Механический насос для воды – особенности, плюсы, классификация, принцип работы

Виды и классификация насосов

Насос – тип гидравлической машины, который перемещает жидкость путем всасывания и нагнетания, используя кинетическую или потенциальную энергию. Насос необходим для использования в противопожарных технических средствах, для отвода жидкостей в жилых кварталах, при подаче топлива и многих других целях. По области применения, конструкции, принципу действия существует разные виды и типы насосов. При использовании насосов для различных целей необходимо знать, какие виды бывают и чем они отличаются.

Общая классификация

В первую очередь насосы делятся по области применения на бытовые и промышленные. Бытовые насосы используются в домашних хозяйствах, промышленные — на предприятиях и в специальных службах (пожарная). Отдельная классификация насосов по типу рабочей камеры предполагает деление на динамические и объемные насосы.

Виды насосов и их классификация

Различные классификации насосов основаны на понимании того, какие типы насосов существуют и чем они отличаются. Насосы делятся на несколько видов, те, в свою очередь, делятся на категории.

По техническим характеристикам:

  • в зависимости от объема жидкости, перемещаемой в единицу времени;
  • давление и напор;
  • КПД.

По области применения:

Разделение насосов по сферам применения

Область применения насосов очень широкая. Сегодня их используют практически во всех сферах: строительстве, промышленности, при добыче полезных ископаемых, при разработке систем пожаротушения. В малых масштабах также используются различные типы насосов, и область их применения варьируется от бытового использования для полива, до установки в системах водоснабжения и теплопередачи. В зависимости от сферы применения выделяют типы и виды насосов. Ниже представлены описания, их характеристики и разновидности.

Типы насосов

По целевому назначению:

  • погружные насосы;
  • поверхностные насосы.

По способу энергопитания:

  • электрические насосы;
  • жидкотопливные насосы.

В зависимости от типа воды:

  • для чистой воды;
  • для воды средней степени загрязненности;
  • для воды высокой степени загрязненности.

Типы бытовых насосов и область их применения

По области применения насосы делятся на бытовые и промышленные. Бытовые насосы бывают поверхностными и погружными. Для бытового использования чаще используют первый тип. Поверхностные насосы применяются для автономного водоснабжения частных домов, полива прилежащей территории, откачки воды из подвалов и прудов, повышения давления при автономной подаче воды в частный дом.

Существует четыре типа бытовых насосов:

Описание и характеристики насосов

Существует 2 вида насосов: поверхностные и погружные. Поверхностные насосы устанавливаются на уровне земли, в скважину или яму опускается шланг. Если насос оборудован автоматической системой включения-выключения при подаче воды, то он называется станцией. Насосы погружного типа включают в себя: дренажные насосы, фекальные, циркуляционные, насосы, установленные в колодцах и скважинах.

Разновидности насосов по конструкции

По конструкции все насосы различаются между собой. Они могут быть вертикальные и горизонтальные. Все насосы отличаются своей сборкой, в зависимости от модели в них могут быть использованы лопатки, лопасти, винты.

Классификация по принципу действия — по типу рабочей камеры

Различают типы насосов по принципу действия и конструкции. Они делятся на объемные и динамические насосы.

  1. Объемные насосы — такие, в которых жидкость перемещается за счет изменения объема камеры с жидкостью под действием потенциальной энергии.
  2. Динамические насосы – механизмы, в которых жидкость перемещается вместе с камерой под действием кинетической энергии.

Динамические насосы, в свою очередь, делятся на лопастные и струйные.

Отдельно выделяют виды объемных насосов по принципу действия в зависимости от конструкции:

  1. Роторные насосы – это цельный корпус, с определённым числом лопаток/лопастей, приходящих в движение при помощи ротора.
  2. Шестеренные насосы – самый простой тип механизма, состоящий из сцепленных между собой шестерен, приходящих в движение под принудительным изменением полости между шестернями.
  3. Импеллерные – в эксцентрический корпус заключены лопасти, при вращении выдавливающие жидкость.
  4. Кулачковые – насосы, в корпус которых заключены 2 ротора, которые при вращении перекачивают жидкости разной степени вязкости.
  5. Перистальтические – корпус включает эластичный рукав, в котором находится жидкость. При вращении дополнительных валиков жидкость перемещается по рукаву.
  6. Винтовые – насосы, состоящие из ротора и статора. При вращении ротора жидкость начинает перемещаться по оси насоса.

Существует также деление динамических насосов по принципу действия:

  1. Центробежные – включает в себя рабочее колесо, внутри которого находится жидкость, при вращении колеса, частицы приобретают кинетическую энергию, начинает действовать центробежная сила, под действием которой жидкость переходит в корпус мотора.
  2. Вихревые насосы – по принципу действия аналогичны центробежным, но менее габаритны и имеют более низкий КПД.
  3. Струйные – основаны на переходе потенциальной энергии в кинетическую.

Вихревый тип насоса является наиболее часто используемым за счет легкости установки. В бытовых нуждах такой агрегат устанавливают в загородных домах для обеспечения подачи воды. Циркуляцию воды обеспечивает жидкость, подаваемая на лопатки, расположенные в корпусе насоса. Ключевым элементов здесь является колесо, на которое вода подается через входное отверстие. Также такой насос используют для скважин, так как создают высокое давление. Они обладают способностью самовсасывания и могут перерабатывать не только жидкость, но газо-водную смесь.

Насосы центробежного типа часто применяют в бытовых и промышленных целях:

  • для организации систем водоснабжения на промышленных предприятиях;
  • для организации систем водоснабжения жилых кварталов;
  • для систем полива.

Эти насосы отличаются простотой эксплуатации, так как принцип работы достаточно прост. Основную нагрузку принимает колесо с лопатками, на которое и подается жидкость, однако если жидкости внутри не будет, то насос выйдет из строя. Чаще такие насосы бывают поверхностными. За счет этого снижается их производительность. Погружные насосы центробежного типа требуют герметичность корпуса высокого качества.

Классификация по назначению

По назначению различные виды насосов используют в промышленных целях (в пищевой, химической, бумажной промышленности). В бытовых целях насосы используются при строительстве, откачке воды из скважин и колодцев, для бурения колодца, для теплоснабжения. Бурение колодца требует использования насосной станции или насоса погружного типа. Насос обеспечивает подачу воды из скважины под небольшим давлением.

В автомобилях и промышленных машинах насосы являются вспомогательными устройствами.

При добыче полезных ископаемых используют различные типы насосов для бурения скважины, обустройства прилежащей к скважине территории, откачки жидкости, для переработки жидкостей. В промышленности насосы устанавливаются на предприятиях для гидроудаления отходов производства.

Насосы, применяемые в пищевой индустрии, часто имеют устройства для измельчения материалов (кроме камня и металлов), чтобы предотвратить засорение трубопровода.

Отдельно выделяют насосы для пожаротушения. Конструкция таких насосов предусматривает подачу воды под сильным давлением.

