Принцип работы водяного насоса

Устройство и принцип работы водяного насоса

Насос, который перекачивает жидкости различного типа на основе работы гидравлической машины, называется водяным.

Из чего состоит механизм устройства?

В центре конструкции находится сердцевина, которая представляет собой латунные трубки плоскоовальной формы, расположенные по вертикали в четыре пластины. Окружают ее стойки для крепления баков сверху и снизу. Для смягчения вибраций в местах соединения деталей с радиатором установлены амортизаторы. На стороне дизеля мы можем увидеть кожух вентилятора. Спереди радиатор защищает облицовка. Помимо кожуха к радиаторной стойке прикреплены кронштейны, на которых установлен расширительный бак. Вот и все основные составляющие устройства.

Какие бывают виды водяных насосов?

Погружные

Для них характерное полное погружение в жидкость и бесперебойная ее перекачка. Принцип работы: выталкивание воды наверх.

Плюсы наружных помп: они без труда смогут закачивать воду на высоту 20 м, легко поддаются монтажу и обслуживанию. Минусы: глубина максимальной откачки – 7 м, очень шумная работа. Существуют, конечно, бесшумные модели, но стоят они намного дороже.

Поверхностные

Это более мобильные устройства: могут легко переноситься и в момент работы находиться на поверхности земли. Принцип действия заключается в том, что жидкость поступает по трубопроводу и переводится в напорный сектор.

Плюсы глубинных оборудований: без труда справиться с глубиной даже 50 м, работают без шума, очень компактны. Минусы: слишком высокая стоимость.

Бытовые

Используются для поставки воды в жилых массивах, для очистки вод и полива земельных участков.

Промышленные

Их отличает простота и надежность в установке, безопасность, возможность справляться с большими глубинами. Они также подходят для бытовых сфер, имеют высокую производительность и сниженный энергический расход.

Устройство и принцип работы водяных электрических насосов: выбор оборудования для домашнего водопровода

Электрические разновидности для домашнего водопровода

Центробежные

Роль рабочего органа выполняет колесо с лопатками, помещённое в корпус. Корпус имеет два патрубка: для всасывания воды, расположенный напротив центра вращения колеса, и для подачи, расположенный на периферии в диаметральной плоскости.

Принцип работы основан на использовании центробежной силы. Вода подаётся в центр колеса. Вращаясь, лопатки захватывают воду и отбрасывают её к стенкам корпуса. Таким образом, в центре возникает разряжение, под действием которого всасывается новая порция воды, а по краям создаётся избыточное давление, вытесняющее воду в выходной патрубок.

Центробежные насосы для воды могут быть погружного или поверхностного исполнения.

Поверхностный водонасос этого типа сможет поднять жидкость с глубины не более восьми метров. Гидроагрегаты этого типа неспособны к сухому всасыванию, то есть перед использованием их необходимо залить водой.

Для увеличения глубины всасывания применяют инжекторные устройства, которые позволяют поднимать воду с глубины до пятидесяти метров.

Инжектор может встраиваться и в корпус насоса. При такой конструкции аппарат становится очень шумным, и устанавливать его в жилых помещениях не рекомендуется.

Вихревые

Вихревые электронасосы могут работать со смесью воды и газа благодаря своей конструкции и применению особой крыльчатки — импеллера, который захватывает воздух и продвигает его внутрь улиткообразного корпуса. Внутри корпуса есть небольшое количество воды, воздух перемешивается с жидкостью и выводится через выходной патрубок. В результате этого в корпусе создаётся разряжение, и происходит втягивание воды через входной патрубок.

Импеллер действует подобно инжектору и позволяет закачивать воду на высоту до 20 метров.

Роторные

Состоит такой насос из цилиндра, перемещающегося внутри его поршня, и двух клапанов на входе и выходе. При перемещении поршня вниз происходит сжатие воды в цилиндре, и вода вытесняется вверх, а при обратном движении создаётся разряжение, и в полость цилиндра поступает следующая порция воды.

