Центробежный поверхностный насос: характерные особенности

Распространенные поломки центробежных насосов и методы их устранения.

Центробежный насос — достаточно простое оборудование. Часть неисправностей потребует вмешательства специалистов, которые проведут необходимый ремонт. Но определенный список нештатных режимов работы или неполадок можно устранить самостоятельно.

1. При уменьшении напора следует проверить входной патрубок. Если на нем установлены фильтры грубой очистки — провести профилактику. Не лишним будет удаление налета на стенках трубопровода входящего контура.
2. Снижение напора устраняется на насосах, оснащенных регулятором оборотов двигателя. По контрольному манометру определяется давление жидкости на выходе, если оно не соответствует номинальному — увеличивается частота вращения привода.
3. Повышенный шум, биение вала, вибрация прямо показывает на необходимость замены сальников или обслуживание подшипников. Также это может свидетельствовать о разбалтывании соединений на корпусе. Перед затяжкой следует обязательно отключить устройство и дать двигателю остыть.
4. Появление протечек, поток жидкости из кранов под большим давлением свидетельствует о превышении насосом потребностей системы. Снижение подачи производится установкой регулировочной арматуры на входе или гидроаккумулятора с датчиком на выходе.
5. Прекращение подачи воды чаще всего связано с попаданием воздуха в систему. Это может свидетельствовать как об отсутствии жидкости на входе, так и превышении номинальной высоты кавитации. В этом случае требуется тщательно проверить состояние источника воды.
6. Избыточное выделение тепла — сигнал о том, что пора провести профилактику. Осмотреть подшипники, проверить затяжку сальников, заменить смазку, очистить контактные и клеммные элементы.

Однако никто не застрахован от неожиданностей. Поэтому разумно проводить периодические осмотры оборудования и профилактику.

Назначение и особенности

Скважинные насосы наших дней делятся на погружной и поверхностный виды. Вторые являются более мощными, имеют роторы, отвечающие за подкачку жидкости. Всасывание происходит через рабочую камеру. Невзирая на мощность, такие устройства не отличаются высокими показателями производительности, так как они способны откачивать воду с глубины до десяти метров. Погружной скважинный агрегат находится под поверхностью воды на протяжении всего времени эксплуатации.

Более мощный винтовой скважинный насос способен выкачивать воду с глубины 50-100 метров. Винтовые насосы для скважин по праву считаются одними из лидеров в своем сегменте. В отличие от центробежных изделий, скважинный винтовой аппарат качает жидкость посредством «Архимедова винта».

Преимущество винтовых устройств над центробежными установками легко можно увидеть, если выкачиваемая жидкость имеет высокий уровень засорения. Так, выкачка воды центробежным насосом осуществляется благодаря вращению крупной крыльчатки или колеса, что приводит в действие движение жидкости и создает завихрения в камере с давлением. В ходе данного процесса отдельные детали и узлы системы часто засоряются мелкими предметами, песком и прочим мусором.

Шнековый же винт почти не поддается загрязнению, так как мелкие отходы и песок попросту не задерживаются в двигателе, не забивая тем самым пространство для перемещения перекачиваемой жидкости в трубопроводе и насосном оборудовании. Этой особенностью, к слову, могут похвастаться только агрегаты винтового типа.

Устройство винтового скважинного насоса

Кроме того, винтовые глубинные насосы, наращивая скорость вращения мотора и ротора, увеличивают только собственную производительность и никоим образом не влияют на давление водяного столба на выходе, что выгодно отличает их от конкурентов. Данное преимущество позволяет применять такие устройства не только для работы с водой или другими более-менее «чистыми» жидкостями, но и для перекачки производственных жидких веществ, масел, нефтяной продукции и тому подобное.

Уровень производительности подобного рода оборудования можно приблизительно оценить по протяженности шнекового винта – чем он длиннее, тем выше производительность. Некоторые модификации винтовых насосов могут быть оснащены винтами, однако большинство моделей оборудуются одним.

