Как работает насос для воды
Перейти к содержимому

Как работает насос для воды

  • автор:

Как работает вибрационный насос? Принцип работы вибрационного насоса

Как работает вибрационный насос

Вибрационный насос состоит из следующих деталей:

  • всасывающий клапан;
  • рабочий орган;
  • вибровозбудитель;
  • всасывающий клапан;
  • корпус;
  • напорный патрубок.

Главный принцип работы вибрационного насоса — изменение водяного и воздушного давления, вызванное возвратно-поступательными движениями поршня.

По виткам насосной катушки пропускается переменный электрический ток. Это создает магнитное поле в сердечнике. Направление линий этого поля изменяется каждые 50 секунд. Оно воздействует на насосный якорь, который притягивается к сердечнику и отдаляется от него. Так, образуются возвратно-поступательные движения — вибрация.

Через якорь движения переходят на поршень, который двигается по оси в рабочей камере. Приближаясь к якорю, поршень увеличивает объем камеры, из-за чего воздух разряжается. Этот эффект приводит к всасыванию воды через входное отверстие. Когда поршень двигается в противоположную сторону, водяное давление во внутренней камере повышается. Так, обратные клапаны закрываются, вода переходит в напорную магистраль. Цикл повторяется через каждые 50 секунд.

В работе отсутствуют вращающиеся детали, благодаря чему оборудование служит несколько лет.

Принцип работы водяного насоса: особенности, схема

В частных домах устройство системы водоснабжения считается одной из важных задач. Для перекачки воды используют разное насосное оборудование, которое отличается мощностью, производительностью, техническими параметрами, способом установки водяного насоса.

При выборе насоса для воды важно ориентироваться на устройство водяного насоса, принцип работы помпы. При выборе агрегата обязательно учитывают количество перекачиваемой воды, скорость выполнения работы. После этого вы сможете подобрать оптимальный агрегат, который будет качественно выполнять поставленные задачи.

Устройство и принцип работы водяного насоса: основные сведения

Ключевая часть насоса – латунные трубки. Они выполнены в плоскоовальной форме. Располагаясь вертикально, трубки формируют пластины. Вокруг сердцевины располагаются стойки. Они предназначены для крепления баков на разной высоте.

В качестве сопутствующих элементов выступают амортизаторы. Их основная функция – смягчение вибраций. Вибрации встречаются чаще всего на местах соединения элементов конструкций. Вблизи радиатора есть специальная облицовка с защитной функцией. Стойка радиатора также удерживает кронштейны.

Разновидности насосов и их конструктивные особенности

Чтобы определить принцип работы насоса, важно разобраться в разновидностях устройств. Именно по механизму работы насосов определяют тип агрегата. Выделяют следующие разновидности насосов:

  • центробежные;
  • вибрационные;
  • вихревые.

В зависимости от способа установки и типа эксплуатации отличают погружные и поверхностные устройства. Главное отличие заключается в том, что поверхностные устройства насосов устанавливают на поверхности. Такой вариант агрегата подходит, например, для организации системы полива.

Погружные устройства монтируются в воду. Они подходят для эксплуатации в воде на максимальную глубину до 10 метров. Грани погружения фиксируются техническими параметрами устройства. В продаже вы можете найти и усовершенствованные насосы для погружения до 80 метров. Такие устройства чаще всего имеют функцию защиты от работы на сухую. В случае опустошения скважины или нехватки воды устройство автоматически выключается. За счет этого удается избежать выхода из строя насосов. Погружные устройства используют для монтажа с целью перекачки большого количества воды на постоянной основе.

Все насосы разделяют на бытовые и промышленные. В первую очередь, отличаются они стоимостью. Промышленные устройства стоят на порядок дороже, поэтому применяются только в случае острой необходимости при высоких требованиях к производительности.

По типу рабочего элемента устройства бывают:

  1. Лопастными. В таких устройствах внутри насоса установлено колесо с лопастями, которые постоянно вращаются. За счет этого перекачивается вода. Такой тип устройства применяется для вихревых и центробежных устройств.
  2. Вибрационными. В таких устройствах отсутствуют подвижные элементы. Насос работает по принципу возвратно-поступательной системы. За счет этого происходит движение воды. Принцип работы таких насосов определяется электромагнитным полем.

