Устройство и принцип работы водяного насоса и помпы: типы оборудования, характеристики, эксплуатация

Устройство и принцип работы водяного насоса и помпы

В частом доме важно правильно организовать систему водоснабжения, чтобы она служила долго и качественно. Для перекачки жидкости применяют насосное оборудование. При выборе модели опираются на принцип работы и устройство водяных насосов и помпы. Зная нюансы функционирования оборудования, легко определиться с выбором агрегата.

Как работает механизм. В основе устройства лежит сердцевина из латунных трубок, которые имеют плоскоовальную форму. Они расположены вертикально, и образуют 4 пластины.

Вокруг нее находятся стойки, чтобы крепить баки снизу и сверху. Чтобы смягчать вибрации на участках стыков элементов конструкции и радиатор, используют амортизаторы. Со стороны двигателя находится вентиляционный кожух. С лицевой стороны радиатора для защиты есть облицовка. К стойке радиатора кроме кожуха прикрепляют кронштейны, на которые крепят бак расширительного типа.

Общие сведения

Разновидности насосов

Перекачку воды из источников с водой осуществляют с помощью водяного насоса. Для направления жидкости в необходимую сторону устройство передает воде энергию кинетического типа. Конструкция рабочего механизма делит насосы на разные виды:

3.вихревый тип. По условиям эксплуатации насосы делятся на две группы:

На разновидность насосов влияют условия применения. Оборудование бывает двух видов:

1.насосы поверхностного типа. Устройства находятся снаружи скважины, подача воды осуществляется с помощью подводящего трубопровода. Данный тип подходит, чтобы поливать огород из емкости. На зиму оборудование демонтируют и хранят в помещении.

2.насосы погружного типа. Устройства во время работы погружаются в скважину. Их можно применять в источниках, имеющих глубину от десяти метров. Существуют модели для источников в восемьдесят метров. Оборудование имеет защиту от работы в сухом режиме. Данный тип устройства применяют в домах с постоянным проживанием.

Внимание! Ручные насосы для перекачки воды из источников относятся к поверхностным моделям.

Ручные насосы изобрели сто пятьдесят лет назад, затем стали изобретать современные модели поверхностного типа. Некоторые компании выпускают ручные насосы. Их применяют в домах, если невозможно обустроить полноценный колодец, либо отсутствует электричество. Стоят такие насосы меньше, чем электрические.

Внимание! Насосы бывают промышленного типа или бытового типа, это зависит от области применения. Промышленные стоят дорого, имеют высокую производительность, в домах стоит применять бытовые насосы.

Насосы различаются по типу рабочего элемента. Им может быть поршень, либо лопасти. Насосы бывают:

1.Лопастными. Внутри насоса находится вращающееся колесо с лопастями. Работая, колесо способствует перекачке воды. Вращение придает вал в двигателе электрического типа. Данный принцип работы у вихревых и центробежных насосов.

2.Вибрационными. Устройства не имеют вращающиеся элементы. В основе лежит поршень, который двигается возвратно-поступательно, что заставляет перемещаться жидкость. Механизм устроен по принципу электромагнитного поля.

Особенности работы водяных насосов

Насосное оборудование предназначено, чтобы доставлять жидкость до водоразборного участка. Особенности конструкции не влияют на принцип работы насоса для воды. Когда запускается двигатель внутри камеры возникает вакуум. При низком давлении вода всасывается внутрь, затем направляется в трубе выхода. Сила напора при выходе из системы достаточно велика, чтобы преодолевать гидравлическое сопротивление в трубопроводе. На эксплуатацию влияют разновидность устройства, рабочий механизм внутри.

Принцип действия центробежного насоса

Насосы центробежного вида имеют высокую производительность и напор. Устройства наделены качеством оптимальным для применения, что влияет на их популярность. В конструкцию оборудования входят такие элементы, как:

1.высокопрочный корпус из стали, бронзы, чугуна, латуни.

2.электродвигатель с ротором.

3.крыльчатка в виде колеса, имеющего лопасти.