Продолговатая форма шнекового винта отлично вписывается в интерьер на фоне дизайна таких устройств, который выполнен в виде удлиненной капсулы. Также такие виды насосов легко отличить от других по диаметру трубы. Винтовой глубинный электронасос зачастую имеет пропускное отверстие диаметром от 15 см.

Характеристики и виды

Говоря о видах винтового насосного оборудования для колодцев и скважин, можно выделить несколько наиболее распространенных видов: стандартные и глубинные.

Глубинные изделия выделяются наличием удлиненного шнека, который необходим для корректной работы аппарата. Такие устройства оптимально использовать для выкачивания воды из артезианских скважин, глубина которых может достигать ста и более метров. Не смотря на высокую цену глубинных аппаратов, они демонстрируют надежность, мощность и высокую производительность.

Схема винтового насоса

Выбирая насос для колодцев или для скважин с небольшой глубиной, следует отдать предпочтение стандартному виду. Данный вид отлично подходит для добычи воды из песчаных водянистых слоев, глубина которых не превышает 20-30 метров. Стандартный винтовой скважинный насос поддерживает стабильный уровень давления и сравнительно успешно справляется с мелкими загрязнениями.

Среднестатистический агрегат должен обладать производительностью порядка 1,5-2,5 кубометра воды за один час. При этом оптимальная температура жидкости, в которой насос может длительно и беспрерывно выполнять свои функции, находится в районе +3-+45 градусов. Промышленное оборудование аналогичного предназначения способно переносить более высокие диапазоны температуры.

Мощность двигателя, которым оснащен средний винтовой насос для скважин зачастую не превышает 1-1,5 кВт, а напряжение электросети, рекомендованное для бесперебойной работы электронасосов большинства модификаций, должно находиться в районе 220 Вольт. Корпус изделия должен быть выполнен из нержавейки с применением пластика, нанесенного точечным способом. Детали, находящиеся внутри корпуса должны быть герметизированы резиновыми прокладками, посаженными на силикон.

Основные сведения

По способу установки все водяные насосы делятся на поверхностные и погружные. О последних мы расскажем в других материалах сайта, а в этой статье поговорим об устройстве, видах и преимуществах поверхностных агрегатов.

Что это такое

Поверхностными называют насосы, которые не требуют погружения в жидкость для её перекачки. В неё просто опускается шланг или водозаборный трубопровод, соединенный с всасывающим патрубком агрегата. А сам он устанавливается рядом с источником – на поверхности земли, в кессоне или подсобном помещении.

Насосное оборудование в кессоне

Так как доступ к устройству ничем не ограничен, его легко обслуживать, и в этом основное его достоинство. Однако такие насосы могут качать воду только со сравнительно небольшой глубины, не превышающей 8-10 метров, поэтому область их применения ограничена неглубокими колодцами, открытыми водоемами и прочими источниками, в которых зеркало воды расположено не ниже этого уровня.

Кроме того, они отлично справляются с откачиванием воды из подвалов, бассейнов, канализационных колодцев, поэтому незаменимы в индивидуальном хозяйстве. Агрегаты с поверхностной установкой часто является частью насосных станций для водоснабжения частных домов, состоящих также из напорного накопителя (гидроаккумулятора) и блока управления.

На фото пример такой насосной станции

Принцип её работы прост: насос подает воду в напорный накопитель и отключается при его наполнении. По мере расходования воды её уровень понижается, и когда он достигает определенной отметки, агрегат автоматически включается и вновь заполняет бак.

Устройство и принцип действия

Работает поверхностный центробежный насос за счет расположенного внутри него вращающегося колеса с лопастями. Оно закреплено на валу с подшипниками. При включении в сеть вал вместе с колесом начинает вращаться, в центре создается пониженное давление, в результате чего происходит всасывание воды через входной патрубок.

Центробежные силы выбрасывают жидкость на периферию, придавая ей ускорение, а повышенное давление, возникающее здесь, выталкивает её в напорный патрубок и далее в трубопровод.

