Вихревые насосы для воды. Насос вихревой типа ВК и В.

Техническое обслуживание агрегата

Существует два основных типа вихревых насосов: открытого и закрытого типа. Рассмотрим конструктивные схемы этих насосов.

Конструктивная схема насоса показана на рисунке.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

В корпусе 1 вихревого насоса установлено рабочее колесо 2 с малыми зазорами. В корпусе также выполнен специальный концентрический канал 3, расположенный по периметру окружности описываемой лопатками от входного патрубка 4 до напорного 5. Концентрический канал разделен перемычкой 6, не позволяющей жидкости перетекать из напорной линии во всасывающую. Лопатки рабочего колеса передают энергию жидкости, которая под воздействием сил инерции и трения перемещается от всасывающего патрубка к напорному.

Схема открыто-вихревого насоса показана на рисунке.

Вихревые насосы для воды. Насос вихревой типа ВК и В.

Рабочая жидкость поступает к лопаткам рабочего колеса 1 через подвод 2 и окно 3. Через рабочее колесо жидкость поступает в кольцевой канал 4, выполненный в корпусе 5. Под воздействием лопаток рабочего колеса жидкость перемещается по кольцевому каналу, и через отверстие 6 поступает в напорную линию 7.

В широком смысле вихревые модели насосов представляют собой гидравлическое оборудование, преобразовывающее механическую приводную энергию в силу. Генерируемое усилие обеспечивает движение жидкостных потоков. Типовой состав конструкции таких агрегатов формируется насосной частью, электродвигателем (как правило, асинхронным), блоком запуска, группой заливных и выпускных отверстий, крепежной инфраструктурой и т. д.

Ключевым элементом в устройстве вихревых насосов является рабочее колесо, обеспеченное лопастями и размещенное на валу. За счет его движения и выполняется основное усилие, требуемое для циркуляции воды. К слову, для определения направления вращения колеса следует обратить внимание на маркировку. Обычно прямо на корпусе стрелкой указывается, в какую сторону производится вращение.

Сам же корпус выполняется из высокопрочной нержавеющей стали. В отличие от многих других видов насосов, пластик в данном случае практически не используется. Минимальный класс изоляционной защиты вихревых моделей редко соответствует уровню менее IP44.

После первых часов функционирования необходимо провести профилактический осмотр насоса. Далее подобные ревизии необходимо выполнять через каждые 100 ч, как рекомендуют изготовители. Не эксплуатируемые агрегаты также должны подвергаться проверкам каждый квартал. Особое внимание следует уделять состоянию рабочего колеса вихревого насоса, степени износа механических деталей и качеству электротехнических соединений.

Принцип работы

По характеру рабочего действия такое оборудование часто сравнивают с центробежными или осевыми насосами. Отчасти это сравнение оправдано, но есть и существенная разница, выражаемая в способе перекачивания жидкости. В вихревой конструкции происходит вращение колеса вместе с водой. Потоки направляются и выпускаются из кожуха к рабочему колесу по касательной.

Сначала под действием центробежной силы жидкость направляется к лопастям, а затем возникает разряжение в пазах, что способствует образованию всасывающего давления. Когда баланс сил восстановится, начинается новый цикл вращения. То есть каждая лопасть в свой момент активности формирует вихрь, который в свою очередь оказывает давление на контур перемещения воды.

alt

Вихревой насос относится является динамическими, а значит движение жидкости в нем осуществляется за счет сил инерции и трения. От рабочего колеса энергия передается частицам жидкости, которая через спрофилированные каналы поступает из линии всасывания в линию нагнетания.

Рабочее колесо

Лопатки рабочего колеса вихревого насоса спрофилированы таким образом, что при движении жидкость направляется от внутренней части канала ко внешней, приобретая окружную составляющую скорости.

Происходит активное смешивание жидкости поступающей от рабочего колеса и текущей по каналу за счет сил инерции. В результате взаимодействия частиц с различными скоростями и направлениями движения возникают интенсивные вихри, что ведет к значительным потерям энергии.

Для исключения продольной силы, возникающей в результате разницы давления в осевых зазорах, используют симметричное рабочее колесо.

Характеристики

  • Напор – до 25 м
  • Подача – до 12 л/с
  • Мощность – до 25 кВт
  • КПД – 35…40%

Вид основной характеристики вихревого насоса показан на рисунке.

Гидравлические потери в вихревом насосе велики и составляет до 30% от энергии на валу насоса. Эти потери возникают вследствие образования многочисленных вихрей при движении жидкости в насосе.

Объемные потери также велики и могут достигать 20%, обусловлены они перетеканием жидкости через зазоры разделителя.

alt

Механические потери в вихревом насосе возникают из-за трения в подшипниках и уплотнительных устройствах.

Ввиду высоких гидравлических и объемных потерь общий КПД вихревого насоса невысок и составляет 35 – 40%.

Характеристики вихревых насосов

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

На фоне параметров других насосов технико-эксплуатационные показатели вихревого агрегата малопривлекательны, что объясняется низким КПД, который составляет не более 45 %. Но этот изъян компенсируется простой конструкцией и универсальностью ее применения. Средние же характеристики вихревых моделей выглядят так:

  • Мощность – от 300 до 650 Вт.
  • Производительность – от 30 до 50 л/мин.
  • Высота подъема воды – до 10 м у обычных агрегатов для домашнего хозяйства.
  • Глубина всасывания – в среднем 7-9 м.
  • Напор – 25-250 м.
  • Напряжение электродвигателя – используется однофазная сеть на 220 В.
  • Температурный режим рабочей жидкости – до 40-50 °С.
  • Материал корпуса – чугун или нержавеющая сталь.
  • Давление – 5 Атм.
  • Масса – до 10 кг.