4.трубы для входа и выхода из оборудования. В корпусе возникает центробежная сила, которая образуется благодаря вращению лопастей в рабочем колесе. Вода засасывается в корпус, прижимаясь к стенке, далее давление способствует выталкиванию жидкости в водопровод. Центробежные насосы относятся к универсальным, имеют много модификаций. Выделяют различные устройства в зависимости от классификации:

1.в зависимости от способа установки бывают погружными, полупогружными, поверхностными.

2.в зависимости от направления вала бывают горизонтальными, вертикальными.

3.в зависимости от количества ступеней бывают одноступенчатыми, многоступенчатыми.

Внимание! Водяной насос работает без прерывно, поэтому требуют для изготовления материалы высокого качества, отличающиеся надежностью.

Агрегаты имеют положительные характеристики. К ним относят:

1.могут работать при температурном режиме до 350 градусов выше ноля.

2.высокий показатель коэффициента полезного действия.

3.обладает прочностью, длительной эксплуатацией.

Чтобы организовать водоснабжение и полив огорода советуют покупать консольные насосы. Устройства справляются с перекачиванием воды, в которой много примесей. Агрегаты считаются многоступенчатыми, что обеспечивает высокий уровень производительности и их бесперебойную деятельность. Насосы консольного вида надо защищать от внешних факторов, их нужно устанавливать в помещениях.

Принцип действия вихревого насоса

Особенности конструкции способствуют созданию мощного уровня напора. Колесо с лопастями вращается, образуя вихрь из воды, которая перекачивается, что обеспечивает хороший напор в установке с небольшими размерами. Данные модели подходят для полива сада с огородом. Агрегаты переносят попадание в воду воздушных пузырьков, однако не способны перекачивать жидкость с механическими примесями.

Вихревые установки имеют плюсы и минусы. К плюсам относят:

1.небольшой размер устройства.

2.высокий уровень напора, который больше, чем у центробежных в три-пять раз.

3.имеет простую конструкцию, поэтому их легко ремонтировать и обслуживать.

4.агрегаты могут самовсасывать воду.

К минусам относят низкий показатель коэффициента полезного действия, также высокий уровень чувствительности к механическим элементам, которые есть в воде.

Принцип действия вибрационного насоса

Данный тип насоса подходит для полива огорода, также для обеспечения водой жилых домов. Агрегаты имеют легкость в эксплуатации, перекачивают даже грязную воду. В основе принципа действия лежит магнитное поле, которое воздействует на катушку и сердечник. Сердечник изготовлен из металла, он взаимодействует с диафрагмой гибкого типа. Она изгибается, и создается низкий уровень давления в камере для всасывания воды. Вода поступает в камеру, когда сердечник с диафрагмой принимают первоначальное положение, то вода выходит через трубу выхода.

Вибрационные устройства имеют свои положительные качества. К ним относят:

1.нечувствительность к грязной воде.

3.нет взаимодействующих деталей, которые трутся и изнашиваются, что повышает срок применения.

К недостаткам относят:

1.не может работать при передах напряжения.

2.вибрация разрушает стенки шахты.

Внимание! Чтобы исключить перепады напряжения в доме, надо поставить стабилизатор, что защити насос от поломки.

Как выбрать насос?

При установке насоса, важно правильно выбрать тип устройства для скважины. Выбирают по основным параметрам:

1.По уровню напора, от которого зависит мощность бьющей воды, ее высота.

2.По подаче, то есть объему воды, которая перекачивается за определенное время (кубометр в час или литр за минуту).

3.По потребляемой мощности (киловатт в час).

4.По допустимому уровню загрязнения жидкости.

Внимание! Для создания водоснабжения в глубокой скважине, глубиной до сорока метров, стоит применять насос погружного типа.

Погружные насосы применяют для перекачки воды из глубоки источников. Данные агрегаты бывают вибрационными, реже центробежными. Насосы поверхностного типа бывают лишь с лопастями.

Вибрационные насосы благодаря магнитному полю поднимают воду на достаточную высоту. Насосы центробежного, вихревого типа не обеспечивают подачу жидкости в большом объеме. Если скорость перекачивания увеличивается, то снижается высота напора.

Подвижные механизмы подвержены поломке при наличии крупных частиц в воде. К универсальным моделям относят центробежные насосы. Их чаще всего устанавливают для перекачки воды в частном доме.

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.