Помповые агрегаты

Помпы могут приводиться в действие разными способами, но в быту чаще всего применяют моторизированные. Их работа обеспечивается бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания. Конструкция исполнительного механизма позволяет перекачивать жидкости с твёрдыми частицами диаметром до 5 мм.

Производительность мотопомпы весьма велика, поэтому их применяют там, где необходимо перекачать большое количество воды, например: осушение водоёмов, пожаротушение, орошение полей. Мотопомпы по многим показателям отстают от электронасосов, зато они автономны, мобильны и не зависят от электросети.

Струйные гидравлические устройства

Эти насосы не способны создать на выходе давление, но их можно использовать для поднятия воды из неглубокого колодца в ёмкость на поверхности. В струйных устройствах нет движущихся частей. Роль рабочего механизма выполняет струя газа или жидкости.

К струйным гидравлическим устройствам относятся аэролифты. Устройство аэролифта следующее. Труба небольшого диаметра опускается в колодец. На расстоянии 20 см от нижнего края трубы есть патрубок, к которому подключается шланг от компрессора. Труба должна быть погружена в воду так, чтобы воздушный патрубок находился ниже уровня жидкости минимум сантиметров на тридцать. При подаче воздуха от компрессора пузырьки движутся вверх и подхватывают воду, которая находится выше них, таким способом газо-водяная смесь продвигается по трубе и выливается в ёмкость наверху.

Для максимально эффективной работы такого устройства нужно экспериментально подобрать необходимое давление воздуха в системе.

Погружное оборудование для водоснабжения дома

Лучший насос для воды для дома или дачи, где проживают подолгу, — погружной. Он хорошо подходит, если планируется монтаж системы водоснабжения от глубокой скважины (свыше 9-10 м). Все погружные модели снабжены автоматической защитой от «сухого хода».

Устанавливать погружной насос можно, если он не будет касаться дна, а высота водного слоя над ним будет не менее 1 м. Это необходимо по нескольким причинам. Во-первых, чтобы двигатель нормально охлаждался, должно быть достаточное количество воды. Во-вторых, уровень воды в скважине или колодце не стабилен. Он может изменяться в зависимости от сезона. Важно, чтобы при этом насос не оказался слишком близко к зеркалу воды, иначе могут возникнуть сложности с водоснабжением. Насос не должен достигать дна на 2-6 м, чтобы грязь и песчинки со дна не попадали во входной патрубок.

Устройство центробежного насоса: принцип работы

Центробежный насос более массивен, чем остальные, но при работе не создаёт много шума. При выходе с центробежного прибора создаётся сравнительно небольшое давление воды, чем у других видов самовсасывающих насосов.

Бесшумность работы и небольшое давление воды на выходе можно считать его достоинством. Он удобен при поливе, где не нужен большой напор воды, чтобы избежать размыва почвы и повреждения корней растений.

Порядок действия самовсасывающих центробежных насосов:

1. Корпус и всасывающий трубопровод наполняются водой и приводят в движение рабочее колесо;
2. Колесо крутится, образуется центробежная сила и выталкивает воду от центра колеса на периферию;
3. Созданное в результате этого, повышенное давление выдавливает жидкость в напорный трубопровод;
4. Давление в центре рабочего колеса понижается и жидкость поступает в корпус насоса.

Характеристика и устройство водяного насоса для применения на производстве и в быту

Характеристика самовсасывающего насоса:

• Устанавливать самовсасывающий насос можно на поверхности;
• Самовсасывающий насос легко устанавливать, обслуживать и ремонтировать;
• Корпус насоса можно сделать из дешевого чугуна или стали, так как насос находится не под водой;
• Всегда есть возможность укомплектовать насос мощным мотором.

