Центробежный одноступенчатый насос: как выбрать

Одноступенчатый центробежный насос – это вид оборудования, которое отвечает за перекачивание воды и формирование напора. Вращение рабочего колеса производится приводом электродвигателя, что создает разрежение или избыточное давление, под его действием жидкость перемещается от насоса по трубопроводу к месту потребления.
Какие характеристики имеет центробежный насос одноступенчатый, где используется, предлагается познакомиться из этой статьи.

Основные элементы центробежных насосов

Конструкция одноступенчатого центробежного насоса консольного типа

В состав устройства входят:

• Корпус, имеющий вид спирали – поз. 2.
• Крышка корпуса – поз. 1, отливается совместно с всасывающим патрубком насоса.
• Колесо рабочее – поз. 4. Выполнено закрытого типа. Расположено внутри корпуса на валу, поз. 9, от проворачивания удерживается шпонкой и фиксируется гайкой поз. 5.
• Опорный кронштейн поз. 10.
• Шарикоподшипники — поз. 11. Закрывают их крышки. Смазываются шарикоподшипники консистентной смазкой.
• Защитная втулка поз. — 7. В ее функции входит повышение ресурса работы изделия и предотвращение износа вала в месте уплотнения.
• Для защиты внутренней части корпуса и уплотнения вала используются мягкие набивные сальники, поз. 6, которые удерживаются крышкой поз. 8.

Насосы, у которых мощность не более 10 кВт имеют незагруженные рабочие колеса, свыше 10 кВт они разгружены от действия осевых нагрузок. В этом случае разгрузка происходит через специальные отверстия, расположенные на заднем диске колеса и уплотнительный поясок на нем, который ставится со стороны узла уплотнения. Такая разгрузка способствует снижению давления в зоне перед узлом, уплотняющим вал насоса.
Инструкция по эксплуатации указывает: что для увеличения ресурса работы центробежного насоса, корпус для устройств, мощность которых выше 10 кВт, и сменные корпуса, для всех насосов, защищаются сменными уплотняющими кольцами, поз. 3. Зазор от 0,3 до 0,5 мм, образуемый между уплотнительным пояском колеса и уплотняющим кольцом, создает препятствие для перетока перекачиваемой устройством жидкости из области, где высокое давление в область пониженного давления, что обеспечивает высокий КПД насоса.
Через патрубок для всасывания жидкость поступает в корпус насоса, а затем поступает в центр рабочего колеса, совершающего вращение вместе с валом от мотора. Жидкость под действием лопастей начинает вращаться и отбрасывается на периферию от центра рабочего колеса, создающейся центробежной силой. Затем она, сквозь нагнетательный патрубок, перемещаясь по напорному трубопроводу, попадает в спиральную часть корпуса центробежного насоса и далее в трубопровод.
Центробежный насос – устройство, где движение воды и ее напор создаются центробежными силами, которые возникают под действием на жидкость лопастей колеса. Напор струи, создающийся насосом, измеряется как метр столба перекачиваемой жидкости за единицу времени.

Особенности центробежных насосов

Промышленность выпускает большое разнообразие различных типов насосов, которые классифицируются по признакам:

• По количеству ступеней:

1. одноступенчатые;
2. двухступенчатые;
3. многоступенчатые.

• По количеству потоков:

1. однопоточные;
2. двухпоточные;
3. многопоточные.

• По подводу воды к рабочему колесу:

1. вход односторонний;
2. вход двусторонний.

• По отводу из рабочего колеса жидкости:

1. с направляющим аппаратом;
2. с кольцевым отводом.

• По конструктивным особенностям рабочего колеса:

1. с открытым колесом;
2. с закрытым элементом.

• По способу привода:

1. через соединительную муфту;
2. через привод редуктора.

• По расположению вала:

1. вертикальное(см.Центробежный вертикальный насос: как выбрать правильно);
2. горизонтальное.