Принцип работы центробежных насосов

Центробежный насос: экскурс в анатомию

Рабочая часть центробежного насоса в самом простом исполнении состоит из корпуса, немного напоминающего спираль или улитку, расположенного внутри него вала и рабочего колеса, закрепленного на этом валу.

Передача вращения от вала колесу осуществляется посредством шпонки.

Рабочее колесо состоит из двух дисков и нескольких закрепленных между ними лопаток. Лопатки имеют изогнутую форму и развернуты выпуклой стороной по направлению вращения.

Вал рабочего колеса может быть как двухопорным, так и консольным. В опорных узлах установлены подшипники.

Хвостовик вала выходит из корпуса и связывается посредством муфты с ротором электрического или коленчатым валом дизельного двигателя, выступающего в качестве привода.

Отверстие в корпусе насоса, через которое проходит хвостовик вала, имеет уплотнение, предотвращающее утечки перекачиваемого вещества.

При выборе центробежного насоса лучше отдавать предпочтение моделям с торцевым уплотнением вала. Оно является более надежным, чем сальниковая набивка, считающаяся устаревшей. Кроме того, торцевое уплотнение сможет обеспечить герметичность корпуса даже при смещении вала рабочего колеса или вибрациях.

Устройство центробежного насоса

Вода или другая среда поступает в рабочую камеру насоса через отверстие в центре передней части корпуса. Ее нагнетание осуществляется через плавный отвод в верхней части, который и придает корпусу сходство с улиткой.

Помимо основных частей (корпус и привод), собственно и представляющих насос, в комплект поставки входят элементы, без которых эксплуатация агрегата была бы затруднительной или даже невозможной:

• сеточный фильтр;
• обратный клапан для всасывающей магистрали;
• задвижка (устанавливается перед всасывающим патрубком);
• вакуумметр (позволяет контролировать степень разрежения на входе в рабочую камеру).

Если приобретаемый насос предполагается использовать для подачи питьевой воды, необходимо убедиться, что все контактирующие с ней детали изготовлены из соответствующих материалов. Корпус в этом случае должен быть выполнен из качественной нержавеющей стали, рабочее колесо – также из нержавейки или пищевой пластмассы.

Довольно востребованными являются модели с корпусом из обычного, «непищевого» материала, внутри которого установлен вкладыш из нержавеющей стали.
Такой агрегат обойдется дешевле, чем полностью нержавеющий. Меньше будет стоить и его ремонт: вместо восстановления корпуса достаточно будет заменить изношенный вкладыш.

Как выбрать и установить насос в скважину

Перед тем как выбрать центробежный насос для скважины, нужно проанализировать следующие параметры:

Требуемый расход воды. От него зависит, какой мощности и производительности должен быть агрегат. Например, только для водоснабжения дома из скважины для семьи из 2-4 человек будет достаточно насоса производительностью 50-60 л/мин. Более мощное устройство потребуется, если вода нужна ещё и для полива, наполнения бассейна и т.д.

Глубина скважины. Инструкция к насосу содержит сведения о том, на какую высоту он способен поднять воду. Это значение должно быть хотя бы на 10% больше полной глубины вашей скважины, чтобы оборудование не работало на предельной мощности.

Диаметр обсадной трубы

Так как в скважинах чаще всего используют погружные (глубинные) насосы, то их габариты обязательно следует соотносить с этим параметром.
Для поверхностных моделей это не важно, так как подключение центробежного насоса к скважине выполняется вне сооружения.

Более подробно следует остановиться на выборе агрегата по месту его установки. Речь идет о выборе между поверхностными и глубинными моделями.

Первым предпочтение отдают в том случае, если глубина, с которой будет забираться вода, не превышает 8-10 метров – они дешевле, проще в монтаже и обслуживании, но при условии круглогодичного использования требуют установки в утепленном помещении.

Установка поверхностного насоса

Для глубоких артезианских скважин единственным вариантом являются погружные насосы, работающие не на всасывание, а на выталкивание воды на большую высоту. Информация о предельной глубине, на которой они могут работать, указывается в паспорте изделия.