Вихревой насос: устройство и принцип действия

Предназначение вихревых самовсасывающих насосов – перекачивать жидкостно-воздушные смеси и воду, не содержащую механические примеси. По сравнению с центробежными самовсасывающими насосами вихревая помпа более компактна. Стоят вихревые насосы дешевле чем центробежные, но при работе создают много шума.

Вихревой всасывающий насос отличается от центробежного тем, что может создать на выходе напор в 5 раз больше, но у него небольшая производительность. КПД вихревого самовсасывающего насоса не выше 45-50%.

Бытовые вихревые насосы используются для орошения приусадебных участков, садов. При работе вихревого самовсасывающего насоса создаётся большое давление, но работает он на малой подаче. Это свойство вихревого насоса как раз используется в химической промышленности, где необходимы высокие напоры при малой подаче, для перекачки щелочей, кислот и прочих химически активных веществ.

Устройство вихревого самовсасывающего насоса:

При включении насоса рабочее колесо начинает крутиться и жидкость, увлекаемая лопатками, подчиняясь центробежной силе, закручивается. Таким образом в работающем насосе образуется вихревое движение. Отсюда и название вихревой насос. Особенность вихревого насоса в том, что одно и тоже количество жидкости, которое двигается на участке от входа до выхода, многократно попадает в межлопаточную полость. Так получается многократное приращение энергии, и, как следствие, напора.

Водяной насос помогает облегчить полив огорода и сада, набрать воды для бытовых нужд и т.д. Водяной насос – представляет собой гидравлическую машину, служащую для перекачки различных жидкостей из одного места в другое вертикальным или горизонтальным образом.

Устройство водяного насоса

Насос состоит из следующих основных узлов:

• Корпуса;
• Электродвигателя;
• Нагнетательного патрубка;
• Всасывающего патрубка;
• Рабочего колеса (ротора);
• Рабочего вала;
• Сальников;
• Подшипников;
• Направляющего устройства;
• Кожуха.

Чашу корпус делают из стали или чугуна, внутри нее расположена крыльчатка. Конструкция корпуса имеет расположенное снизу отверстие для всасывания жидкостей и для выхода, находящееся на боковом ребре корпуса.

Корпус имеет спиральную форму для задания жидкости верного направления в процессе работы насоса.

Корпус может быть отдельным элементом, к которому подсоединены патрубки, а может быть литым, представляя собой единую конструкцию. На корпусе имеются кронштейны для крепления насоса. В отверстие, куда происходит всасывание жидкости в рабочую камеру, ввинчен принимающий патрубок. С помощью него к насосу подключается трубопровод, который размещен в источнике жидкости. Конструкция допускает патрубок в составе корпуса и как отдельный элемент, в зависимости от принципа работы насоса.

К выходному отверстию сбоку корпуса подсоединен нагнетательный патрубок, через который происходит передача воды из рабочей камеры к потребителю с помощью напорного трубопровода, подключенного к данному патрубку. Патрубок входит в состав литого корпуса.

Принцип работы водяного насоса

Главной составляющей водяного насоса, осуществляющую основную работу, является ротор или рабочее колесо (крыльчатка). Как правило, ротор делают из стали, меди или чугуна. Состоит он из двух дисков, соединенных друг с другом. Между ними находятся изогнутые лопатки, идущие от центра к краям. Изгиб направлен против оси вращения самого колеса. В центре колеса имеется горловина (отверстие), диаметр которой равен диаметру патрубка, через который происходит всасывание воды или любой другой жидкости. Патрубок и колесо имеют плотное соединение, чтобы лопатки имели контакт с поступающей водой. Лопасти ротора расположены так, чтобы не допустить протекание жидкости в щели, а свободное место было лишь в дисковых желобах.

Роторы бывают нескольких типов:

• Открытого (открытые лопасти, расположенные на одном диске);
• Закрытого;
• Штампованного;
• Клепанного;
• Литого.