Назначение и принцип действия центробежных насосов

Центробежные устройства для перекачки воды отличаются высокой производительностью и мощностью. Работая с высоким напором, эти виды водяных насосов отлично справляются с поставленной задачей. За счет этого устройства считаются очень популярными на рынке.

Устройство центробежного насоса включает следующие элементы:

  • корпус, который может быть выполнен из различных материалов. Например, чугун или бронза, сталь или латунь;
  • электрический двигатель;
  • крыльчатка с лопастями.

Устройство центробежного насоса определяет принцип его работы. Центробежная сила, создаваемая в рабочей части насоса, способствует движению воды. В этом случае система работает следующим образом: вода поступает в корпус, после чего выталкивается в водопровод.

Центробежные водяные насоса отличаются материалами изготовления, техническими параметрами, конфигурацией и другими критериями. Популярность данного вида устройства стала причиной появления большого количества модификаций на рынке:

  • по типу эксплуатации – погружные и поверхностные;
  • положение – вертикальное и горизонтальное;
  • одноступенчатые или многоступенчатые.

При выборе водяных насосов обязательно учитывают тип материала. Он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки и воздействие воды. Центробежные насосы считаются долговечными, надежными устройствами. Плюс в том, что агрегаты могут работать в разных температурных диапазонах. Стоят они относительно недорого, поэтому проблему перекачивания воды вы сможете легко решить без существенных финансовых затрат.

Вихревые насосы для воды: как работают устройства

Для этих водяных насосов присущий высокий уровень напора. Они работают с целью быстрого перекачивания воды. Принцип работы устройства определен созданием вихря из потока воды. Несмотря на компактные размеры устройств, удается обеспечить быстрое перекачивание воды. Такие агрегаты не применяют для перекачки загрязненной воды с примесями. У вихревых насосов выделяют сильные стороны и минусы, исходя их которых, можно определить рациональность использования устройств для конкретной цели и условий.

К плюсам относят небольшой размер устройства. Показатели напора вихревых насосов превышают центробежные в 3-5 раз. За счет простой конструкции все детали можно обслужить и заменить в случае их выхода из строя. Среди минусов устройств определяют чувствительность к механическим элементам, которые могут встречаться в водной среде.

Как работает вибрационный насос?

Вибрационные насосы применяют для поливов огородов и обеспечения водой. Принцип действия вибрационного насоса – создание магнитного поля. Оно влияет на катушку и сердечник. Эти конструктивные элементы начинают видоизменяться. Так, сердечник имеет металлическую структуру. При изгибании он создает низкий уровень давления. При поступлении воды в систему, конструктивные элементы принимают свой первоначальный вид.

Вибрационные насосы могут перекачивать даже грязную воду с примесями. Это свойство считают ключевым для вибрационных устройств. Конструкцией водяного насоса исключено наличие взаимодействующих деталей. Они не изнашиваются, поэтому водяной насос считается долговечным.

Минусом считают то, что при перепадах напряжения вибрационный насос работать не сможет. При установке такого устройства важно позаботиться о бесперебойной работе системы. Для этого можно установить стабилизатор, который сможет регулировать уровень напряжения.

Как правильно выбрать водяной насос?

От выбора водяного насоса зависит решение вашей главной задачи – перекачивание воды. Грамотный подход при выборе устройства определяет мощность, скорость перекачивания воды, производительность. Есть ряд параметров, на которые стоит ориентироваться при выборе насоса для скважины:

  • максимальный уровень напора. Он также определяет мощность и высоту, на которую водяной насос сможет поднять воду;
  • объем воды. Это количество воды, которое насос сможет перекачать за единицу времени. Чаще всего этот параметр рассчитывается в единицах кубометр в час;
  • мощность. Определяет экономичность устройства;
  • уровень загрязнения воды. Определяет, можно ли использовать устройство для перекачивания грязной воды. Также могут указывать максимальный размер допустимой фракции для перекачивания.

Важно, что при увеличении скорости перекачивания снижается высота напора. В зависимости от условий перекачивания воды нужно определить наиболее подходящий агрегат. Вибрационные насосы лучше всего поднимают воду на нужную высоту. Центробежные насосы не способны подавать воду в большом объеме. Если в конструкции насосов есть подвижные элементы, существуют риски их повреждения при попадании крупных частиц. Наиболее популярными и универсальными насосами для частных домов считаются центробежные модели агрегатов.