Дренажные насосы относятся к погружным, они характеризуются наличием системы измельчения и фильтрации.

Насосы, нагнетающие давление используются в системах, где требуется повышение давления при работе (теплоснабжение, водоснабжение).

Выделяют виды водяных насосов по назначению:

В зависимости от сферы использования существует классификация водяных насосов по принципу действия.

  1. Водоподъемные насосы используются для экстракции жидкости из скважин или колодцев.
  2. Циркуляционные виды насосов используют для перемещения жидкости в системах отопления, кондиционирования и подачи воды.
  3. Дренажные насосы используют для откачивания жидкости из подвалов и канализации.

Классификация по виду перекачиваемой среды

В зависимости от того, какого типа жидкость будет проходить через насос, конструктивные и другие особенности будут различаться.

Насосы используют для перекачивания:

  • чистой жидкости и жидкости малой загрязненности;
  • жидкостей средней степени загрязненности с примесями легкой взвеси;
  • не сильно загазованных жидкостей;
  • смесей газа и жидкости;
  • агрессивных жидкостей;
  • жидких металлов.

Для работы с разными типами жидкости используют насосы объемного типа. Этот вид насосов работает по принципу изменения объема камеры, что приводит к переходу энергии двигателя в энергию субстанции. Такие насосы способны работать с любыми средами, однако следует учитывать высокий уровень вибрации.

Динамические насосы могут также работать с любыми типами жидкостей, однако они не обладают способностью к самовсасыванию. В зависимости от конструктивных особенностей насосов существуют различные способы переработки перемещаемой жидкости. Например, вихревые насосы динамического типа не предназначены для работы с загрязненной жидкостью, включающей абразивные вещества. Для таких агрегатов жидкость с примесями является разрушающей, приводя к истончению стенок насоса.

Виды промышленных насосов

В промышленности используются насосы разных типов. Основные виды насосов, используемые на различных предприятиях:

  • многоступенчатые;
  • маслонасосы шестеренные;
  • насосы химические погружные;

Промышленные насосы используются в различных областях

  • в легкой промышленности;
  • в химической промышленности;
  • в строительстве;
  • в машиностроении;
  • при добыче полезных ископаемых.

Вид и тип насоса выбирается в зависимости от нужд предприятия, свойств и качества перекачиваемой жидкости.

К наиболее популярным относятся глубинные насосы, так как широко используются в бытовых и промышленных целях. Их легко монтировать при установке систем водоснабжения и отопления, они используются для забора воды из скважин, в отопительных системах.

Основные виды насосов по типу подводимой энергии:

  • насосы, работающие за счет механической энергии;
  • водоструйные насосы;
  • насосы, работающие за счет сжатого пара или газа.

К насосам, работающим за счет механической энергии, относятся поршневые насосы, пропеллерные, винтовые, центробежные и ротационные. Несмотря на одинаковый принцип действия, эти насосы сильно отличаются по конструкции. Водоструйные насосы – элеваторы, эжекторы, работают за счет подачи жидкости на лопасти колеса.

Насосы для систем пожаротушения

Основным требованием к насосам системы пожаротушения является подача воды под высоким давлением. Наиболее часто используемыми являются центробежные насосы, так как они позволяют быстро закачать воду за счет центробежной силы. Важными пунктами при выборе насоса для пожаротушения являются:

  • напор;
  • частота вращения колеса;
  • КПД;
  • высота всасывания;
  • объем перемещаемой воды.

В зависимости от количества колес с лопастями насосы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Многоступенчатые агрегаты позволяют создать более высокое давление, что в свою очередь, влияет на напор и высоту подаваемой жидкости. При установке систем пожаротушения в зданиях стоит учитывать, что оборудование необходимо периодически проверять, так как застой может вызвать затруднения при запуске. На пожарных машинах устанавливают центробежные насосы и вспомогательные агрегаты. Вспомогательные насосы заполняют корпус центробежного насоса жидкостью и отключаются автоматически.

Масляные и топливные насосы

Среди промышленных типов насосов выделяют масляные и топливные устройства, устанавливаемые на двигателях автомобилей и машин и двигателях внутреннего сгорания.

Масляные насосы обеспечивают снижение силы трения между взаимодействующими частями двигателя. Они бывают регулируемыми и нерегулируемыми. В двигателях автомобиля устанавливаются роторные или шестеренные насосы для перекачивания масла.

Топливные насосы устанавливаются в автомобилях в обязательном порядке. Они обеспечивают доставку топлива из бака в камеру сгорания. В зависимости от конструкции топливные насосы бывают: механические и электрические.

Погружные насосы

Погружные насосы применяются при работе на глубине более восьми метров. Все типы погружных насосов обладают системой охлаждения, а также выполнены из прочного материла, помогающего избежать деформации под давлением. Погружные насосы бывают центробежными и вибрационными. В насосах второго типа жидкость всасывается с помощью вибрационного или электромагнитного механизма.

При выборе насоса важно учитывать большое количество факторов:

  • цель использования;
  • место использования;
  • необходимость установки вспомогательных агрегатов;
  • габариты насоса;
  • способ работы насоса.

Принцип работы насоса

Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении

Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон (“гармошку”), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение – выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.

Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость “на сухую”, т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.

Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.

Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.

Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.

На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.

Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.

Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.

Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.

Читайте также:  Вихревые насосы для скважин – особенности устройства, конструкция, монтаж

Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
Преимущества винтовых насосов:
– самовсасывание (до 7. 9 метров),
– бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
– возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
– возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.

Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

Принцип работы:
При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.

Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

Принцип действия:
Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.

При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.

Газлифт (от газ и англ. lift — поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.

В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, а другой — труба, в которой находится газожидкостная смесь.

Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

Принцип работы:
Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны

Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.

Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)

Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.

Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов – износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.

Многосекционные насосы – это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.

Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.

По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).

Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.

Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта – до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.

Насосы этого типа применяются:
– на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
– в системах гидравлики,
– в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.

Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.

Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды – водоструйными насосами.
Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением – инжекторами.

Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.

Принцип работы гидротаранного насоса:
По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.

Ручной насос для скважины: виды оборудования, характеристики, их плюсы и минусы

Скважина на участке помогает решить вопрос автономного обеспечения водой. Но без специального оборудования поднять жидкость на поверхность не получается. А покупать дорогостоящие автоматические устройства, если дача посещается от случая к случаю, совсем не хочется, не так ли?

Значительно дешевле обойдется ручной насос для скважины отечественного или зарубежного производства. Поставить его несложно, а работать он сможет даже при отсутствии на участке центральной электрического снабжения.

Но какой вариант лучше выбрать? Мы поможем разобраться с этими вопросами – в нашей публикации рассмотрены конструктивные особенности наиболее популярных видов насосов ручного типа, их возможности, основные плюсы и минусы. Также мы привели рекомендации по выбору подходящего варианта оборудования.