• Ротор может быть:

1. сухим, когда при работе насоса ротор мотора не соприкасается с жидкостью, которая перекачивается. Такие насосы, как правило, имеют большую подачу воды;
2. мокрым. В этом случае ротор мотора работает непосредственно в жидкой среде. Находящийся под напряжением статор двигателя от ротора отделен гильзой, толщина которой 0,1 – 0,3 мм.
   Изготавливается деталь из нержавеющей стали. Смазываются подшипники ротора жидкой средой, выполняющей функцию охлаждения ротора. Обычно в таких конструкциях вал располагается горизонтально.

Преимущества и недостатки центробежных одноступенчатых насосов

По сравнению с другими насос центробежный одноступенчатый имеет несколько преимуществ:

• Непрерывная, равномерная, с небольшими пульсациями, подача воды.
• Достаточно простая конструкция устройства, что упрощает эксплуатацию и техническое обслуживание.
• Меньшая цена.
• Обладают большей надежностью при эксплуатации.
• КПД составляет 0,6 – 0,8.
• Высота всасывания значительно больше.
• Возможность выполнить автоматизацию процесса прокачки жидкости.

Совет: Применение автоматического управления процессом при использовании центробежного одноступенчатого насоса облегчает работу и увеличивает срок службы устройства. Встроенные датчики позволяют своевременно отключать систему при обнаружении неисправности в ней.

Недостатками насосов являются:

• Влияние напряжения сети на напор при подаче жидкости по трубопроводу.
• В обычном исполнении неудобством служит то, что насос нужно заливать своими руками водой при запуске, когда уровень ее находится ниже входного патрубка.
• Присутствует склонность к кавитации.
• При перекачивании вязких жидкостей снижается значение КПД.

Совет: Насос одноступенчатый центробежный целесообразно применять при средних и низких напорах жидкости и больших ее подачах.

На фото представлен самовсасывающий одноступенчатый центробежный насос.

Центробежный самовсасывающий насос

Комплект поставки изделия

Производители комплектуют центробежные насосы дополнительными элементами, которыми могут быть:

• Для удержания во всасывающем патрубке устройства и его корпусе воды, при заливке насоса перед пуском в работу прилагается приемный обратный клапан.
• Сетка, необходима для предохранения попадания крупных взвесей, плавающих в воде, в устройство.
• Измерять величину разрежения на всасывающей стороне помогает вакуумметр, который ставится на трубе водопровода между задвижкой и:

1. корпусом насоса;
2. краном, что выпускает воздух при заливке, монтируется в верхней части корпуса;
3. обратным клапаном, расположенным на напорном трубопроводе и предотвращающим попадание жидкости через насос, когда подключается для параллельной работы еще один насос, в обратном направлении.

• На напорном трубопроводе задвижка, которая ставится при пуске в работу, остановки и выполнения регулировки напора и потока жидкости через центробежный насос.
• Для измерения напора возникающего на напорном патрубке, который развивается насосом, используется манометр.
• Предохранительный клапан, располагаемый за задвижкой на напорном клапане, который служит для защиты трубопровода, напорного патрубка и самого насоса от разрушительного действия гидравлических ударов.
• Устройство для заливки воды в насос.

Подробно все о центробежных одноступенчатых насосах может показать видео в этой статье.

Циркуляционные насосы in line с «сухим» ротором на российском рынке

Циркуляционные насосы с «сухим» ротором характеризуются большей мощностью, чем циркуляционные насосы с «мокрым» ротором и применяются для обеспечения циркуляции теплоносителя в централизованных системах отопления и децентрализованных большой производительности.

П ринципиальная особенность конструкции насосов с «сухим» ротором заключается в том, что рабочая камера с рабочим колесом изолирована от двигателя, и перекачиваемая среда не контактирует с ротором. Охлаждение двигателя достигается благодаря работе вентилятора, входящего в конструкцию насоса. Недостатком такого оборудования является шумность, однако это не имеет принципиального значения, потому что такое оборудование устанавливается на тепловых пунктах внешних сетей. Согласно особенностям конструкции различают вертикальные моноблочные и горизонтальные консольные насосы с «сухим» ротором. В большинстве случаев для циркуляции теплоносителя на централизованных теплосетях сегодня применяются вертикальные моноблочные соосные (in-line) насосные агрегаты. Проигрывая консольным горизонтальным насосам в мощности, вертикальные насосы in line обладают рядом преимуществ:

