Принцип действия и классификация объемных насосов

Поступательные насосы

Первая категория — это поршневые насосы. Каждый объемный насос имеет камеру расширения и сжатия и клапаны для подачи жидкости к насосу, а затем в трубопровод.

Поршневой насос

Механизм состоит из поршня внутри цилиндра с обратными клапанами на входе и выходе.

По мере движения поршня (в данном случае вверх) объем внутри цилиндра увеличивается. Давление падает, впускной клапан открывается, и жидкость поступает в цилиндр через впускное отверстие.

По определению, обратные клапаны позволяют жидкости течь только в одном направлении. Следовательно, они предотвращают обратный поток жидкости и направляют жидкость через насос.

Когда впускной клапан открывается, выпускной клапан закрывается. Во время такта выпуска поршня, в данном случае во время хода вниз, поршень давит на жидкость в цилиндре, давление увеличивается, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается, чтобы выпустить жидкость в трубопровод.

Аксиально-поршневой насос

это сложнее, чем демо, но принцип тот же.

Аксиально-поршневой насос имеет множество поршней, равномерно распределенных на наклонной вращающейся пластине.

Кстати, читайте также эту статью: Пластинчатый насос

При вращении валика поршень направляется внутрь цилиндра или из цилиндра.

Как и большинство поршневых насосов, поршневые насосы достаточно эффективны и способны создавать большое давление.

Плунжерный насос

Плунжерные насосы похожи на поршневые, но работают немного иначе. В отличие от жестко установленного поршня, поршень прикреплен неплотно.

Физическая масса плунжера изменяет объем камеры и вытесняет жидкость.

Это плунжерный насос тройного действия со смещенными поршнями для плавной подачи жидкости.

Диафрагменный насос

В отличие от плунжерного насоса и поршневого насоса, имеется расширяемая резиновая диафрагма. По мере растяжения объем камеры изменяется, заставляя жидкость входить и выходить из рабочей камеры.

Например, пневматический насос с двумя мембранами. Он имеет две диафрагмы, расположенные одна за другой. Диафрагмы соединены штоком, поэтому оно двустороннего действия.

Основное преимущество диафрагменных насосов в том, что они не требуют уплотнения, поскольку сухая и влажная части насоса отделены друг от друга самой диафрагмой.

Поверхностные насосы

Эти насосы используются для повышения давления в системе водоснабжения дома.

Эти блоки устанавливаются на поверхность, без погружения в источник жидкости. Они способны откачивать воду из колодцев глубиной не более 8м:

• простота установки;
• маленький размер;
• возможность легко монтировать без привлечения специалистов;
• стабильная работа при наличии воздушных пробок;
• водоснабжение под высоким давлением;
• высокая эффективность.

Недостатки:

• высокая чувствительность к чистоте воды;
• максимальная рабочая глубина — около 9 м;
• использование эжектора снижает производительность и надежность системы;
• высокий уровень шума;
• необходимость наполнения линии водой.

Принцип работы

Принцип работы: вода всасывается за счет того, что на конце трубки создается разрежение, которое опускается в воду. Возникающий при этом перепад давления равен значению атмосферного давления (760 мм рт. Ст.).

Плотность воды меньше плотности ртути, при расчетах получается, что рабочая высота насоса, перекачивающего воду, будет 10,3 м. Однако, введя в расчеты длину горизонтального патрубка, l Эффективная рабочая высота высота будет примерно 8-9м.

При расчете параметров покупки насоса необходимо учитывать удаленность источника от насоса. Формула для расчетов выглядит так: Y = 4 (8 — X).

Где:

• Y — длина горизонтальной части;
• X — высота подъема жидкости.

Конструкция поверхностного насоса

Поверхностные насосы разделены на группы, в каждой из которых используются разные принципы работы.

• Вихрь. Компактные и экономичные агрегаты. КПД: около 45% (низкий). Их используют для полива или откачки воды из подвалов. Надежность невысокая, не рекомендуется как устройство для обеспечения бесперебойного водоснабжения.
• Центрифуга. КПД 92%. Давление высокое, что позволяет использовать их для подачи воды на насосных станциях.
• Эжектор. Они работают, применяя принцип Бернулли в двух контурах: в первом контуре жидкость направляется в сопло эжектора, а за счет разницы давлений жидкость всасывается из внешнего контура. Такой принцип позволяет опустить эжектор на глубину и решить проблему ограничения высоты всасывания. Однако для откачки воды с глубины часто используются погружные устройства.

Вращающиеся насосы

Во всех ротационных насосах используется подвижная камера, которая захватывает жидкость и переносит ее от одной стороны насоса к другой.