Цены на водяные насосы зависят от технических параметров, способа установки, скорости и количества перекачиваемой воды за единицу времени.

Принцип работы водяных насосов Honda

Принцип действия всех насосов основан на использовании основных физических свойств жидкостей. Когда движущаяся часть насоса (крыльчатка (рабочее колесо), лопасть, мембранно-поршневой узел и т. д.) начинает двигаться, воздух выталкивается в сторону. Движение воздуха создает частичный вакуум (низкое давление), которое стремятся заполнить воздух или воды в случае водяных насосов. Этот процесс напоминает всасывание жидкости через соломинку. Когда вы всасываете жидкость через соломинку, во рту создается частичный вакуум. Жидкость поднимается через соломку из-за разницы между давлением во рту и атмосферным давлением.

Принцип работы насосов

Атмосферное давление

На уровне моря Земная атмосфера оказывает давление на нас, равное 1 атмосфере. Если один конец трубы поместить в воду, а на другом конце создать идеальный вакуум, в 1 атмосферу, то в трубе может удерживаться столб воды высотой 10 м. Такое условие можно получить только на уровне моря и только с идеальным вакуумом. В действительности, ВСЕ центробежные насосы могут поднимать (всасывать) воду не более чем на 8 м на уровне моря. И это показатель (глубина всасывания) снижается примерно на полметра при повышении нахождения насоса над уровнем моря каждые 300 метров.

Атмосферное давление

Разность давлений

В природе движение воздушных и водяных масс осуществляется от места с более высоким давлением к месту с низким давлением. Метеостанции отслеживают, как высокие давления движутся к низким давлениям. Такой принцип движения частиц используется в насосах. Жидкость из зоны высокого давления, всегда будет перемещаться в зону низкого давления.

Разность давлений

Центробежная сила

Центробежный насос работает по принципу всасывания через соломинку. При запуске двигателя крыльчатка (рабочее колесо) вращается и создает центробежную силу, под действием которой начинает прижиматься к стенкам улиты (корпуса насоса), обтекая ее попадает в выпускной патрубок и выталкивается наружу. Уменьшение количества воды в корпусе насоса создает пониженное давление, под действием которого образуется движение воды из впускного патрубка.

Центробежная сила

Герметичность насосной части

Т.к. для работы насоса используется принцип создания частичного вакуума, то конструкция корпуса насоса должна обеспечивать выполнения 3 условий:

  • Корпус насоса должен быть всегда заполнен водой. Вода в корпусе необходима для смазки механического уплотнения в целях предотвращения его износа и протекания.
  • Во избежание подсасывания воздуха и нарушения вакуума всасывающий патрубок, шланговые уплотнения и все уплотнительные кольца должны быть в хорошем состоянии.
  • В целях достижения надлежащего вакуума зазор между крыльчаткой и улиткой должен быть в пределах допустимых значений, указанных в руководстве по эксплуатации.

Герметизированная система

Типы насосов HONDA

Тип водяного насоса определяется конструкцией насосной части, которая пропускает через себя поток определенной жидкости. Поэтому в зависимости от диаметра рабочей полости улиты и диаметра крыльчатки зависит — производительность насоса, от количества и формы лопаток крыльчатки — высота подъема, а от материала изготовления — тип перекачиваемой жидкости.

Стандартный тип насосов HONDA (серии WX, WB). Предназначены для перекачивания только чистой или слабозагрязненной воды.

Многофункциональный тип насосов HONDA (серия WMP20X). Насосная часть изготовлена из специального высоко прочного пластика не восприимчивая к воздействию кислот и щелочей. Предназначены для перекачивания не только чистой или слабозагрязненной воды, но и соленой (морской) воды, а также агрессивных жидкостей: сельхоз удобрений, промышленных и сельскохозяйственных химикатов.

Высокого давления тип насосов HONDA (серия WH).Крыльчатка насоса имеет большой диаметр с большим количеством лопаток для создания большого давления. Предназначены для перекачивания только чистой или слабозагрязненной воды, но с очень большой высотой напора (подъема).