Установка центробежного насоса в скважину выполняется путем его подвешивания на прочном тросе или металлической цепи.

На фото – подготовка насоса к погружению

Сложность состоит в том, что вместе с насосом в воду опускается силовой кабель, подающий электропитание к двигателю

Важно обеспечить его качественную гидроизоляцию, и эту работу лучше поручить профессионалам

Особенности конструкции

Как выглядит работа конструкции

Если говорить об особенностях конструкции центробежного поверхностного насоса, то он состоит из следующих элементов:

Корпус – для изготовления корпуса оборудования используется сплав чугуна, бронзы или нержавеющей стали. В основном насосы с корпусом из нержавеющей стали используются для перекачивания воды в пищевой или химической промышленности. Кроме этого, они успешно эксплуатируются для обеспечения перекачки агрессивных веществ.

• Рабочее колесо – выбор материала, который используется для изготовления рабочего колеса насосного оборудования, зависит от его мощности. Это может быть сплав чугуна, бронзы или полимерные материалы.
  Хотелось бы отметить, что для работы с жидкостями без примесей используются рабочие колеса закрытого типа, радиально расположенные лопатки которых закрепляются между дисками. Оборудование, конструкция которых оснащена рабочим колесом открытого типа, отличаются меньшим коэффициентом полезного действия, нежели насосы с открытыми рабочими колесами;
• электрический двигатель – производители ПЦ насосов оборудуют агрегаты короткозамкнутыми роторными электродвигателями. Они обеспечивают подключение техники к электросети (одно- или трехфазной). В зависимости количества полюсов, электрические моторы отличаются числом полюсов.

3 фазы, Гц	2 полюса	4 полюса	6 полюсов	8 полюсов	10 полюсов	12 полюсов	14 полюсов
~ 50	2900	1450	960	725	580	480	415
~ 60	3500	1750	1160	875	700	580	500

На приведенном ниже фото можно более подробно рассмотреть устройство уплотнительной системы поверхностного центробежного насоса:

Уплотнительная система

• Уплотнение торцевого типа состоит из графитовых колец в количестве двух штук.
• Один вращается вместе с валом.
• Второй – фиксируется непосредственно на корпусе вращающегося вала.
• Кольца прижаты между собой, а наличие специальной пружины увеличивает показатель плотности.
• Поверхность уплотнительных колец хорошо отполирована. В процессе работы насоса между двумя кольцами существует тонкая водяная прослойка, которая выполняет функцию своеобразной смазки, а также способствует тому, что кольца не перегреваются.
• Использование данной системы уплотнения обеспечивает полное отсутствие протекания вала.

Механизм действия

Как действует механизм в работе

Принцип действия насосного оборудования довольно прост: жидкость, которая находится вокруг центрального рабочего колеса, в результате действия центробежной силы, направляется по периферии. А место, образовавшиеся в результате отступления жидкости, мгновенно занимается новой порцией рабочей жидкости.

На что нужно обратить внимание при выборе насоса:

Перед тем, как купить ту или иную модель поверхностного центрового насоса(см.Многоступенчатые центробежные насосы для воды) необходимо четко определиться с какой именно целью он будет использоваться.
Если предполагается использование оборудования для обычного полива земельного участка, вам подойдет агрегат, обладающий небольшой мощностью.
Но, если вы планируете эксплуатировать насос в качестве обеспечения процесса индивидуального водоснабжения, вам лучше обратить внимание на модель с больше мощностью (больше 1м3 за час), например, насосы серии «Лидер».
Немаловажным показателем оборудования данного типа является глубина, с которой агрегат способен перекачивать рабочую жидкость.
Насосы данного типа обладают возможностью перекачивать жидкость с глубины, максимальный показатель которой не превышает 10 м. Инструкция, которая прилагается в комплекте оборудования, сдержит все необходимые данные.