– это серийное оборудование, легко монтируемое в систему благодаря соосности и моноблочности, простое в обслуживании, легко заменяемое;

– наличие только одного торцевого уплотнения (консольные насосы с разъемным корпусом имеют два торцевых уплотнения по обе части рабочего колеса);

– отсутствие в насосной части подшипников (у горизонтальных консольных – 2 подшипника, требующих обслуживания и периодической замены);

– жесткая муфта валов насоса и электродвигателя (в горизонтальных консольных – гибкая муфта с резиновыми элементами, требующая юстировки и периодической замены);

– короткая и жесткая конструкция вала, обеспечивающая стабильную работу при изменении частоты вращения, что важно при частотном регулировании (длинная нежесткая конструкция «вал насоса – вал электродвигателя» горизонтальных консольных насосов может служить причиной вибрации при изменении частоты вращения).

Вышеуказанные конструктивные преимущества определяют перспективность использования насосов in line на централизованных теплосетях, находят они применение и в системах водоснабжения и используются для перекачки воды, а также водогликолевой смеси без абразивных веществ.

Консольные насосы – это мощные насосы, в которых рабочее центробежное колесо связано с двигателем с помощью упругой муфты. Обе части механизма устанавливаются на единой станине, чтобы добиться идеального параллельного расположения. Данный насос может перекачивать как чистую воду, так и слабозагрязненную. Используется в муниципальном водоснабжении, ирригации, промышленном секторе.

Поставщиками циркуляционных насосов с «сухим» ротором на российский рынок являются фирмы Grundfos, DAB, Wilo, Calpeda, Nocci Pump, Pedrolo, Lowara и российские производители.

Отечественными аналогами фланцевых насосов in line с «сухим» ротором, выпускаемых зарубежными лидерами насосного производства, являются насосы ЦНЛ (циркуляционные насосы линейные), для которых также используется аббревиатура КМЛ (консольные моноблочные линейные). По своему типу они характеризуются как центробежные консольные вертикальные моноблочные насосы.

Calpeda

Циркуляционные насосы Calpeda серий NR, NR4 – центробежные насосы с одним рабочим колесом с прямым подсоединением двигатель–насос и общим валом типа In line. Одна из сфер их применения – циркуляция теплоносителя в системах теплоснабжения и кондиционирования. Максимально допустимое конечное давление в корпусе насоса – 10 бар. Температура перекачиваемой жидкости – от -10 до +100 °С. Для насосов NR (2900 об/мин) подача – от 13,2 до 72 м3/ч, напор – от 6 до 39 м в зависимости от насоса. Для насосов NR4 (1450об/мин) подача – от 8 до 110 м3/ч, напор – от 2 до 13,6 м в зависимости от насоса.

DAB

В линейке компании насосы с «сухим» ротором in line представлены сериями: ALM, CM, CME, DKLME, DKLPE.

Насосы серии ALM предназначены для применения в гражданских и промышленных установках систем отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения. Они обеспечивают напор до 21 м при перекачивании жидкостей с оптимальным расходом от 0,6 до 8,4 м3/ч. Диапазон рабочих температур теплоносителя – от -15 до +120 оС. Перекачиваемая жидкость чистая, без твердых включений и минеральных масел, невязкая, химически нейтральная, по характеристикам близкая к воде (максимальное содержание гликоля – 30 %).

Насосы серии СМ также предназначены для применения в гражданских и промышленных установках систем отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения. Поставляются в одиночном и сдвоенном исполнении. Корпус насоса и опора двигателя изготовлены из чугуна, рабочее колесо из технополимера или чугуна (в зависимости от модели). Вал двигателя из нержавеющей стали. Рабочий диапазон – от 1,2 до 390 м3/ч, напор – до 23 м.

Насосы CME отличаются от насосов CM наличием частотного привода HYDRODRIVER, благодаря чему поддерживается постоянный перепад давления между напорным и всасывающим патрубками, автоматически адаптируясь к изменению расхода в системе. Корпус насоса и опора двигателя из чугуна. Для всех моделей от СМЕ 65 до СМЕ 150 рабочее колесо из чугуна, для моделей от СМЕ 40 до СМЕ 50 – из технополимера. Фланцевые соединения корпуса в исполнении PN 16 с резьбовыми отверстиями под манометры (под импульсные трубки дифференциального манометра в данных насосах). Механическое уплотнение – графит/керамика. Рабочий диапазон – от 1,5 до 270 м3/ч, напор – до 21 м. Температура перекачиваемой жидкости – от -15 до +120 °C. Максимальное рабочее давление –16 бар.