Грязевой тип насосов HONDA для перекачки песчано-гравийной водяной смеси (серия WT). Насосная часть изготовлена из специального высоко прочного чугуна не восприимчивая к воздействию абразивного материала, такого как песок и гравий. Крыльчатка имеет специальную конструкцию редкого расположения лопаток, но имеющими большие размеры. Предназначены для перекачивания не только чистой или слабозагрязненной воды, но и для перекачки песчано-гравийной водяной смеси.

Различия в типах насосов HONDA

Производительность насоса

Рабочие характеристики, указанные в руководстве по эксплуатации, отражают показатели, полученные в ходе стандартных (типовых) испытаниях. Производители насосов, результаты в таких испытаниях получают с помощью манометра и расходомера, подключенного к выходному патрубку. Далее такие показания сводятся в таблицу, по которой можно определить пропускную способность (производительность) насоса для любого расчетного общего (суммарного) напора.

Рабочие характеристики насоса можно найти на странице каждой модели.

Производительность насоса

Особенности расчета производительности насоса

При выборе конкретного водяного насоса следует рассчитать необходимые для вашего случая применения рабочие характеристики.

Определите, с какой глубины будет происходить забор воды насосом (глубина всасывания).

Определите, насколько высоко будет находится выпускной шланг (высота напора).

Определите, на какое расстояние будет перекачиваться жидкость от места забора до места подачи (высота напора).

Определите, какой должна быть производительность (л/мин) насоса. Учитывая общую (совокупную) высоту подъема (глубина всасывания + напор), пропускную способность можно определить по диаграмме производительности.

Имейте в виду, что фактическая производительность такой системы, как насос и шланги, может быть значительно меньше, чем рассчитанная при испытаниях, из-за наличия потерь производительности на трение при прохождении жидкости в шлангах.

Аспекты производительности насоса

Особые примечания

При выборе насоса часто учитывается только общая высота напора. Однако, если не учитывать потери на трение этот метод часто может привести к серьезной ошибке, и во многих случаях производительность насоса не оправдает ожиданий. Процесс выбора становится еще более сложным, когда используется насадки, сопла, или спринклеры.

Для того чтобы точно рассчитать производительность центробежного насоса в рамках конкретного применения, следует учитывать потери общего напора. Эти потери включают, кроме прочего: общий статический напор, потери из-за размера, длины и материала труб, а также потери вследствие использования насадок, сопел, или спринклеров.

Точный расчет производительности и давления для данного насоса в рамках конкретного применения требует кропотливых расчетов и сопровождается большим количеством проб и ошибок.

Особые примечания

Материалы водовыпуска и производительность (потери на трение)

Другим физическим свойством является то, что жидкость, движущаяся через шланг, создает тепло из-за трения двух поверхностей (вода и шланг). В стальной трубе трение будет больше, чем в гладкой трубе из ПВХ или винила. Потери на трение возрастают при увеличении длины трубы, шланга или уменьшения диаметра шланга, что и снижает пропускную способность (л/мин).

Материалы водовыпуска и производительность

Атмосферное давление

На уровне моря Земная атмосфера оказывает давление на нас, равное 1 атмосфере. Если один конец трубы поместить в воду, а на другом конце создать идеальный вакуум, в 1 атмосферу, то в трубе может удерживаться столб воды высотой 10 м. Такое условие можно получить только на уровне моря и только с идеальным вакуумом. В действительности, ВСЕ центробежные насосы могут поднимать (всасывать) воду не более чем с глубины 8 м на уровне моря. И это показатель (глубина всасывания) снижается примерно на полметра при повышении нахождения насоса м над уровнем моря каждые 300 метров.

Глубина всасывания и производительность

Атмосфера играет важную роль, оказывая давление в 1 атмосферу на земной поверхности, в том числе и на любой водоём, но только находящимся на уровне моря. Этот фактор ограничивает глубину всасывания (на входе) центробежных насосов до 10 м. Однако этот показатель можно было бы получить только в том случае, если бы мы смогли достичь идеального вакуума в насосе. В действительности, напор подачи центробежных насосов ограничен примерно 8 м. Производительность насоса (мощность или давление) является самой высокой, когда насос работает вблизи поверхности воды. Увеличение глубины всасывания СНИЗИТ напор выпуска и, следовательно, пропускную способность насоса. Самое главное, что в целях снижения вероятности кавитации напор подачи следует поддерживать на уровне наименьшего возможного значения. Кавитация может также возникать при засорении всасывающего шланга. Никогда не используйте шланг подачи с диаметром, меньшим чем диаметр входного патрубка. Кавитация может быстро повредить насос.

