррозийной поверхностью. Популярны аппараты с двумя-заходными статорами и одним-заходным ротором. Центры вращения спиралей сдвинуты на величину смещения оси диска от оси вала. Это формирует пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора образуются замкнутые герметичные полости по всей оси вращения.

Преимущества винтовых насосов:

• самовсасывание с глубины до 7-9 метров;
• аккуратное перекачивание жидкости с сохранением структуры включений и высоковязких жидкостей;
• перемещение агрессивных жидкостей.

Подобные устройства популярны в пищевой и нефтехимической сфере

Перистальтический (шланговый) насос

Устройства состоят из:

Привод вращает ротор с кулачками, которые передавливают трубку. Перекачиваемое вещество за счёт разницы давления перемещается по трубке. Конструкция позволяет точно дозировать рабочее вещество. Скорость его вращения регулирует движение перекачиваемого вещества. Ролики устанавливаются на роторе.

В ряде моделей данная деталь сменная, из-за этого регулируется давление внутри шланга и скорость перемещения жидкости. Шланг выпускается из синтетического каучука или полимеров. Выбор внутреннего диаметра шланга зависит от особенностей перекачиваемой среды.

Вихревой насос

Рабочее колесо вихревого насоса выглядит в форме плоского диска с короткими радиальными прямолинейными лопатками, размещёнными на периферии колеса. В корпусе есть кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, прочно прилегая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединённые с кольцевой полостью. Вращение колеса захватывает жидкость лопатками. Параллельно под влиянием центробежной силы жидкость закручивается, и в кольцевой полости работающего насоса создаётся парное кольцевое вихревое движение.

В вихревом насосе один и тот же объём жидкости на участке от входа до выхода из неё неоднократно попадает в межлопастное пространство колеса, где получает дополнительное приращение энергии и напора.

Данные аппараты являются самовсасывающими и обладают следующими преимуществами:

Газлифт

Газлифт — устройство для подъёма жидкости благодаря энергии, имеющейся в смешанном с ней сжатом газе. Подобные аппараты используют для добычи нефти из буровых скважин, применяя выходящий из нефтеносных пластов газ. Бывают приборы, эксплуатирующие атмосферный воздух для подачи воды. Данные подъёмники называют эйрлифтами или мамут-насосами.

В газлифте сжатый газ или воздух от компрессора соединяется с жидкостью, формируя газожидкостную или водно-воздушную эмульсию, которая и поднимается по трубе. Газ с жидкостью смешивается внизу трубы. Газлифт уравновешивает давление по закону сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, другой — труба с газожидкостной смесью.

Мембранный насос

Мембранный насос бывает одно- или двухмембранный. Одна или две мембраны, соединённые валом, перемещаются вперёд-назад под влиянием поочерёдного нагнетания воздуха в камеры позади мембран автоматическим воздушным клапаном. Работа проводится в два этапа:

1.Всасывание: Первая мембрана образует разрежение, когда перемещается от стенки корпуса.

2. Нагнетание: Вторая мембрана попеременно передаёт давление воздуха на жидкость, располагающуюся в корпусе, продавливая её к выпускному отверстию. При каждом цикле давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению со стороны жидкости. Мембранные насосы функционируют при закрытом выпускном клапане без вреда для продолжительности службы мембраны.

• простота конструкции;
• самовсасывание до 9 метров;
• перекачивают химически агрессивные жидкости и жидкости с большим наличием частиц.

Шнековый насос

Рабочим органом является шнек. Насосы втягивают жидкости средней вязкости с глубины до 9 метров. Подобные аппараты перемещают нефтешламы, мазуты, солярку и т.п. Для работы необходима заливка корпуса насоса и всасывающего шланга.

Центробежный насос

Центробежный насос функционирует благодаря центробежной силе. Аппарат состоит из корпуса («улитки») и размещённого в рабочем колесе с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость проникает в центр колеса, под влиянием центробежной силы откидывается к его периферии, а затем высасывается через напорный патрубок.

Центробежные насосы перемещают разнообразные жидкости:

• модели из нержавеющей стали или пластика — химические;
• модели из износостойких марок чугуна или с резиновым покрытием — шлам.

Многосекционный насос

Агрегат состоит из нескольких совмещённых центробежных насосов. Данное оборудование применяют как сетевые насосы высокого давления и для подъёма воды из скважин.

Струйный насос

Струйный насос перемещает частицы посредством подающихся через эжектор сжатого воздуха жидкости или пара. Устройства применяются как вакуумный насос или насос для перемещения жидкости, содержащих включения. Для функционирования насоса необходимо поступление сжатого воздуха или пара. Работающие от пара струйные насосы называют пароструйными, работающие от воды — водоструйными.

Гидротаранный насос

Аппарат работает без отдельного привода — электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Принцип действия составляет энергия поступающей самотеком воды и гидроудара, появляющегося при её резкой остановке.

В устройстве вода разгоняется по всасывающей наклонной трубе. При достижении определённой скорости отбойный подпружиненный клапан преодолевает усилие пружины и закрывается, преграждая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создаёт гидроудар, т.е. кратковременно резко повышается давление воды в питающей трубе.

Давление зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды. Увеличенное давление воды открывает верхний клапан насоса, и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак и отводящую трубу. Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию. Так как вода в питающей трубе остановлена, давление в ней понижается, из-за чего открывается отбойный клапан и закрывается верхний.

Вода из воздушного колпака вытесняется давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Когда отбойный клапан открывается, вода опять разгоняется и фаза работы насоса повторяется.

Спиральный вакуумный насос

Устройство сжимает и перекачивает газ. Аппарат состоит из двух высокоточных спиралей Архимеда (серповидные полости), размещённых под углом 180° применительно друг друга. Одна спираль спокойна, вторая вращается двигателем. Подвижная спираль осуществляет орбитальное вращение. Это уменьшает газовые полости, по цепочке сжимая и перемещая газ от периферии к центру.

Аппараты входят в разряд «сухих» насосов и используется в ускорителях частиц и синхротронах.

Ламинарный дисковый насос

Аппарат применяется как центробежный, лопастной и шестерёнчатый насос, т.е. перемещает вязкие жидкости. Рабочее колесо ламинарного насоса состоит из двух или более параллельных дисков. Чем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость перекачивает насос. При ламинарном течении слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе.

Ближайший к неподвижной трубе (пограничный) слой течёт медленнее более глубоких, близких к центру трубы слоёв. Когда жидкость поступает в дисковый насос, на вращающихся поверхностях параллельных дисков рабочего колеса создаётся пограничный слой. По мере вращения дисков энергия переносится в последовательные слои жидкости между дисками, образуя разные скорости и давления. Процесс создаёт перекачивающий момент, который «тянет» продукт через насос в плавном потоке.

Купить насосное оборудование можно в интернет-магазине «Промышленная Автоматизация».