Особенности ручного оборудования

Ручной насос позволяет перекачивать жидкость из скважины, обустроенной на участке, к точке отбора, приложив небольшие усилия. Скорость водопотока здесь гораздо ниже, чем в автоматических приборах. Но накачать вручную ведро воды не сложно – с этой задачей справится даже подросток.

Тем не менее, рычажные механизмы имеют ряд существенных преимуществ.

Среди ключевых следующие позиции:

  • автономность – прибор можно использовать там, где отсутствует электрическая сеть, либо стоимость электроэнергии слишком высока, и подключать мощное оборудование экономически не выгодно;
  • небольшие материальные затраты на приобретение – ручной агрегат стоит значительно дешевле автоматического и не всегда есть реальная потребность платить значительную сумму денег за технику, которая не будет эксплуатироваться в постоянном режиме;
  • универсальность – ручные насосы на рынке представлены в широком ассортименте, выбрать подходяще устройство можно как под глубокую, так и под мелкую скважину;
  • ремонтопригодность – если какие-либо узлы рычажных моделей выходят из строя, они очень легко и быстро заменяются;
  • простой монтаж – установка не требует профильных знаний и осуществляется без использования специфического, дорогостоящего инструмента:
  • элементарное использование – чтобы насос начал подавать воду, нужно только несколько раз поднять и опустить рукоятку, с этой задачей легко справится даже ребенок, женщина или пенсионер.

У оборудования только два минуса. Первый – это физические усилия, которые требуется прикладывать для получения жидкости для питья или полива. В этом плане автоматические насосы, выкачивающие воду из скважины без непосредственного участия человека, выигрывают.

Второй – небольшая по сравнению с автоматическими агрегатами производительность.

Однако, полноценным недостатком это считать нельзя. Ведь такие модели предназначаются для установки в местах, где нет потребности в постоянно текущей из крана воде или бесперебойную подачу просто невозможно организовать физически.

Обычно ручные насосы используют на дачных участках, посещаемых только летом, и в местах, где есть проблемы с постоянной подачей электричества.

Также ручные модели применяют как сопутствующий вариант водоснабжения. Так, ежедневно обеспечивать необходимым количеством воды грядки с овощами будет довольно сложно. А ручной насос поможет справиться с этой задачей, причем без лишних затрат на оплату электроэнергии.

Разновидности ручных насосов

Ручное оборудование для перекачки воды на рынке представлено в самых разнообразных вариантах.

Владельцам скважин предлагаются следующие типы изделий:

Каждый вид имеет особенности, обусловливающие область максимально эффективного использования. Независимо от конструкции и принципа работы, все приборы демонстрируют примерно одинаковую производительность.

За один полный цикл возвратно-поступательного движения из скважины будет получено около литра жидкости. За минуту таким способом можно набрать от 20 до 40 литров воды. Более точная цифра зависит от того, насколько часто пользователь сможет поднимать/опускать рычаг-рукоятку.

Вид #1 — крыльчатые агрегаты

Ручной крыльчатый насос – это компактный прибор для откачивания воды из подземных источников глубиной 5-7 метров. Небольшие размеры позволяют применять устройство в технических целях на производствах, складах, базах и других участках, где нет возможности смонтировать более мощное и габаритное оборудование.

Конструкционно изделие состоит из корпуса с напорным и всасывающим патрубками. Крыльчатка с лопастями фиксируется на валу, крепко соединенном с рукояткой устройства. Верхний отсек прибора сохраняет постоянный объем даже при условии изменения положения крыльчатки.

Нижнюю часть рабочей камеры насоса на две части разделяют специальные перемычки. Два клапана стоят на лопастях насоса, а еще два, работающие в противовес им, размещаются на входе в нижнюю камеру.

В процессе воздействия на рукоятку пользователя, крыльчатка начинает вращаться. В рабочей камере формируются чередующиеся зоны повышенного давления и разрядки. Жидкость всасывается через входной патрубок и энергично выталкивается через напорный. Насосные клапаны обеспечивают перемещение воды по коммуникационным магистралям только в одном направлении.

Ручные насосы крыльчатого типа справляются с перекачкой довольно вязких жидкостей, но плохо переносят загрязненную жидкость. Не подходят для транспортировки воды, содержащей фрагменты жидкого топлива, спиртов, парафина, пищевых масел и любых абразивных материалов. Хорошо работают с чистыми неглубокими скважинами.

Часто могут использоваться в подвальных помещениях, где нет возможности разместить более мощное и громоздкое оборудование. По бюджетной цене продаются в корпусе из анодированного металла.

Среди моделей зарубежных производителей популярностью пользуются немецкие К1 и К2 с латунными клапанами и лопастями. Российский аналог РК2 реализуется по более высокой цене, но комплектуется крыльчатым механизмом из металла, склонного к коррозийным проявлениям.

Плюсы крыльчатых насосов: компактные габариты, способность к перекачке вязких жидкостей.

Из минусов: низкая производительность, высокая требовательность к чистоте воды, работа в скважинах небольшой глубины.

Вид #2 — насосы поршневого типа

Поршневые приборы пользуются широкой популярностью. Конструкционно состоят из цилиндрического корпуса, выполненного из пищевой нержавеющей стали. Внутри перемещается поршень, посредством штока закрепленный на рычаге-коромысле.

Эластичные фторопластовые уплотнители обеспечивают плотное прилегание поршневого диска к стенкам. Сверху располагаются обратные клапаны сферической формы.

Насосы такого типа создают давление на входе. Ставятся на 1 метр выше уровня земли. Монтируются на верхнюю часть обсадных коммуникаций таким образом, чтобы обратный клапан системы находился на выходе погруженной в отверстие водоподъемной трубы.

Используются там, где зеркало воды располагается высоко. Добывают воду из скважин до 10 метров. Из более глубоких источников поднять жидкость на поверхность не могут. Больших физических усилий для нажатия на рычажный механизм не требуют.

В процессе поступательного движения поршня клапан опускается и препятствует оттоку жидкости в обратном направлении. Вода под напором открывает встроенные клапаны и поднимается над поверхностью поршневого диска.

В процессе возвратно-поступательного движения поршня клапан опускается и препятствует оттоку жидкости в обратном направлении. Вода под напором открывает встроенные клапаны и поднимается над поверхностью поршневого диска. Во время обратного хода дисковые клапаны закрываются, не давая воде стекать вниз.

Закаченный в систему воздух толкает жидкость под давлением вверх и в результате она выливается через выходную сливную трубку насоса.

В рейтинге наиболее продаваемых поршневых моделей верхние позиции занимают приборы из стали с оцинкованными болтами от российского производителя Watergood. Изделия зарубежных торговых марок пользуются меньшей популярностью.

Плюсы поршневых насосов: перекачивание как чистой, так и мутной воды с песком, пригодность для работы со светлыми нефтепродуктами, кислотами, растворителями, спиртами.