Напор подачи и производительность

Напор выпуска и производительность

Атмосфера играет важную роль в том, насколько высоко мы можем вытолкнуть воду. Вода тяжелая; около 0,9 г/см3. Старая поговорка: «все возвращается на круги своя» подтверждает закономерность возврата воды к своему источнику. Механическая энергия крыльчатки передает свою силу воде, соприкасающейся с ней. Эта сила может быть измерена в килограммах на квадратный сантиметр выпуска насоса. По мере увеличения высоты напора выпуска насоса производительность насоса (л/мин) уменьшается, а также уменьшается давление в конце выпускного шланга (если поток остановлен или используется спринклер / сопло). В точке максимального напора пропускная способность (л/мин) упадет до нуля, и в конце шланга не будет давления для запуска спринклера или сопла. Если бы мы измерили давление в нижней части сливного шланга, мы бы увидели максимальное давление напора, которое было бы результатом поддержки насосом веса воды находящегося во всем выпускном шланге.

Рабочие характеристики показывают соотношение между пропускной способностью и общим (совокупным) напором.

Напор выпуска и производительность

Длина выпускной магистрали и производительность

По мере увеличения длины выпускного шланга вода контактирует с большей площадью поверхности шланга. Как рассказывалось ранее, внутренняя стенка выпускного шланга (при контакте с быстрым потоком воды) создаст трение. Увеличение силы трения замедляет движение воды и уменьшит производительность насоса.

Длина водовыпуска и производительность

Препятствия и производительность

Препятствия похожи на плотины для потока воды. Когда вода ударяется в препятствие, обойти его может только часть потока воды. Общие рекомендации следующие: выпускной шланг следует располагать как можно более прямо, и, по возможности, избегать уменьшения размера шланга. Препятствия приводят к увеличению трения и снижению пропускной способности на выходе выпускного шлага.

Препятствия и производительность

Колена (труб) и производительность

Установка колен по длине трубы нарушает плавный поток воды. Турбулентность, создаваемая вокруг этих колен, вызывает увеличение трения, которое уменьшает пропускную способность и производительность насоса.

Колена (труб) и производительность

Соединители и клапаны

Установка соединителей и клапанов по длине трубы нарушает плавный поток воды. Турбулентность, создаваемая вокруг этих соединений, вызывает увеличение трения, которое уменьшает пропускную способность и производительность насоса.

Соединители и клапаны

Высота над уровнем моря и производительность (атмосферные потери)

Мощность двигателя снижается с увеличением высоты. Чем выше высота над уровнем моря, тем меньше воздуха для нормальной работы двигателя. Максимальная мощность двигателя снижается примерно на 3,5% с каждыми 300 м над уровнем моря.

Меньше воздуха также оказывает меньшее давление на воду, которую мы пытаемся втянуть в насос. Поскольку давления воздуха для подачи воды в насос меньше, максимально доступный напор подачи снижен. Снижение мощности двигателя также может привести к снижению пропускной способности и производительности насоса.