Применение вихревых насосов

Учитывая рабочие характеристики, вихревые насосы, как правило, используют в системах, где необходимо создать высокий напор при, относительно небольшой подаче. Например в небольших автоматических насосных станциях для водоснабжения.
Способность перекачивать жидкостно газовую смесь позволяет использовать вихревые насосы для перекачки летучих жидкостей (бензин, керосин), что обуславливает применение таких насосов в системах заправки топливом.

Достоинства

При тех же габаритах, что и у центробежного, вихревой насос способен создать больший напор (в 3-9 раз больше). Вихревые насосы открытого типа обладают способностью к самовсасыванию, также они способны работать на газожидкостной смеси.

Недостатки

Вихревые насосы обладают достаточно низким КПД (35% – 45%), что делает нецелесообразным использование насосов высокой мощности. Вихревые насосы не способны перекачивать жидкость с высоко вязкостью. Также эти машины чувствительны к наличию абразивных частиц в жидкости. Наличие абразива приводит к быстрому износу вихревых насосов, вследствие малых зазоров.

Технико-функциональные особенности

alt

Современным функционалом устройство вихревых моделей насосного оборудования тоже особенно не балует. Технологичная автоматика управления встречается редко и только в премиальных сериях производства уровня «Грундфос» и «Марина-Сперони», однако даже бюджетные производители, наподобие отечественной фирмы «Калибр», стремятся максимально расширять базовые конструкционные возможности своей продукции в этом сегменте. Например, можно отметить пользу от встроенного эжектора, который увеличивает глубину всасывания.

Появляются у вихревых насосов и регуляционные способности, благодаря которым механика находит оптимальное сочетание между показателями давления и частотой работы колеса. Из предохранительных устройств можно отметить наличие кожухов для защиты внутренних деталей, а также развитые системы наружного принудительного охлаждения.

Разновидности насосов

В основном различают закрыто- и открыто-вихревые модели, имеющие по большей части конструкционные противоречия. В закрытых системах присутствуют более короткие лопасти, причем установленные под небольшим углом, что увеличивает частоту хода. Толщина колеса при этом соответствует просвету рабочего канала, у которого предусматривается прямое соединение с выходными и входными патрубками. Что касается открыто-вихревого насоса для воды, то его конструкция имеет следующие принципиальные отличия:

  • Удлиненные лопасти рабочего колеса, что повышает производительность с расходами энергии, а также дает более высокую нагрузку на станину.
  • Кольцевой канал соединяется с напорным входом.
  • Оптимизированная конструкция рабочего колеса, диаметр которого имеет меньшую величину по сравнению с просветом рабочего канала.

В целом конструкция открытой системы более износостойка и надежна, но эти преимущества достигаются во многом и за счет увеличения размеров корпуса с утолщением его стен.

Правила эксплуатации

Описываемый агрегат устанавливается на твердую поверхность строго по горизонтали и, по возможности, ближе к источнику водозабора. На случай вибраций желательно также закрепить конструкцию металлическим каркасом или рамами на болтах. К сети насос подключается через блок предохранителя УЗО. Заземление можно обеспечить стальным проводом толщиной порядка 6 мм. При этом один его конец крепится к корпусу, а другой – к заземлителю в виде металлической трубы от колодца или любого сооружения, ведущего в грунт.

Далее можно приступать к непосредственной эксплуатации вихревого насоса, проверив его герметичность и корректность произведенных подключений. Сначала жидкостью заполняется всасывающий патрубок и насосная часть. Для этого можно использовать воронку и заливной выход в конструкции. Когда будет полностью заполнена насосная часть, можно запускать оборудование в работу.

Отзывы пользователей

Пользователи вихревого насосного оборудования относят к плюсам оборудования эффективное всасывание при высоком давлении. Опять же, при малых объемах перекачивания агрегат способен выдавать немалое усилие для поддержания напора, но производительность все же остается одним из главных предметов критики таких агрегатов.

Закономерно в отзывах о вихревом насосе многие указывают на достоинства простой конструкции с облегченными мероприятиями по техобслуживанию и ремонту. Это же обуславливает и допустимость перекачивания некоторых проблемных сред, в числе которых загазованная вода. Если же возвращаться к недостаткам, то еще один неприятный эксплуатационный фактор многие пользователи связывают с ограниченными возможностями управления – преимущественно используется механика с ручными органами контроля без электронной поддержки.

Заключение

С учетом всех достоинств, недостатков и в целом специфики конструкционного устройства, можно сказать, что вихревой насос себя оправдывает в составе домашней водоснабжающей инфраструктуры. Его можно использовать и для перекачивания питьевой воды, при наличии соответствующей фильтрации, и в системе дачного полива с другими хозяйственными нуждами, требующими регулярной поставки жидкости.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

В каждом случае агрегат с большей вероятностью справится со своими задачами, но если речь идет о сложных многоуровневых схемах перекачивания с поддержкой автономного управления, то лучше отдать предпочтение полноценной насосной станции.