Шестерёнчатый насос

Шестеренчатый насос правильно называть внешним. Механизм состоит из 2-х вращающихся шестерен внутри овального корпуса. Одна шестерня ведомая, другая ведомая.

Во всасывающем патрубке жидкость попадает между зубьями шестерни в стенку корпуса. Вращательное движение перемещает полость от одной стороны насоса к другой. А когда зубья возвращаются в муфту, полость закрывается, выталкивая жидкость через сливное отверстие.

Другая конфигурация зубчатого механизма — внутренняя.

Здесь нижняя шестерня в круглом корпусе перемещает внутреннюю шестерню. Шестерни разделены полукругом. Жидкость входит в одну из направляющих полостей между внутренним зубчатым колесом и полукругом или внешним зубчатым колесом и полукругом. Как и в насосе с внешним зацеплением, полость перемещается от одной стороны насоса к другой. Когда зубья возвращаются в муфту, полость закрывается, выталкивая жидкость через выпускное отверстие.

Кулачковый насос

Кулачковый насос работает аналогично шестеренчатому насосу.

Но роторы движутся независимо друг от друга с синхронными передачами. Роторы имеют два или более кулачка, и между внешней поверхностью кулачков и внутренней стенкой овального корпуса образована подвижная полость. Когда один из кулачков поворачивается от центра корпуса, частичный зазор между кулачком и другим ротором закрывает полость и выталкивает жидкость в выпускное отверстие.

Лопастной насос

В его роторах есть прорези для скользящих лопастей. Центробежная сила заставляет лопатки контактировать с внутренней частью круглого корпуса, создавая герметичную полость. Когда ротор вращается, лопасти выпадают из пазух, а затем снова падают в них. Полость, проходя через всасывающее отверстие, расширяется и захватывает жидкость. Проходя через выхлопное отверстие, камера сужается, вытесняя жидкость. Преимущество этих насосов в том, что они изнашиваются равномерно, потому что их лопасти всегда соприкасаются со стенками.

Перистальческий насос

Перистальный насос имеет расширяемый шланг, вставленный между роликами и внутренней частью корпуса. Когда ролики вращаются вокруг центральной оси, они сжимают жидкость и перемещают ее по трубке к всасывающему отверстию. Как и диафрагменные насосы, перистальные насосы не нужно герметизировать, поскольку жидкость полностью находится внутри трубки. Они отлично подходят для перекачивания вязких жидкостей с большим количеством соли.

Винтовой насос

У них может быть дерево с множеством виноградных лоз. Но обычно у них бывает два-три дерева. Центральный вал перемещает другие валы, такие как винтовая или червячная передача. Когда винт вращается в корпусе, жидкость попадает на ступеньки между резьбами, проходит по всей длине камеры и попадает в сливное отверстие.

Кавитационный насос

Этот необычный насос очень похож на винтовой, но работает иначе. Ротор имеет форму спирали, а корпус внутри имеет форму двойной спирали. Когда ротор расширяется и раскачивается внутри корпуса, создается полость, которая проходит по всей длине корпуса, жидкость входит в эту полость и достигает отверстия для впрыска.

Общие сведения об объемных насосах

Рабочий процесс цикличен, поэтому раствор подается нерегулярно и порциями. Устройство герметичное, напорная магистраль отделена от всасывающей. Поэтому устройство оснащено обратным клапаном. Каждый блок самовсасывающий. Он создает в сопле разрежение, необходимое для поднятия перекачиваемой среды до уровня объемной единицы (многие динамические установки не могут самовсасываться). Давление, создаваемое в объемном насосе, не зависит от скорости движения объемных элементов.

Высокая производительность устройства. Источник http://fine-systems.ru

Сфера применения

Объемные насосы прямого вытеснения имеют широкий спектр применения. Обычно они используются в следующих областях:

• очистные сооружения;
• мясоперерабатывающая промышленность;
• химическая сфера;
• строительство, ремонтная промышленность;
• керамическая площадка.

Их активно используют в целлюлозно-бумажной промышленности, судостроении и пищевой промышленности. В зоне обработки насосы помогают перекачивать сточные воды.

Источник для промышленного применения https://i.ytimg.com

В строительстве они позволяют перемещать бетонный раствор. В химической промышленности они могут перекачивать кислоты со щелочами, растворителями, смазками, маслами, вязкими пастами, пластиками, эмульсиями и латексными веществами. В рыбоперерабатывающей, в мясоперерабатывающей промышленности благодаря им можно удалить жир. В области керамики эти насосы используются для удаления известковых отложений.

В пищевой промышленности более распространены объемные агрегаты, поскольку их сортируют с крахмальных заводов и сахарных заводов. На первых заводах насосы перекачивают жижу из картофеля, молока и вязкого ила. На вторых заводах они собирают мелассу из стоков, осадка после промывки водой, кальциевого осадка и воды под давлением.