Ротор открытого типа отличается от закрытого размещением лопастей на одном диске и не имеют покрывающий. Открытый тип роторов используют для перекачки очень густых жидкостей и суспензий при низком давлении, т.к. такие лопасти легко чистить. Ротор закрытого типа, сделанного одной монолитной деталью, чаще устанавливают в простых насосах. Штампованные роторы устанавливают в больших и мощных насосах.

Устройство и принцип действия центробежного насоса

На рисунке представлено устройство самовсасывающего насоса центробежного типа. В корпусе, имеющем спиральную форму, расположено жестко закрепленное колесо, которое состоит из пары дисков с лопастями, вставленными между ними. Лопасти отогнуты в противоположную сторону от направления вращения рабочего колеса. С помощью патрубков определенного диаметра обеспечивается соединение насоса с напорным и всасывающим трубопроводом.

Принцип действия центробежных самовсасывающих насосов выглядит следующим образом:

• После наполнения водой корпуса и всасывающего трубопровода рабочее колесо начинает вращаться.
• Центробежная сила, возникающая при вращении колеса, вытесняет воду от его центра и отбрасывает ее на периферийные участки.
• За счет создаваемого при этом повышенного давления происходит вытеснение жидкости с периферии в напорный трубопровод.
• В это время в центре рабочего колеса давление наоборот понижается, что вызывает поступление жидкости через всасывающий водопровод в корпус насоса.
• По данному алгоритму происходит непрерывная подача воды самовсасывающим насосом центробежного типа.

Важно! В конструкции центробежных насосов может быть от одного до нескольких рабочих колес. Соответственно количеству колес различают одноступенчатые и многоступенчатые насосные установки. Однако количество колес не влияет на общий принцип работы данного оборудования. В любом случае жидкость перемещается под действием центробежной силы, образующейся вращающимися колесами.

Принцип работы самовсасывающего вихревого насоса

Воздух, показанный на рисунке желтым цветом, всасывается в корпус насоса за счет вакуума, который создается путем вращения импеллера (рабочего колеса). Далее происходит смешивание воздуха, попавшего внутрь насоса, с рабочей жидкостью, содержащейся в корпусе агрегата. На рисунке данная жидкость изображена голубым цветом.

После поступления смеси воздуха и жидкости в рабочую камеру происходит отделение этих компонентов друг от друга, основанное на разности их плотностей. При этом отделившийся воздух выводится через подающую магистраль, а жидкость рециркулирует в рабочей камере. Когда из всасывающей линии происходит удаление всего воздуха, то насос наполняется водой и начинает работать в режиме центробежной установки.

На всасывающем фланце устанавливается обратный клапан, который предназначен для того, чтобы не допускать обратного попадания воздуха в трубопровод, а также для обеспечения постоянного присутствия в камере насоса рабочей жидкости. Благодаря такому устройству и принципу действия вихревые самовсасывающие насосы способны с залитой камерой обеспечивать подъем жидкости с глубины, не превышающей восьми метров, без установки донного клапана.

Важно! Вихревые насосы рассчитаны на перекачку не только воды, но и жидкостно-воздушных смесей.

Чем отличаются вихревые и центробежные конструкции?

Центробежный агрегат по габаритам более массивен, чем самовсасывающий вихревой водяной насос, отличающийся компактными размерами. Зато центробежные насосы издают мало шума, что важно при эксплуатации в быту. Вихревые модели реализуются по меньшей цене, что также немаловажно для потребителя. При этом напор воды, создаваемый вихревыми помпами, до семи раз может превосходить возможности центробежных моделей.

При выборе самовсасывающего насоса не стоит руководствоваться лишь ценами, так как дешевое оборудование может не обеспечить нормальную работу водоснабжающих систем. Отталкиваться желательно от назначения насоса и его технических характеристик. При грамотном выборе модели насоса и соблюдении рекомендаций производителя по способу ее эксплуатации можно рассчитывать на длительное функционирование приобретенного оборудования.