Все эксплуатируемые насосные устройства предназначаются для взаимодействия с жидкостью и отличаются по характеру воздействия функциональных составляющих на воду.

Все насосы делятся на 2 основных категории:

1. Динамические.
2. Объемные.

В динамических устройствах жидкость перекачивается под действием сил, взаимодействующих с водой в рабочих полостях между входным и выходным отверстием устройства. Центробежные насосы считаются характерными представителями указанной категории. Подробное описание классификации таких устройств приводится в данной статье.

Разновидности центробежных насосов

Основной функциональной составляющей каждого центробежного насоса является колесо с лопастями, расположенное на специальном валу в корпусе в виде спирали. Такой насос функционирует за счет действия центробежной силы. Жидкость попадает в рабочий корпус в осевом направлении. Когда лопасти вращаются, вода придавливается к стенкам корпуса, а затем выходит под напором через нагнетательное отверстие. На месте входа воды в насос уровень давления снижается, а в области рабочего колеса – возрастает. Основной функциональной особенностью центробежных насосов является возможность непрерывной подачи воды.

Различают такие виды центробежных насосов:

• Одноступенчатые горизонтальные. Конструктивные особенности обуславливают название этих консольных механизмов, в которых рабочее колесо устанавливается на наконечнике вала. В этой ситуации вал выполняет функцию консоли, на расстоянии между фронтальным подшипником и колесом. Насос при этом фиксируется на фундаментальной плите, которая также удерживает электрический двигатель;
• Многоступенчатые горизонтальные. Эти устройства имеют несколько рабочих колес на одном валу. Функциональные характеристики таких устройств сопоставимы с несколькими насосами, установленными на один водопровод. Основной задачей таких насосов является образование высокого напора при сравнительно небольших подачах воды. Такие устройства создают напор, примерно соответствующий совокупному показателю нагнетаемого давления потока воды в системе несколькими устройствами;
• Фекальные насосы используются для взаимодействия с жидкостями, содержащими большое количество разнообразных примесей. Подвод рабочей жидкости выполняется в осевом направлении. В быту и промышленности применяются вертикальные и горизонтальные устройства. Основной отличительной особенностью таких устройств является сравнительно небольшое количество лопастей на колесе. Корпус фекального насоса оборудован специальными лючками, необходимыми для выполнения обслуживания устройства.
• Землесосы и песковые устройства применяются для взаимодействия с промышленными стоками, содержащими много различных примесей. Такие модели насосов способствуют перекачке гидросмеси с нормальной объемной массой 3 кг/л.

Отдельно следует рассмотреть центробежные насосы для добычи воды из скважин.

Принцип функционирования

Каналы между лопастями в процессе функционирования центробежного насоса заполняются водой. Когда вал вращается, на воду, расположенную между лопастями, оказывает воздействие центробежная сила, способствующая выводу жидкости из-под рабочей ступени. Таким образом, в центре ступени может возникать разряжение, сопровождаемое увеличением показателя давления на периферии. Вода перекачивается по всасывающему трубопроводу, а затем через патрубок направляется в насос.

Рабочая жидкость движется по трубопроводу, благодаря разнице в показателях давления в центральной части колеса и используемой приемной емкости. Вода под давлением выводится из рабочего колеса, направляется в спиральную камеру, а затем поступает в напорный патрубок, через который перетекает в напорный трубопровод. Показатель центробежной силы значительно повышается при увеличении числа оборотов вала, следовательно, повышается напор в системе. В качестве движущего привода для центробежных насосов может применяться обычный электродвигатель или турбина.

На сегодняшний день подобные устройства применяются в самых разных сферах деятельности. Существует множество подкатегорий центробежных насосов, которые пользуются немалым спросом на отечественном рынке.

Скважинные центробежные насосы

Скважинные насосные устройства подразделяются на две основных подкатегории:

1. Полупогружные.
2. Погружные.