Применение в пищевой промышленности

Код производителя: 68185 PH Wilo, рядный насос с сухим ротором

• Гарантия: 2 года
• Тип товара: метр

Стоимость от 5 651

Код товара: 64836 JP PT Насосная станция Grundfos

Стоимость от 24 276

Циркуляционный насос Grundfos UPS доступен

• Гарантия: 3 года
• pn, бар: 10
• Тип товара: метр

Стоимость от 9 332

Код товара: 64924 Насосная станция AQUAJET DAB

• Гарантия: 2 года
• Тип товара: метр

Стоимость от 16 649

Номер артикула: 70397 Насос с сухим ротором CP DAB, встроенный в линию

Цена от 57 422

Классификация динамических насосов

Динамические насосы обычно делят на группы по общим характеристикам.

Насосы классифицируются по:

• способ подачи жидкости к рабочим колесам;
• способ слива жидкости из колеса;
• конструкция кузова;
• тип заявления;
• тип перекачиваемой жидкости;
• способ вождения;
• скорость;
• количество рабочих колес;
• положение оси вала.

Погружные насосы

Погружной насос опускается ниже уровня перекачиваемой жидкости. Такой принцип работы обеспечивает активное охлаждение агрегатов агрегата, позволяет поднимать жидкости с больших глубин, а также перекачивать жидкости с растворенным газом.

Монтаж осуществляется в технологических резервуарах, колодцах, колодцах.

Типы насосов:

• Аукцион. В насосах этого типа двигатель расположен на поверхности жидкости, а соединение осуществляется штангой (механический метод).
• Без выноса. Они представляют собой единый блок с гидравлическим или электрическим двигателем. Электропитание осуществляется через подводный шнур питания. Бесстебельные бывают колодезные, скважинные, дренажные и фекальные насосы.

Показателем качества и эффективности погружного насоса является продолжительность периода стабильной работы с высоким показателем энергоэффективности. Этот параметр называется продолжительностью жизненного цикла насоса (LCL насоса) в водяной скважине. Срок службы насоса в скважине влияет на затраты на ремонт и эксплуатацию агрегата.

Применение погружных насосов:

• система орошения;
• перекачка сжиженных углеводородных газов;
• добыча нефти;
• добыча урана, редкоземельных элементов, золота;
• использование низкопотенциальной геотермальной энергии;
• водоснабжение и канализация промышленных и муниципальных зданий, частных домов;
• Насосы для перекачки жидкостей из подвалов или бассейнов, частного водопровода.

Выбор насоса для воды

Для частного использования потребители предпочитают приобретать небольшие насосы или насосные станции, которые могут подавать воду в дом и на землю с максимальной эффективностью.

Выбор насоса должен основываться на ряде параметров, каждый из которых имеет свое значение.

• Глубина ямы, с которой встретится насос. В зависимости от глубины шахты, а также удаленности корпуса от источника жидкости выбирается тип насоса и его мощность.
• Уровень воды. Он может быть статическим или динамическим. Статический: постоянный уровень воды в источнике в то время, когда вода не перекачивается. Динамический — соответствует расстоянию от поверхности воды до земли при активной работе насоса

Возможность самовсоса без предварительного залива

Другое отличие касается только насосов, перекачивающих жидкость, и связано с сухим самовсасыванием.

Высота самовсасывания — это разница между уровнем жидкости и установочным уровнем насоса. Самовсасывающий бывает двух типов: сухой самовсасывающий — когда в насосе нет воды при пуске двигателя, и самовсасывающий под отсеком, когда вода уже есть в насосе при работе камеры при запуске двигателя начато

Отличие именно в сухом самовсасывании. В этом случае в течение некоторого времени после запуска двигателя насос качает воздух из впускной магистрали. Во всасывающей линии образуется вакуум, в который всасывается жидкость. Большинство объемных насосов для жидкости являются самовсасывающими. Но не все. Некоторые из них используют перекачиваемую жидкость для смазки или охлаждения: работа всухую может вывести этот насос из строя. А некоторые насосы просто недостаточно тугие.

В динамических насосах и впускной, и выпускной патрубки постоянно сообщаются с рабочей камерой, поэтому они не могут быть достаточно герметичными. Во время работы насоса ускорение воды играет роль своеобразного уплотнения, препятствующего обратному течению жидкости. Жидкость ускоряется в рабочей камере и втягивает с собой новую порцию воды. Но если в рабочей камере изначально нет жидкости, большинство динамических насосов не смогут создать достаточно вакуума, чтобы довести воду до нужного уровня. Единственным исключением можно считать только вихревые насосы — некоторые поддерживают маловысотный сухой самовсасывающий.