Еще один плюс заключается в простоте конструкции – так, насос поршневого типа можно изготовить в домашних условиях.

Основные минусы: отдельные модели требуют утепления на зиму, так как не могут эксплуатироваться, если температура окружающей среды опускается ниже +1 °C. Обычно эта информация указывается на сайте производителя и в сопроводительной технической документации прибора.

Вид #3 — штанговые (штоковые) устройства

Штанговые ручные насосы иногда называются штоковыми. Применяются там, где вода залегает на глубине 12-30 метров. Для всех остальных ручных моделей это – непосильная задача.

По конструкции приборы немного схожи с поршневыми агрегатами. В качестве основного рабочего узла здесь используются цилиндр и поршень с удлиненным окончанием. Помповая часть устройства располагается в водоносном слое.

Оборудование штангового типа монтируется непосредственно в скважину. Штоковая часть погружается в воду на глубину порядка 1 метра.

Перекачка воды начинается, когда человек приводит в движение рычажное устройство. Поршень опускается и нижний клапан закрывается. Образовавшееся давление открывает верхний клапан и жидкость перемещается в пространство над цилиндром.

В процесс подъема поршневого элемента вода закрывает верхний клапан, а разряжение, создавшееся под поршнем, открывает нижний клапан для всасывания воды.

Наиболее актуально использовать штанговые насосы в условиях, когда вода залегает слишком глубоко для установки наружного электроприбора, диаметр скважины не позволяет смонтировать автоматический насос или отсутствует возможность подключения к электрической сети. Во всех других ситуациях тратиться на оборудование нецелесообразно.

Читайте также:  Электрический и ручной опрессовочный насос – принцип работы, плюсы и минусы

Основное преимущество штанговых насосов — подъем жидкости с больших глубин. Компактный насос штокового типа для скважины глубиной до 15 м можно изготовить в домашних условиях. Рекомендуем ознакомиться с подробной инструкцией по изготовлению самодельных насосов из подручных материалов.

Из минусов покупных моделей сложность установки, громоздкость конструкции, большие усилия, требующиеся для прокачки, невозможность использовать агрегат в скважинах, размещенных на скосах или имеющих внутреннее искривление, высокий риск обрыва штанги.

Вид #4 — мембранное оборудование

Ручные мембранные или диафрагменные насосы очень выносливы. Одинаково успешно они могут качать чистую/загрязненную бытовую воду и дизельное топливо, имеющее в составе примеси. Даже при наличии в жидкости большого количества мелких частиц песка и абразивных элементов, все узлы работают безупречно.

Шаровые клапаны не занимают фиксированного места, не трутся друг о друга, а постоянно перекатываются. Это способствует самоочищению и сводит к нулю риск возникновения заклинивания.

Круглый корпус приборов делается из прочного пластика или отливается из высококачественного чугуна. Мембраны и клапаны производятся из маслобензостойкой резины. Оборудование служит годами и не выходит из строя. Подходит для эксплуатации только в неглубоких скважинах.

Использовать устройство можно не только для перекачивания воды любого качества, но и для отвода сточных или дождевых вод из погребов, подвалов, траншей и прочих участков, подвергшихся затоплению.

Среди покупателей пользуются спросом модели от датского концерна Grundfos и тайваньские насосы Ампика. Они продаются по оптимальной цене.

Среди плюсов износостойкость, нетребовательность к качеству перекачиваемой воды, оптимальный вес, лояльная стоимость, долговечность.

Основной минус — возможность работать в скважинах малой глубины (до 6 метров).

Рекомендации по выбору ручного насоса

Выбирая ручной насос, нужно прежде всего ориентироваться на глубину скважины. Если она составляет от 5 до 7 метров, с задачей справятся все разновидности портативных помповых приборов. Для источников, где зеркало воды находится на высоте до 10 метров, подойдет любое рычажное оборудование, кроме крыльчатого.

Поднять на поверхность жидкость с глубины до 30 метров сможет только ручной штанговый прибор. Но для этого скважина не должна иметь скосов или изгибов.

Вес рычажного оборудования составляет от 4 до 130 кг. Этот параметр имеет значение в момент транспортировки. Легкие изделия до 15 кг можно доставить к месту монтажа самостоятельно. Более тяжелые модели придется перевозить на автомобиле и пользоваться услугами наемных рабочих для погрузки/выгрузки.

При установке тяжелых ручных насосов тоже часто возникают проблемы. Обычно владельцу требуется сторонняя помощь при переноске и в процессе установки прибора. Желательно подумать об этом заранее и пригласить мастера либо воспользоваться услугами кого-то из родственников, друзей или знакомых.

Еще один важный элемент при выборе модели – это качество воды. Крыльчатые агрегаты в этом плане очень требовательны и не справляются с перекачкой жидкости, содержащей песок и примеси.

Если на участке проблема с чистотой воды, стоит предпочесть насосы поршневого, штангового или мембранного типа. Они нормально выполнят задачу и не выйдут из строя после прохождения по системе мелких абразивных частиц.

Вам нужен функциональный насос для откачки грязкой воды, а ручной вариант не подходит? Рекомендуем ознакомиться с лучшими автоматическими моделями, представленными на рынке и правилами выбора.

Если оборудование нужно только для эксплуатации в летний период, стоит рассмотреть насосы с пластиковым корпусом. Они продаются по более низкой цене, мало весят и считаются бюджетным вариантом. Но серьезных рабочих нагрузок не выдерживают и часто выходят из строя, не отработав даже одного сезона.

Изделия из тонкостенной пищевой стали считаются более выносливыми, чем пластиковые. Максимальный срок использования имеют чугунные и бронзовые приборы. Высокая цена в них компенсируется продолжительным эксплуатационным периодом, надежностью и стойкостью к проявлениям внешней среды. Все металлические агрегаты подходят для круглогодичного использования.

Внешний вид насоса тоже имеет значение. Желательно, чтобы он гармонично сочетался со всеми остальными элементами на участке и не портил окружающий пейзаж. Отдельные производители выпускают ручные насосы с эффектными рукоятками и стильными кранами. Такие изделия ценятся дороже, но полностью оправдывают стоимость, превращаясь из привычного элемента в декоративный объект.

Чтобы насос всегда работал корректно и не ломался, за ним нужно ухаживать, очищать отдельные узлы и смазывать их специальными средствами. В некоторых моделях есть система самоочистки. Дополнительное обслуживание таким устройствам не требуется.

Если вы планируете много времени проводить на даче, то без автоматизации системы водоснабжения вам не обойтись. В таком случае рекомендуем ознакомиться с рейтингом насосных станций, пользующихся спросом у покупателей, и правилами выбора лучшей.

Выводы и полезное видео по теме

Технические характеристики и особенности поршневого ручного насоса с чугунным корпусом.

Принцип работы механизма ручного насоса поршневого типа.

Как работает штанговый насос. Реальный пользователь демонстрирует процесс добычи воды из скважины.