Полупогружные агрегаты зачастую имеют конструкцию многоступенчатого типа с установленным напорным трубопроводом, электрическим мотором и надежным опорным узлом. В оборудованных крестовинах применяемой напорной трубы монтируются эластичные резиновые, либо лигнофолевые подшипники, благодаря которым вал насоса может нормально вращаться. Несколько секций вала объединяются при помощи накрученных муфт. Благодаря хромированному напылению, стенки вала надежно защищаются от коррозии, увеличивается показатель их износостойкости. Механизм контрреверса блокирует возможное вращение вала в обратную сторону. Рабочие колеса в устройствах бывают открытого или закрытого типа. Механизмы с открытыми колесами отличаются значительно меньшей чувствительностью к всевозможным примесям. Однако у насосов с закрытыми колесами значительно повышается показатель КПД. Напорный трубопровод в используемых устройствах полупогружного типа собирается из нескольких секций.

Электродвигатель можно обслуживать без особого труда в полупогружных системах. Однако монтаж таких систем требует соблюдения определенных правил в процессе бурения скважины, которая должна быть вертикальной и прямолинейной. Также к отличительным особенностям такого оборудования относится высокая металлоемкость и сложность установки.

Погружной насос, опускающийся в скважину, оснащается электромотором и многоступенчатой системой водозабора. Устройство погружается в установленную обсадную трубу и фиксируется к напорной трубной конструкции при помощи специальной муфты. Масса насосной установки передается на опорную плиту через трубопровод, состоящий из нескольких секций. С напорным трубопроводом соединяется при помощи специальных хомутов электрический кабель, питающий двигатель. Управление эксплуатируемым устройством выполняется при помощи удаленной автоматизированной системы.

В сравнении с полупогружными системами погружные отличаются несущественной металлоемкостью, их монтаж можно выполнять в непрямолинейных скважинных отверстиях, установка и демонтаж выполняется гораздо проще. К недостаткам таких устройств относится высокий показатель чувствительности к наличию песчаной массы в перекачиваемой воде.

Достоинства и недостатки центробежных насосов

Центробежные насосы наделены множество преимуществ, благодаря которым пользуются широкой популярностью на отечественном рынке.

К таким достоинствам относятся:

• Сравнительно большое количество оборотов вала. Это дает возможность применять электродвигатели и турбины в качестве механизмов, обеспечивающих вращение;
• Возможность постепенного снижения или повышения мощности. Благодаря такому качеству, запуск устройства может выполняться при перекрытой задвижке на выходном отверстии;
• Когда несколько насосов устанавливаются на одном трубопроводе, уровень напора и интенсивность подачи воды значительно увеличиваются;
• Простота конструкции;
• Сравнительная дешевизна;
• Возможность использования автоматизированной системы управления;
• Жидкость может втягиваться в насос с большой высоты;
• КПД таких устройств примерно составляет 0,6-0,8;
• Надежность эксплуатации.

К недостаткам данного класса насосов можно отнести:

1. Вероятность нестабильной подачи воды, изменяющейся в случае нестабильной работы электрической цепи.
2. Когда выполняется запуск, рабочая емкость центробежного насоса обязательно должна быть заполнена водой. Зачастую воду приходится заливать в устройство, если уровень жидкость не достает до входного патрубка.
3. Функциональные характеристики механизма могут в значительной степени снизиться в ситуации, когда в спираль попадает воздушная масса, подшипники и другие комплектующие при этом быстрее выходят из строя.

Чтобы воздух благополучно удалялся из системы, на кожухе устанавливаются специальные вантузы.

Нужно понимать, что на функциональные характеристики насосов оказывают воздействие некоторые факторы:

• Возникновение засоров в области всасывания. Для этого выполняется замена фильтра;
• Превышение допустимого уровня температуры перекачиваемой воды. В таком случае насос нужно выключить и подождать, пока жидкость не остынет;
• Слишком маленький диаметр трубопровода в соотношении с его длиной. Недостатки проектирования системы, которые требуют корректировки;
• Разгерметизация стыков на запорной арматуре, а также установленных фланцах. В таких случаях находится причина разгерметизации и принимаются соответствующие меры по уплотнению.

Самостоятельный монтаж центробежного насоса не представляет ничего сложного. Нужно всегда понимать, какие могут возникнуть трудности в процессе эксплуатации. Нужно постоянно контролировать работу устройства, чтобы избежать проблем в будущем. При появлении первых характерных признаков нарушения стабильности подачи рабочей жидкости, нужно самостоятельно выявлять возникшую проблему. Если своевременно принять необходимые меры, удастся дольше попользоваться насосом без необходимости проведения ремонтных работ.