Высота над уровнем моря и производительность

  • Техника HND
    • Снегоуборщики HND
    • Генераторы HND
    • Мотопомпы HND
    • Газонокосилки HND
    • Мотокосы HND
    • Бензопилы HND
    • Двигатели HONDA MINI 4 (360°)
      • Двигатель GX25
      • Двигатель GX35
      • Двигатель GX50
      • Двигатель GXH50
      • Двигатель GXV50
      • Двигатель GXV57
      • Двигатель GX100
      • Двигатель GX120
      • Двигатель GX160
      • Двигатель GX200
      • Двигатель GX270
      • Двигатель GX340
      • Двигатель GX390
      • Двигатель GX630
      • Двигатель GX690
      • Двигатель GXR120
      • Двигатель iGX700
      • Двигатель iGX800
      • Двигатель GC160
      • Двигатель GP160
      • Двигатель GP200
      • Двигатель GXV50
      • Двигатель GXV57
      • Двигатель GXV160
      • Двигатель GXV390
      • Двигатель GXV630
      • Двигатель GXV660
      • Двигатель GXV690
      • Двигатель GCV160
      • Двигатель GCV170
      • Двигатель GCV200
      • Сервисная помощь
      • Масло и топливо
      • Гарантия
      • Хранение
      • Окружающая среда
      • Инструкции по эксплуатации
      • Условия гарантии
      • Исключения из гарантии
      • Генератор HONDA EU 10i
      • Генератор HONDA EU 22i
      • Генератор HONDA EU 30 IS
      • Генератор HONDA EU 70 IS
      • Генератор HONDA ECT 7000K1 RG
      • Генератор HONDA EP 2500 CX
      • Генератор HONDA EQ 3000 CX
      • Генератор HONDA EG 4000 CX
      • Генератор HONDA EG 5000 CX
      • Генератор HONDA EG 5500 CXS
      • Генератор HONDA EG 6500 CX, CXS
      • Генератор HONDA EM 10000 K1 RGH
      • Генератор HONDA ET 12000 K1 RGH
      • ● Статьи по генераторам HONDA
      • Мотопомпа HONDA WX 10
      • Мотопомпа HONDA WX 15
      • Мотопомпа HONDA WB 20
      • Мотопомпа HONDA WB 30
      • Мотопомпа HONDA WT 20 X
      • Мотопомпа HONDA WT 30 X
      • Мотопомпа HONDA WT 40 X
      • Мотопомпа HONDA WH 20
      • Мотопомпа HONDA WMP 20 X
      • Статьи по мотопомпам HONDA
      • Культиватор HONDA FG 201 DE
      • Культиватор HONDA FG 205 DE
      • Культиватор HONDA F 220 DE
      • Культиватор HONDA FF 300 DE
      • Культиватор HONDA FJ 500 DER
      • Мотокосы HONDA
        • Мотокоса HONDA HHT 36 AXB E
        • Мотокоса HONDA UMK 435 UE
        • Мотокоса HONDA UMK 450 UE
        • Мотокоса HONDA UMK 450 XE
        • Газонокосилка HONDA HRE 330 PLE
        • Газонокосилка HONDA HRE 370 PLE
        • Газонокосилка HRG 416 XB PE (аккумуляторная)
        • Газонокосилка HRG 466 XB SE (аккумуляторная)
        • Газонокосилка HONDA HRG 416
        • Газонокосилка HONDA HRG 466
        • Газонокосилка HONDA HRG 536
        • Газонокосилка HONDA HRX 426
        • Газонокосилка HONDA HRX 476
        • Газонокосилка HONDA HRX 537
        • Газонокосилка HONDA HF 1211 HE
        • Газонокосилка HONDA HF 2315
        • Газонокосилка HONDA HF 2317
        • Газонокосилка HONDA HF 2417
        • Снегоуборщик Honda HS 750 EA
        • Снегоуборщик Honda HSS 655 EW
        • Снегоуборщик Honda HSS 655 ET1
        • Снегоуборщик Honda HSS 655 ETS
        • Снегоуборщик Honda HSS 760A ETD
        • Снегоуборщик Honda HSS 970A ETD
        • Снегоуборщик Honda HSM 1380 IE
        • Снегоуборщик Honda HSM 1390 IKZE
        • Статьи по снегоуборщикам Honda
        • Лодочные моторы HONDA малой мощности 2.3-15 л.с.
          • Лодочный мотор BF 2.3DH SCHU
          • Лодочный мотор BF 5DH SHU
          • Лодочный мотор BF 6AH SHU
          • Лодочный мотор BF 10DK2 SHU
          • Лодочный мотор BF15DK2 SHU
          • Лодочный мотор BF 20DK2 SHU
          • Лодочный мотор BF 20DK2 SHSU
          • Лодочный мотор BF 20DK2 SRTU
          • Лодочный мотор BF 30DK2 SHGU
          • Лодочный мотор BF 30DK2 SRTU
          • Лодочный мотор BF 40DK2 SRTU
          • Лодочный мотор BF 50DK4 SRTU
          • Лодочный мотор BF 50DK2 LRTU
          • Лодочный мотор BF 60 LRTU
          • Лодочный мотор BF 80A LRTU
          • Лодочный мотор BF 90DK5 LRTR
          • Лодочный мотор BF 100AK1 LRTU
          • Лодочный мотор BF 115DK1 LU
          • Лодочный мотор BF 150AK2 LU
          • Лодочный мотор BF 150AK2 XU
          • Лодочный мотор BF 225D XRU
          • Лодочный мотор BF 225D XDU
          • Лодочный мотор BF 250D XRU
          • Лодочный мотор BF 250D XDU
          • Лодочный мотор BF 135AK2 LU
          • Лодочный мотор BF 135AK2 LCU
          • Каталог запчастей

          Принцип работы насоса

          В этой статье мы постарались собрать все возможные принципы работы насосов. Часто, в большом разнообразии марок и типов насосов достаточно трудно разобраться не зная как работает тот или иной агрегат. Мы постарались сделать это наглядным, так как лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
          В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.
          Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.