Использование ручного насоса – удачный выход из положения для владельцев дачных участков или загородных домиков временного проживания. Оборудование стоит недорого, легко монтируется, не требует подключения к электросети и подает воду из источников глубиной от 5 до 30 метров.

Рычажный насос работает в любых погодных условиях и выдерживает интенсивную эксплуатацию. Может применяться для организации дополнительной точки раздачи воды на территориях, где основное водоснабжение находится далеко от мест полива.

Используете насос ручного типа на своей даче? Покажите в комментариях свою модель насоса, поделитесь впечатлением от его использования. Или только присматриваетесь к этому варианту насосного оборудования, оценивая его плюсы и минусы? Если у вас возникли вопросы по выбору подходящей разновидности ручного насоса, не стесняйтесь спросить совет у наших экспертов и других посетителей сайта. Форма обратной связи расположена внизу под этой публикацией.

Центробежные насосы устройство и принцип действия

Принцип действия

Центробежные насосы – одни из наиболее распространенных машин промышленности. По количеству они уступают только электрическим двигателям. Т.к. электрические двигатели используются для приведения в действие насосов, то, можно сказать, что львиная доля электроэнергии мира расходуется на транспортировку жидкости центробежными насосами.

Центробежные насосы получили своё название от способа, в котором жидкость передаётся энергии.

Когда жидкость подводится к насосу, она соприкасается с вращающимся колесом и выталкивается в напорный патрубок с центробежной силой через полость специальной формы, называемой спиральным кожухом. Все центробежные насосы работают по такому принципу, но среди них могут быть конструктивные различия.

Насос передает кинетическую энергию жидкости. Кинетическая энергия подразумевает скорость жидкости. Скорость – это всего лишь половина уравнения.

Рис.1 – Центробежный насос

Жидкость входит в насос по центру колеса через всасывающее отверстие. Трение между частицами жидкости и рабочим колесом заставляет жидкость вращаться. Например, как трение между дорогой и резиной шины заставляет машину двигаться.

Рабочее колесо тянет частички жидкости, поэтому они вращаются при контакте с ними. Жидкость выталкивается наружу колеса с помощью центробежной силы – явление, которое выталкивает прочь любой объект из центра круга к его границам. Вот так жидкость получает кинетическую энергию от колеса.

Поэтому эти насосы называются центробежными.

Количество энергии, передаваемое жидкости зависит от трех факторов:

  • плотности жидкости:
  • частоты вращения рабочего колеса:
  • диаметра рабочего колеса:

После рабочего колеса жидкость попадает в полость спирального корпуса, откуда попадает в напорный патрубок.

Давление. Насос также должен создавать избыточное давление, чтобы отвечать требованиям системы. Обычно это преодоление гравитации при подъёме жидкости из низшего уровня на высший, и сопротивление трения трубопроводов.

Проще говоря, давление – это возможность выполнить задание. А скорость жидкости – это то, как скоро оно будет выполнено.

Насосы должны превращать динамическое давление в статическое.

По мере прохождения жидкости по спиральному корпусу она замедляется, так как площадь прохода увеличивается, потому что производительность или количество жидкости, перекачиваемое за какое-то время, зависит от двух факторов: первое – это скорость жидкости, второе – размеры полости, через которую она продвигается.

Если поток постоянный, то увеличение проходного сечения ведёт к уменьшению скорости и росту давления. Достигая напорного патрубка, большая часть кинетической энергии превращается в давление.

Конструкция

Насос – это машина, которая превращает механическую энергию в кинетическую энергию, перекачиваемую жидкость с электро-транспортировки ее из одной точки в другую.

Центробежный насос состоит из двух основных компонентов.

  1. Первый – это вращающийся диск с изогнутыми лопастями. Он называется рабочим колесом.
  2. Второй – это труба специальной формы, называемая спиральным корпусом, в котором содержится рабочее колесо и транспортная жидкость.

Есть 5 элементов конструкции, которые могут различаться:

  • вид колеса;
  • вид подшипника;
  • расположение корпуса;
  • крепление двигателя;
  • число ступеней.

Корпус

Он сделан в форме спирали с уменьшающимся радиусом, похожим на раковину улитки. Полость этого корпуса не остается одной и той же везде. Площадь проходного сечения увеличивается при приближении к напорному патрубку.

Там, где заканчивается спиральный корпус и начинается напорный патрубок, есть выступающий клин, называемый водорезом.

Он физически разделяет спиральный корпус и напорный патрубок и гарантирует, что жидкость будет покидать насос, а не просто крутиться по кругу в спиральном корпусе.

Расширяющаяся часть спирального корпуса очень важна, т. к. с помощью неё насос создает давление.

Рабочее колесо

Есть 3 вида рабочих колёс:

Самая простая конструкция у открытого колеса, которая состоит из острых, как лезвие, лопастей, равномерно расположенных на втулке.

Открытое колесо

Большой неограниченный подвод жидкости позволяет этому виду колес транспортировать жидкости содержащие грязь, пыль, осадки, твёрдые примеси, что делает их идеальными для мусорных насосов.

Применяется на водоочистных заводах, где перекачиваются сточные воды для обработки грубых шламов с твердыми примесями. Поэтому он имеет режущие лопатки спереди колеса, чтобы резать очень большие примеси.

Если лопасти размещены на задней пластине, то такое колесо называется полузакрытым.

Полузакрытое колесо

Если лопасти находятся между двумя пластинами, то оно называется закрытым.

Закрытое колесо

Закрытые колеса более эффективны, чем полузакрытые и открытые колеса. Потому что поток жидкости идет по строго заданному пути. Значит, больше жидкости выходит из насоса и меньше просто циркулирует внутри колеса.

Их недостаток это то, что они могут легко загрязниться мусором.

Очень популярное заблуждение, будто закрученные лопасти помогают толкать жидкость. Но на самом деле это не то, для чего они предназначены.

Назначение лопаток – это проводить жидкость по наиболее плавному пути. Закрученные назад лопасти помогают стабилизировать условия течения жидкости на высоких скоростях и уменьшить нагрузку на двигатель.

Правильное направление вращения для этого колеса – противочасовое. Поэтому по направлению сгибов лопастей можно сказать направление движения колеса.

Вал и подшипники

Какой бы вид колеса не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:

Консольное закрепление

При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.

Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.

Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.

Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.

Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.

Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.

Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.

Симметричное крепление

Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.

Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.

Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.

Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.

Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.

Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.

Расположение вала

Центробежные насосы обычно расположены горизонтально. Но иногда вертикально.

Вертикальные насосы применяются для уменьшения места под установку. Вы можете встретить их на дне скважины или колодца, соединенными длинным-длинным валом с двигателем сверху. Это подводит нас к соединению с двигателем. Обычно электрического.

Тип присоединения вала

Есть 2 способа предать вращения от двигателя к насосу: через муфту или напрямую.