Насосы KLME, DKLME оборудованы асинхронным 4-полюсным двигателем закрытого типа с внешним воздушным охлаждением. Ротор установлен на подшипники с заложенной смазкой, что гарантирует низкий уровень шума и большой ресурс. Благодаря применению частотного привода HYDRODRIVER, поддерживается постоянный перепад давления между патрубками насоса при изменении расхода вода. В приводе HYDRODRIVER используется встроенный микропроцессор, поддерживающий технологию IGBT, что обеспечивает высокий уровень надежности и гибкости в работе. Процесс широкой модуляции высокочастотных импульсов способствует очень тихой работе двигателя, гарантирует высокий пусковой момент с заданным и откалиброванным производителем увеличением тока. Частотный привод обеспечивает также плавное ускорение и торможение (плавный пуск), исключающие гидроудары в системе. Корпус насоса и опора двигателя из чугуна. Механическое уплотнение –графит/керамика. Насосы поставляются как в одиночном (KLME), так и в сдвоенном (DKLME) вариантах. Рабочий диапазон – от 2 до 67 м3/ч, напор – до 13,7 м. Температура перекачиваемой жидкости – от -15 до +120 °C. Максимальное рабочее давление – 10 бар.

Насосы KLPE, DKLPE также оснащены двигателем с частотным приводом HYDRODRIVER, благодаря которому поддерживается постоянный перепад давления между патрубками насоса при изменении расхода воды. Корпус насоса и опора двигателя из чугуна. Рабочее колесо – из технополимера. Механическое уплотнение – графит/керамика. Насосы поставляются как в одиночном (KLPE), так и в сдвоенном (DKLPE) вариантах. Асинхронный двигатель насосов 2-полюсный. Вал двигателя установлен на шарикоподшипники с заложенной смазкой, что обеспечивает низкий уровень шума и долгий ресурс. Есть встроенная защита от перегрузки.

В сдвоенных версиях насосов DKLME и DKLPE в общий напорный патрубок встроен обратный клапан перекидного типа для предотвращения рециркуляции воды через неработающий насос. В стандартную поставку входит глухой фланец-заглушка, устанавливается вместо двигателя, демонтируемого для технического обслуживания. Сдвоенная версия обеспечивает переменную работу насосов или одновременную в случае необходимости. Рабочий диапазон – от 2 до 67 м3/ч, напор – до 13,7 м. Температура жидкости – от -15 до +120 °C. Максимальное рабочее давление – 10 бар.

Grundfos

Насосы in-line датского концерна Grundfos представлены насосами серий TP и TPE, которые применяются для подачи жидкостей с большим напором. Производителем они характеризуются как одноступенчатые, многорядные, центробежные насосы со стандартными двигателями и торцевыми уплотнениями вала. Насосы имеют короткую муфту – насос и двигатель являются отдельными блоками. Благодаря этому, данные насосы менее чувствительны к загрязнениям перекачиваемой жидкости, чем аналогичные с герметизированным ротором. Насосы обеспечивают напор до 85 м с расходом до 4800 м3/ч и могут работать при температурах теплоносителя в диапазоне от – 25 до 140 оС. Максимальное рабочее давление – 16 бар. Модели TP и ТPE различаются двигателями. Насосы TPE имеют встроенный преобразователь частоты, позволяющий использовать различные методики управления. Соответственно насосы TPE перспективнее как энергосберегающее оборудование. Большинство типоразмеров насосов могут поставляться как в одинарном (TPD), так и в сдвоенном (TPED) исполнении. Насосы TP и TPE собираются в России на подмосковном заводе «ГРУНДФОС Истра».

KSB

Продукцию компании KSB в России представляет ООО «КСБ».