Если данное соотношение будет учтено, вам удастся добиться хорошего напора рабочей жидкости.
Немаловажное значение имеет также и уровень напряжения в электрической сети. Если вы знаете, что напряжения немного, ниже или часто бывают перепады напряжения в сети, вам лучше купить насос большей мощности.
Это поможет добиться высокого показателя производительности агрегата

В противном случае эксплуатация техники не даст вам требуемых результатов.
Современные модели насосов оснащены встроенным эжектором – струйным насосом. Наличие такого насоса позволит избежать возможной кавитации, а также существенно увеличит глубину, с которой оборудование сможет перекачивать воду.

Если вам необходимо наладить систему водоснабжения на загородном участке или смонтировать индивидуальную систему водоснабжения, поверхностный центробежный насос идеально для этого подойдет.

Установка насоса в скважину

Так как любая скважина обязательно должна быть оборудована насосом его не только необходимо выбрать правильно, но и должным образом установить. Непосредственно перед началом монтажных работ необходимо в первую очередь выполнить ряд подготовительных процедур, таких как расчистка и раскачка, а только потом приступать непосредственно к монтажу. Конечно же, самым оптимальным вариантом будет доверить установку специалистам в данной области, но если же по каким-то причинам вы решите сделать это самостоятельно, то обязательно необходимо придерживаться определенной последовательности выполняемых работ.

Монтаж поверхностного насоса осуществляется следующим образом:

1. В первую очередь в земле ниже уровня промерзания почвы выкапывается место для размещения прибора.
2. Далее осуществляется прикрепление шланга к всасывающей части, а в месте его окончания крепление клапана.
3. Затем на обратный клапан крепиться фильтрующий элемент и шланг погружается в воду через отверстие.

Как видно из всего перечисленного выполнить установку поверхностного насоса совсем несложно, единственным условием, которое будет залогом успеха, является наличие необходимого инструмента.

Монтаж

Процесс монтажа насосов центробежного типа схож с монтажом других типов насосов. Погружные насосы нуждаются в подключении к сети и подвеске в самом источнике. Предварительно необходимо подключить выключатель поплавкового типа во избежание возникновения сухого хода. Погружные насосы требуют больших трудозатрат, но ничего сложного в их установке нет. Поверхностные устройства легко монтируются в непосредственной близости от источника

Важно защитить их от атмосферных осадков и температурных напряжений. Можно установить насос в отапливаемой подсобке

Насосный агрегат подключают, присоединив к системе водоснабжения, а в водный источник опускают шланг с установленным обратным клапаном. Дело остается за малым: заполнить камеру водой и включить в работу насос. Часто насосное оборудование выходит из строя, поэтому возникает необходимость в ремонте.

Чтобы уменьшить риск поломки аппарата, необходимо знать основные правила эксплуатации насоса. Игнорирование рекомендаций провоцирует 90% случаев выходов из строя центробежников. Следует придерживать следующих рекомендаций:

• насос нельзя включать при отсутствии жидкости в рабочей камере;
• если насос не предназначен для перекачки загрязненных жидкостей, он может использоваться только для чистой воды. Присутствие в воде даже небольшого количества песка приводит к засорению подшипников и появлению поломок.

Необходимость в капитальном ремонте возникает при перегреве или сгорании движка. В некоторых случаях насосное оборудование может эксплуатироваться в условиях, неподходящих для данного аппарата. К примеру, он перекачивал горячую воду или работал с пустой камерой. Иногда происходит замыкание кабеля питания. Для удостоверения и устранения проблемы можно воспользоваться тестером. Сырые контакты необходимо почистить или заменить, а кабель – заделать.

В редких случаях возникают сбои рабочего колеса, в частности поломки подшипников и роторных крепежей. Это происходит вследствие перекачки воды с частицами песка и грязи. Работать такие агрегаты будут со странным шумом, прерывисто подавать воду. После обнаружения схожих признаков следует немедленно разобрать конструкцию, прочистить или поменять расходники. При забивке спиралей, которые выводят воду из камеры, необходимо их почистить. Если нет опыта в таких работах, следует обратиться к специалистам.