Если насос и двигатель – это две отдельные машины, то они должны быть соединены муфтой.

Соединение муфтой

Муфты бывают разных форм, размеров и исполнений. И одно общее требование к ним – обеспечение правильной целостности валов, иначе без них обеспечение целостности было бы очень изощренным процессом.

Для облегчения и поддержания целостности, двигатель и насос установлены на общей опоре – опорной плите.

Или, в случае с вертикальными установками, двигатель расположен на раме.

Такой вид соединения двигателя и насоса называется муфтовым. Для больших мощных установок и насосов с разборным корпусом соединение через муфту единственно возможное.

Второй способ соединенияпрямой. Двигатель и насос находятся на общем валу с колесом, расположенном консольно на другой стороне вала двигателя. В этом случае установка не требует муфты или сложных процедур по поддержанию целостности.

Тем не менее, из-за того, что двигатель и насос расположены на одном валу, поддерживаемые лишь подшипниками двигателя, этот способ подходит только для маленьких и средних насосов с торцевым всасыванием.

Количество ступеней

Насос классифицируется по количеству ступеней, которое он имеет. Большинство насосов имеет одну ступень с одним рабочим колесом и одним спиральным кожухом. Тем не менее, некоторые насосы имеют дополнительные ступени, соединённые последовательно для увеличения давления.

Ротор многоступенчатого насоса

Суть в том, что одно колесо придает энергию жидкости, а затем направляет его в следующее колесо, которое добавляет еще энергии жидкости, а затем направляет ее к следующему колесу, и так далее, пока, в конце концов, жидкость не попадает в напорный патрубок.

Особенности механической помпа для воды

Еще совсем недавно помпа для воды механическая использовалась повсеместно и встречалась в больших городах и малых поселках.

Путник всегда мог утолить жажду или умыться с помощью этого незатейливого устройства.

Немного о помпах для воды

Ручная насосная техника находит своего потребителя и сегодня. Часто она располагается рядом с высокоэффективным, современным оборудованием, как запасной вариант, на случай отсутствия электричества или топлива.

Несмотря на кажущуюся простоту этого устройства, оно может быть достаточно полезным, и стоит качнуть несколько раз, чтобы наполнить ведро воды (все зависит от глубины залегания). Есть модели с вертикальным и горизонтальным расположением, которые можно приводить в действие руками или ногой (в виде так называемой лягушки).

В учреждениях и офисах используется механический вариант помпы для подачи бутилированной воды. Это простое устройство для розлива не требует электроэнергии, при каждом нажатии рукой жидкость подается определенными порциями.

Специфика и отличие от других моделей

Устройство ручной помпы

Принцип действия механической помпы для перекачивания воды несложный. Он такой же, как и у электрических, бензиновых, дизельных аналогов. Используются три основных вида:

Читайте также:  Насос для абиссинского колодца и что нужно знать о скважинах – плюсы и минусы

В основе первых двух лежит применение поршневой системы. Корпус устройства имеет цилиндрическую форму, внутри расположен специальный поршень, который может свободно перемещаться. В нем есть два отверстия с клапанами: входное и выходное. Герметичность обеспечивается фланцами с уплотнительными кольцами, что существенно.

Когда прикладывается механическое усилие, поршень перемещается в камере и создает разрежение, что обеспечивает всасывание воды, затем он движется в обратном направлении, давление усиливается, и через выходное отверстие обратный клапан выпускает жидкость, она поступает в трубопровод наружу. Эти действия циклически повторяются. Важным моментом является то, что на входе в насос должна быть жесткая труба или армированный шланг, в противном случае может произойти его сплющивание под воздействием силы всасывания.

Если поршень имеет большую длину, то такой вид насосов называется штанговым, он позволяет поднимать воду с больших глубин. Еще один вариант — это шиберные (крыльчатые) помпы, используются для перекачивания воды из водоемов и емкостей.

Такой агрегат представляет из себя трубу с насосом и ротором. Вращательные движения ручкой позволяют всасывать воду и подавать ее в трубопровод. Они самые дорогие из всех.

Всем хорошо знакома ручная механическая помпа, которая используется для розлива питьевой бутилированной воды в учреждениях и в домашних условиях. Это тоже поршневой насос, который надевается на горлышко бутыли вместо пробки. Емкость с жидкостью располагается на ровной поверхности или в специальном каркасе, обеспечивающем устойчивость. Каждое нажатие рукой обеспечивает получение порции воды.

По каким критериям делать выбор

Многие дачники и владельцы загородных домов сталкиваются с отсутствием и перебоями электроснабжения либо всего участка или отдельных его частей. Поэтому иметь резервное устройство для воды просто необходимо. Они выручают при относительно небольших потребностях, способны подавать влагу с глубины не более 8м. Помпу механическую для воды купить несложно, но при выборе конкретной модели следует учитывать:

  1. Из какого источника следует добывать воду (колодец, скважина, емкость, водоем);
  2. Глубина залегания влаги;
  3. Диаметр скважины;
  4. Мобильность.

В продаже сегодня нет большого выбора механических устройств. Покупая подходящую модель, осмотрите из какого материала изделие изготовлено. Неплохой вариант — нержавеющая сталь. Такое оборудование неприхотливо, надежное, долговечное, простое в эксплуатации. К недостаткам можно отнести то обстоятельство, что они тяжелые и требуют значительных физических усилий. Более современные модели из пластика и других новых материалов имеют ряд преимуществ, но плохо работают с водой, содержащей большое количество примесей, и по этой причине могут выйти из строя.

Смотрим видео, правило пользования:

Выбирая помпу для бутилированной воды, следует обратить внимание на производителя, дизайн, удобство в эксплуатации. Эта продукция изготавливается из пищевого пластика, имеет свой срок использования, он относительно невелик, но и цена низкая — от 600 рублей. Удачная конструкция должна удовлетворять некоторым требованиям:

  • Иметь специальное кольцо с прокладкой для надежного крепления на горлышке бутыли;
  • Содержать фильтрующий элемент;
  • Комплектоваться дополнительными насадками, для использования с емкостями различных размеров;
  • Кран для воды должен быть удобным, позволяющим легко наполнить даже кастрюлю, не разбрызгивать, ориентирован строго вниз.

Обзор популярных моделей

Параметры помп для воды механических, которые существенно влияют на цену:

  1. Производительность;
  2. Материал;
  3. Размеры;
  4. Известность бренда.

Интересная модель от польского производителя помпа ручная для воды Abisynka (обычное литье). Эта механическая колонка используется на дачах, в деревнях, на огородах и пр. Изготовитель предлагает обычную модель и декоративно украшенное чугунное литье с подставкой. Производительность около 30 л/мин, стоимость от 70 долларов в зависимости от комплектации. Имеет приятный внешний вид и легкий ход рукоятки, не требующий большого усилия.