Концерн KSB предлагает широкую производственную линейку насосов с «сухим» ротором типа in line. Для систем отопления в гражданском строительстве наиболее востребованы насосы семейства Eta (консольные насосы Etanorm, моноблочные насосы с патрубками в линию серии Etaline, вертикальные моноблочные – Etaline-R, консольные моноблочные – Etablock). В частности, в линейке компании14 типоразмеров наоса Etaline-R, оснащенного мощным электродвигателем IE2. Центробежный насос in line предназначен для использования в сфере кондиционирования и отопления. 14 типоразмеров. Максимальная подача – 1900 м3/ч. Предельный напор насоса – 97 м. Рекомендуемая максимальная рабочая температура – 140 ºС. Для промышленного теплоснабжения, например циркуляции высокотемпературного масляного теплоносителя или перегретой воды, компания KSB предлагает высокотехнологичные насосы, такие, как Etaline-SYT, Etanorm-SYT, Etabloc-SYT , HPK, HPK-L.

Lowara

Lowara – известный бренд концерна Xylem. Насосы Lowara серии FC, FCT типа in-line с корпусом из чугуна и рабочим колесом из нержавеющей стали AISI 316L используются в гражданских и промышленных системах отопления, водоснабжения и орошения для перекачки воды и чистых, химически неагрессивных жидкостей. Они характеризуются производительностью до 330 м3/ч и напором до 89 м. Температура перекачиваемой среды – от -20 до +140 ˚С в зависимости от исполнения насоса. Максимальное рабочее давление – 16 бар. Существует несколько конструктивных исполнений насосов Lowara серий FC, FCT: модификация FCE, FCTE – с удлиненным валом двигателя, где рабочее колесо непосредственно насаживается на вал электродвигателя, FCS, FCTS – со стандартным двигателем, где вал электродвигателя и рабочее колесо соединены через промежуточную жесткую муфту. Насосы могут поставляться с однофазными двигателями со встроенной тепловой защитой и трехфазными, для которых необходимы пускозащитные устройства.

Wilo

Компания Wilo (Германия) выпускает широкий спектр насосов in-line с «сухим» ротором, они представлены в линейке компании сериями: Wilo-CronoLine-IL/-IL-E, Wilo-CronoTwin-DL/-DL-E, Wilo-Stratos GIGA, Wilo-VeroLine-IP-E, Wilo-VeroLine-IPL, Wilo-VeroLine-IPS, Wilo-VeroTwin-DP-E, Wilo-VeroTwin-DP-L. Насосы этих серий предназначаются для перекачивания воды систем отопления (согласно VDI 2035), водогликолевой смеси и охлаждающей и холодной воды без абразивных веществ в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Кроме того, компания выпускает насосы Wilo-VeroLine-IPH-W, предназначенные для перекачивания горячей воды без абразивных включений в закрытых циркуляционных системах промышленного назначения, системах централизованного теплоснабжения, закрытых отопительных системах и др. Для насосов этой серии предусмотрена возможность работы в широком диапазоне температур перекачиваемых сред: от –10 до +210 C0 при максимальном давлении 23 бара, без дополнительных быстроизнашивающихся деталей. Номинальный диаметр этих насосов – от DN 20 до DN 80.

Все насосы оснащены серийными двигателями с высоким КПД, начиная с номинальной мощности 0,75 кВт, двигатели класса эффективности IE2.