Устройство центробежного насоса

Центробежный насос, оптимальное назначение которого заключается в создании постоянного потока жидкости без ее обратного движения — популярное у потребителей устройство. Его конструкция состоит из нескольких крупных функциональных блоков.

1. Узел привода, роль которого состоит в создании крутящего момента. В качестве силового агрегата для решения такой задачи может выступать электродвигатель (с питанием от переменного однофазного, трехфазного напряжения, постоянного тока), двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизель).
2. Силовой вал, передающий момент на рабочий орган.
3. Колесо турбины, оснащенное расположенными под наклоном лопатками, являющееся основным рабочим органом.
4. Защитный корпус, который может выполнять функции силового элемента для крепления всех частей конструкции.

В оснащение центробежного насоса также входят подшипники, обеспечивающие плавное вращение, снижение потерь на трение, повышение надежности, а также разнообразные уплотнительные устройства. Характер последних может меняться в зависимости от типа жидкости, для работы с которой создавалась установка.

Принцип работы

Принцип работы центробежного насоса — это забор воды в результате снижения давления во входном патрубке и выброс жидкости с напором из выходного патрубка. Это реализовано благодаря физическому явлению центробежной силы. Чтобы понять, как все работает, нужно пошагово проиллюстрировать принцип действия установки и происходящие процессы.

1. При пуске привода начинается вращение рабочего органа — колеса турбины с наклонными лопатками.
2. Входной патрубок подает воду в зону оси турбины.
3. Захватываясь лопастями, жидкость начинает круговое движение вместе с ними.
4. Благодаря наклону лопаток осуществляется быстрый отвод воды к краю круговой области рабочей зоны. Это происходит как под действием центробежной силы вращения, так и из-за силовой механики, обусловленной углом наклона лопасти.
5. При движении жидкости от точки отбора происходит падение давления, что обуславливает естественный забор воды из входного патрубка.
6. Заканчивая свое движение на краю круговой зоны турбинного колеса, вода перемещается с большой скоростью, создает значительное давление и выбрасывается естественным образом через выходной патрубок.

Такая физика процесса позволяет объяснить, почему центробежный насос способен не только перекачивать воду с поверхности, но и поднимать ее из скважин. При определенных соотношениях габаритов колеса, его оборотов, мощности привода достигаются настолько высокие показатели всасывающей силы, что жидкость легко поднимается из глубины в несколько метров.

Дополнительные элементы конструкции

Если приведенная выше функциональная схема содержит малое число значимых узлов, реальное устройство центробежного насоса включает дополнительные конструкционные элементы:

• передающий трубопровод, по которому жидкость поступает к точке отбора;
• фильтры грубой очистки, решающие задачу недопущения присутствия механических взвесей в турбинной камере;
• системы клапанов, блокирующих нештатное обратное движение жидкости;
• измеритель давления, контролирующий показатели внутри рабочей камеры;
• манометр для контроля выходного потока, поступающего в систему водоснабжения.

В оснащение любого бытового и особенно промышленного центробежного насоса входит запорная арматура. Она может быть ручной или автоматической. Задача узлов этого класса, без которых не обходится не один чертеж системы подачи жидкости — не только защищать насос от нештатных и аварийных ситуаций, но и при необходимости управлять входными и выходными потоками перекачиваемого тела

Проиллюстрировать важность работы запорной арматуры легко на примере дозаторов. Центробежные насосы такого типа действуют по следующей схеме:

• сигнал с управляющего устройства инициирует пуск;
• установленный на выходном патрубке датчик считает перекачанный объем;
• при достижении определенного порогового значения, сигнал счетчика поступает на электронно управляемый затвор выходного патрубка, который перекрывает поток;
• рост давления на выходе отслеживается датчиком, который и останавливает работу двигателя по достижении определенного значения параметра.

Вентиль ProFactor запорно-регулировочный