Смотрим видео, модель Altay и её эксплуатация:

Для питьевой воды можно обратить внимание на классическую, механическую, разборную помпу из хорошего пластика от компании Altay. Оборудование продается в широкой цветовой гамме, имеет воздушный фильтр, который защищает от попадания пыли и грязи. Разборная модель позволяет проводить периодическую дезинфекцию, что обеспечивает пользователя качественной водой.

Мнения потребителей

Механическая помпа настолько простое устройство, что при острой необходимости его легко можно сделать самому из подсобных средств. А лучше, конечно, купить качественный, добротный образец заводского исполнения. Существует большое множество вариантов такого приспособления, имеющие разнообразный дизайн и внешнюю форму.

Итоги

Использование мускульной силы в качестве привода для добычи воды имеет и плюсы, и минусы. Устройство для этого конструктивно простое, надежное, дешевое. Его легко разобрать и перенести, узловые части универсальны, ремонт и обслуживание не требуют специальных навыков и больших средств.

В то же время низкая производительность не позволяет использовать оборудование широко, а только в качестве резервного случая.

Центробежные насосы: устройство, принцип действия, преимущества и недостатки

Одним из наиболее популярных видов насосного оборудования, используемого как в различных отраслях промышленности, так и для оснащения систем бытового водоснабжения, является насос центробежного типа. Используя такое оборудование, представленное на современном рынке множеством разных моделей, можно успешно откачивать жидкую среду из скважин и колодцев даже большой глубины и затем транспортировать ее по трубопроводу на значительные расстояния. Чтобы центробежный насос демонстрировал высокую эффективность и работал без сбоев, важно знать, как правильно подбирать его для решения определенных задач, и точно следовать рекомендациям по его техническому обслуживанию.

Центробежный консольный насос двухстроннего входа

Сферы применения

Благодаря своей универсальности, высокой эффективности и надежности центробежные насосы сегодня успешно применяются практически везде. Если говорить о наиболее популярных областях использования насосов центробежного типа, то сюда следует отнести:

  • организацию технического водоснабжения на предприятиях, работающих в различных отраслях промышленности;
  • перекачивание и транспортировку технических жидкостей различного типа между объектами производства;
  • оснащение систем полива растений и подачу воды на животноводческие фермы;
  • организацию системы водоснабжения населенных пунктов;
  • оснащение автономных систем водоснабжения, используемых собственниками загородных домов и дач для бытовых нужд и организации полива растений на приусадебном участке.

Центробежный насос гигиенического исполнения для пищевой, фармацевтической и косметической промышленностей

Для того чтобы понять, в чем состоит причина универсальности и высокой эффективности гидромашин центробежного типа, следует разобраться в том, из каких конструктивных элементов состоит и как работает такое оборудование.

Особенности конструкции и принцип действия

Если рассмотреть устройство центробежного насоса в разрезе, то в конструкции такого оборудования можно выделить следующие элементы.

  • Электродвигатель в устройстве центробежного насоса играет роль приводного элемента. Та часть внутренней конструкции центробежного насоса, где располагается его приводной электродвигатель, тщательно герметизируется, что необходимо для защиты силового агрегата от контакта с перекачиваемой жидкой средой.
  • Вал насоса передает вращение от электродвигателя рабочему колесу.
  • Конструкция центробежного насоса обязательно включает в себя рабочее колесо, на внешней цилиндрической поверхности которого расположены лопатки, перемещающие перекачиваемую жидкую среду по внутренней камере устройства.
  • Подшипниковые узлы обеспечивают легкое вращение вала с зафиксированным на нем рабочим колесом.
  • Уплотнительные элементы защищают узлы внутренней конструкции гидромашины от контакта с перекачиваемой жидкой средой.
  • Корпус насоса, как правило, выполнен в форме улитки и оснащен двумя патрубками – всасывающим и напорным.

Основные части центробежного насоса

Конструктивная схема центробежного насоса, кроме вышеперечисленных деталей, может включать в себя ряд дополнительных элементов:

  1. шланг, по которому перекачиваемая жидкая среда поступает в напорную магистраль;
  2. шланг, по которому жидкость поступает во внутреннюю камеру устройства;
  3. обратный клапан, препятствующий перемещению уже перекачанной жидкой среды в обратном направлении;
  4. фильтр грубой очистки, не дающий твердым включениям, содержащимся в составе жидкой среды, попадать во внутреннюю часть помпы;
  5. вакуумметр, при помощи которого осуществляется контроль за степенью разреженности воздуха в рабочей камере;
  6. манометр, посредством которого можно контролировать давление потока жидкой среды, создаваемого насосным оборудованием;
  7. элементы запорной арматуры, позволяющей регулировать параметры потока жидкой среды, поступающей в насос и выходящей из него.

Устройство насосной части оборудования центробежного типа

Устройство и принцип действия любых центробежных насосов отличаются простотой. Так, принцип действия центробежного насоса заключается в следующем.

  • Жидкая среда, попадающая во внутреннюю рабочую камеру, захватывается лопатками рабочего колеса и начинает перемещаться вместе с ними.
  • Под воздействием центробежной силы жидкая среда отбрасывается к стенкам рабочей камеры, где создается избыточное давление.
  • Находясь под избыточным давлением, жидкая среда выталкивается через напорный патрубок.
  • В тот момент, когда жидкая среда из центральной части рабочей камеры отбрасывается к стенкам, создается разрежение воздуха, что и обеспечивает всасывание новой порции жидкости через входной патрубок.

Принцип действия центробежного насоса

Принцип работы центробежного насоса, описанный выше, относится к моделям как поверхностного, так и погружного типа. Основную функцию центробежного насосного оборудования выполняет рабочее колесо с лопатками. В соответствии с описанным выше принципом действия центробежных насосов такие устройства обеспечивают всасывание перекачиваемой жидкой среды и ее выталкивание в напорную магистраль в постоянном режиме, что гарантирует стабильность параметров создаваемого потока.

Следует иметь в виду, что центробежный насос нельзя эксплуатировать, если в его внутренней рабочей камере отсутствует жидкая среда. Если пренебречь этим важным требованием, то центробежный насос просто выйдет из строя.

Основные разновидности

На современном рынке предлагаются центробежные электронасосы различных типов, отличающиеся друг от друга как конструктивными особенностями, так и техническими характеристиками. Классификация центробежных насосов проводится по целому ряду параметров, что следует учитывать, выбирая такое оборудование для определенных целей.

Классификация центробежных насосов

В зависимости от расположения оборудования относительно перекачиваемой им жидкой среды различают следующие типы центробежных насосов:

  • поверхностное насосное оборудование;
  • насосы погружного типа.

Центробежные поверхностные насосы, как следует из их названия, устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости к обслуживаемой таким устройством скважине. Откачивание жидкой среды при использовании насосов данного типа осуществляется через специальный шланг или трубу, которые опускаются в подземный источник.