Wilo-CronoLine-IL – циркуляционные насосы с «сухим» ротором с фланцевым соединением. Допустимый диапазон температур – от -20 до +140 ° C. Номинальный диаметр – от DN 32 до DN 250. Максимальное рабочее давление – 16 бар (25 бар по запросу). Исполнение IL-E (номинальный диаметр от DN 40 до DN 200) отличается от предыдущей модели электронной регулировкой и автоматической регулировкой мощности, Wilo-CronoTwin-DL – сдвоенный насос in line с «сухим» ротором с фланцевым соединением, в исполнении DL-E – электронно-регулируемый с автоматической регулировкой мощности. Номинальный диаметр – от DN 40 до DN 200. Wilo-Stratos GIGA – высокоэффективные in line насосы с электронно-коммутируемым мотором и электронной регулировкой мощности в конструкции с «сухим» ротором. Соединение для этих насосов фланцевое. Максимальное рабочее давление – 16 бар при температуре перекачиваемой среды до +120 °C и 13 бар при температуре перекачиваемой среды от +120 до +140 °C. Wilo-VeroLine-IP-E – электронно-регулируемый насос с «сухим» ротором в исполнении in line с фланцевым соединением и автоматической регулировкой мощности, номинальный диаметр – от DN 32 до DN 80. Максимальное рабочее давление – 10 бар (в специальном исполнении – 16 бар). Насосы Wilo-VeroLine-IPS выпускаются как с фланцевым, так и с резьбовым соединениями. Wilo-VeroTwin-DP-E и Wilo-VeroTwin-DPL – сдвоенные насосы с фланцевым соединением, кроме того, DP-E с электронной регулировкой и автоматической регулировкой мощности. Допустимый диапазон температур перекачиваемой жидкости для этих насосов – от -20 до +120 ° C. Номинальный диаметр – от DN 32 до DN 100. Максимальное рабочее давление –10 бар (специальное исполнение – 16 бар).

МНТЦ «Аверт» (г. Москва)

Выпускает насосы ЦНЛ (КМЛ) для применения в системах водоснабжения и теплоснабжения, охлаждения, кондиционирования и др. Подача – от 0,5 до 50 м³/ч. Напор –от 0,2 до 50 м. Температура перекачиваемой жидкости – от -40°С до 150 °С. Соединение фланцевое. Конструкция насосов позволяет в условиях эксплуатации произвести разборку без отсоединения корпуса от фланцев на патрубках. Особенность насосов – рабочие колеса открытого типа. В конструкции применяются трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока с числом оборотов 2900, 1450 об/мин, взрывозащищенные электродвигатели, а также однофазные конденсаторные электродвигатели.

Завод «Курск» (г. Санкт-Петербург)

Предприятие выпускает широкий спектр насосов ЦНЛ. Подача – от 1,0 до 200 м3/ч, напор – от 0,75 до 45 м в зависимости от марки насоса. Температура перекачиваемой жидкости – до 90 оС. Это одноступенчатые центробежные насосы низкого давления, выполненные в виде компактной блочной конструкции для современного технического оснащения зданий и сооружений. Насос циркуляционный ЦНЛ имеет монолитное, открытого типа рабочее колесо. Как одно из преимуществ этого оборудования – малый вес (на 30–50 % меньше зарубежных аналогов), работа насоса малошумная, без вибраций.

ЗАО «Помпа» (г. Фрязино, Московская обл.)

Компания производит насосы КМЛ для применения в различных центральных и индивидуальных тепловых пунктах, котельных, российских системах теплоснабжения. Консольные линейные моноблочные насосы предназначены для перекачивания нейтральных жидкостей промышленно-хозяйственного назначения и питьевой воды. Оборудование используется также в российских системах водоснабжения. Насосы выпускаются в моноблочном исполнении. Рабочее колесо и корпус производятся из качественного чугуна. Торцевое уплотнение – графит/керамика. Оборудование оснащается надежным трехфазным асинхронным электродвигателем. Диапазон температур перекачиваемой жидкости – от 0 до 105 ºС. В транспортируемой воде содержание механических примесей не должно превышать показателя 0,1 %. Насос типа КМЛ эффективно перекачивает жидкости с твердыми включениями, размеры и объем которых не больше 0,2 мм. Оборудование может использоваться для транспортировки жидкостей, сходных с водой по вязкости, химической активности и плотности. Напор – от 7 до 50 м; подача – от 5 до 150 м3/ч.

ОДО «Предприятие «Взлет» (г. Омск)

Предприятие выпускает насосы «Иртыш ЦМЛ» (центробежные моноблочные линейные) для подачи холодной и горячей воды без абразивных веществ в системах отопления, установках холодной и охлаждающей воды и др. Номинальный диаметр Dy – 40–200, диапазон температур перекачиваемой жидкости – от -10 до +140 0С, рабочее давление максимальное – 16 бар до 120 0С и 13 бар до 140 0С. Материал корпуса насоса – серый чугун, рабочее колесо – серый чугун или синтетический материал. Соединение фланцевое.