Схема водоснабжения на основе поверхностного насоса

Основное преимущество центробежных поверхностных насосов заключается в том, что их расположение значительно упрощает их техническое обслуживание и ремонт. Недостатки центробежных насосов поверхностного типа немногочисленны, но в некоторых ситуациях имеют решающее значение. Сюда чаще всего относят:

  • не слишком высокую мощность, что не позволяет использовать такие устройства для откачивания жидкой среды из подземных источников, глубина которых превышает 10 метров;
  • большой риск работы на холостом ходу;
  • меньшая, чем у погружных помп, производительность.

Погружные центробежные насосы, принцип работы которых практически ничем не отличается от функционирования устройств поверхностного типа, при эксплуатации располагаются в толще перекачиваемой жидкой среды. Для фиксации погружных насосов в подземном источнике на требуемой глубине используется трос, нижний конец которого привязывается к корпусу устройства, а верхний крепится к специальной перекладине, располагаемой на поверхности земли. Тот факт, что гидравлический погружной насос в процессе эксплуатации находится в толще жидкой среды, объясняет высокие требования, предъявляемые к герметичности корпуса такого оборудования.

Схема водоснабжения дома из скважины на основе погружного насоса

Достоинства насосов погружного типа, как уже говорилось выше, заключаются в том, что даже при меньших габаритах корпуса такие устройства способны создавать более высокий напор перекачиваемой ими жидкой среды, чем поверхностное насосное оборудование. Естественно, есть у погружных центробежных насосов и недостатки, наиболее значимым из которых является сложность технического обслуживания и ремонта: для осуществления этих процедур следует сначала извлечь гидромашину из подземного источника.

На различные типы насосы центробежного типа разделяются и по такому параметру, как количество рабочих колес. Так, в зависимости от данного параметра различают:

  • центробежные одноступенчатые насосы, которые оснащены одним рабочим колесом;
  • устройства многоступенчатого типа, которые, соответственно, имеют несколько рабочих колес, фиксируемых на одном вращающемся валу.

Центробежный многоступенчатый насос

Особенности устройства и принципа работы центробежных насосов многоступенчатого типа заключаются в том, что жидкая среда в процессе ее перекачивания таким оборудованием последовательно перемещается между его ступенями, что способствует значительному увеличению значения ее напора на выходе. Значение напора насоса, состоящего из нескольких ступеней, является суммой значений напора, создаваемого каждым рабочим колесом такого устройства.

Насосы центробежного типа классифицируют и по конструктивному исполнению ротора. Так, в зависимости от данного параметра различают:

  • насосное оборудование с «мокрым» ротором;
  • центробежные устройства с «сухим» ротором.

Конструкция центробежного насоса с ротором «мокрого» типа

В насосах первого типа как рабочее колесо, так и ротор постоянно находятся в контакте с перекачиваемой жидкой средой, которая обеспечивает смазывание и охлаждение движущихся частей насоса. За счет такой конструктивной особенности сделать элементы внутренней конструкции насосов с «мокрым» ротором большими не представляется возможным, поэтому оборудование данного типа, как правило, характеризуется невысокой мощностью.

В центробежных насосах с «сухим» ротором, принцип действия которых практически ничем не отличается от особенностей функционирования любого другого центробежного насосного оборудования, с перекачиваемой жидкой средой контактирует только рабочее колесо, вращение на которое передается от ротора и приводного электродвигателя, расположенных в герметичном отсеке. Центробежное насосное оборудование с «сухим» ротором отличается более высокой мощностью и, соответственно, потребляет значительно больше электроэнергии, чем устройства, оснащенные «мокрым» ротором.

Циркуляционный центробежный насос с ротором «сухого» типа

Рекомендации по выбору модели

Выбирая насос центробежного типа, следует обращать основное внимание не на фото такого устройства на сайте интернет-магазина, а на технические параметры приобретаемой гидромашины. Сначала следует четко сформулировать, для чего вы планируете использовать такое оборудование, то есть определиться с назначением центробежного насоса в конкретной ситуации. В зависимости от того, для чего необходимо насосное оборудование, его подбирают по ряду параметров, среди которых:

  1. глубина, с которой насос в состоянии откачивать жидкую среду из подземного источника (данный параметр характеризует расстояние, измеряемое между корпусом оборудования и нижней отметкой подземного источника, на которой располагается жидкая среда);
  2. коэффициент полезного действия, по которому можно определить, насколько эффективным является выбираемое насосное оборудование;
  3. производительность, по которой можно определить, какое количество жидкой среды насос способен перекачать в единицу времени;
  4. напор жидкой среды, который способен сформировать насос (данный параметр, измеряемый в метрах водяного столба, представляет собой разницу между давлением потока жидкой среды, поступающей в насос через входной патрубок, и давлением потока, создаваемого таким устройством в напорной магистрали);
  5. гидравлический показатель обслуживаемой насосом трубопроводной системы, который указывает на то, насколько снизится давление потока жидкой среды, перекачиваемой насосным оборудованием, при ее транспортировке по системе;
  6. мощность приводного электродвигателя, которая, соответственно, передается на вал устройства с закрепленным на нем рабочим колесом;
  7. максимальное давление потока жидкой среды, при котором насос в состоянии функционировать в штатном режиме;
  8. энергоэффективность устройства, которая указывает на то, какое количество электрической энергии насос затрачивает на то, чтобы перекачать определенный объем жидкой среды.

Преимущества и недостатки

Широкое применение центробежных насосов как в промышленности, так и для решения бытовых задач объясняется целым рядом достоинств, которыми отличается такое оборудование. К наиболее значимым преимуществам гидромашин данного типа следует отнести:

  • высокую производительность, которую обеспечивают конструктивные особенности и принцип действия таких устройств;
  • стабильность параметров потока жидкой среды, создаваемого насосным оборудованием данного типа;
  • компактные габариты и небольшой вес;
  • простоту технического обслуживания, для чего можно не привлекать сторонних специалистов, выполняя все необходимые процедуры самостоятельно при помощи набора простейших инструментов;
  • длительный эксплуатационный срок.

Конструкция центробежных насосов позволяет производить их ремонт и обслуживание самостоятельно при наличии определенных технических навыков

Естественно, следует рассмотреть и недостатки подобных устройств.

  • Насосное оборудование данного типа нельзя использовать, пока его внутренняя рабочая камера не будет заполнена жидкой средой. Если пренебречь этим требованием, то гидромашина достаточно быстро выйдет из строя.
  • При использовании одноступенчатых центробежных насосов создать высокий напор в обслуживаемой такими устройствами трубопроводной системе не получится: для этого следует применять оборудование, оснащенное несколькими рабочими колесами.

Таким образом, недостатков у центробежного насоса, устройство которого подробно рассмотрено выше, немного, и они в полной мере нивелируются его достоинствами. Это объясняет высокую популярность данного оборудования как у специалистов производственных предприятий, так и у частных пользователей, активно применяющих его для оснащения автономных систем водоснабжения.

Ссылка на основную публикацию