          Водоподъемное колесо

          С давних времен стояла задача подъема и транспортировки воды. Самыми первыми устройствами такого типа были водоподъемные колеса. Считается, что их изобрели Египтяне.
          Водоподъемная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижник край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоема, а затем в верхней точке колеса , вода выливалась из кувшинов в специальный приемный лоток. для вращения устройства применялать мускульная сила человека или животных.

          Винт архимеда

          Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученый древности, изобрел винтовое водоподъемное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объемом поднимаемой воды или большей высотой подъема. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.

          Поршневой насос

          Первый поршневой насос для тушения пожаров, изобратенный древнегреческим механиком Ктесибием, был описан еще в 1 веке до н. э. Эти насосы, по праву, можно считать самыми первыми насосами. До начала 18 века насосы этого типа использовались довольно редко, т.к. изготовленные из дерева они часто ломались. Развитие эти насосы получили после того, как их начали изготавливать из металла.
          С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.
          В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъема воды из скважин и колодцев, в промышленности — в дозировочных насосах и насосах высокого давления.

          Существуют и поршневые насосы, объединенные в группы: двухплунжерные, трехплунжерные, пятиплунжерные и т.п.
          Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода.
          На картинке вы можете увидеть трехплунжерный насос.

          Крыльчатый насос

          Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
          Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
          Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

          Конструкция:
          Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении

          Сильфонный насос

          Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон («гармошку»), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
          Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
          Основное применение — выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

          Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.

          Пластинчато-роторный насос

          Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость «на сухую», т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.

          Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
          Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
          Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

          Шестеренный насос с наружным зацеплением

          Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
          Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

          Принцип действия:
          Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.

          Шестеренный насос с внутренним зацеплением

          Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

          Принцип действия:
          Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
          При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разрежение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
          Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
          При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.

          Кулачковый насос с серпообразными роторами

          Кулачковые (коловратные или роторные) насосы предназначены для бережной перекачки вызких продуктов, содержащих частицы.
          Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)
          Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200. 400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.
          Применяются в пищевой и химической промышленности.

          На картинке можно посмотреть роторный насос с трехлепестковыми роторами.
          Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.
          Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.

          Импеллерный насос

          Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) является разновидностью пластинчато-роторного насоса.
          Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счет этого при вращении рабочего колеса изменяется объем между лопастями и создается разрежение на всасывании.
          Что происходит дальше видно на картинке.
          Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).
          Преимущество — простота конструкции.

          Синусный насос

          Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
          Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

          Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
          Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.

          Синусный насос

          На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
          При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.

          Винтовой насос

          Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.

          Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

          Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

          Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.

          Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.

          Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
          Преимущества винтовых насосов:
          — самовсасывание (до 7. 9 метров),
          — бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
          — возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
          — возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

          Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.

          Перистальтический насос

          Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
          Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

          Принцип работы:
          При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.

          Вихревой насос

          Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
          Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

          Принцип действия:
          Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.

          При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.

          Газлифт

          Газлифт (от газ и англ. lift — поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.

          В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, а другой — труба, в которой находится газожидкостная смесь.

          Мембранные насосы

          Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
          Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

          Принцип работы:
          Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

          Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
          Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны

          Оседиагональные насосы (шнековые)

          Оседиагональные насосы (шнековые)

          Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
          Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
          Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.

          Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)

          Центробежный насос

          Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
          Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.

          Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов — износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
          Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.

          Многосекционный насос

          Многосекционные насосы — это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.

          Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.

          По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
          (по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).

          Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.

          Трехвинтовой насос

          Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта — до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
          Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.

          Насосы этого типа применяются:
          — на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
          — в системах гидравлики,
          — в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.

          Струйный насос

          Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.

          Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
          Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
          для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

          Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды — водоструйными насосами.
          Насосы, отсасывающие вещество и создающие разрежение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением — инжекторами.

          Гидротаранный насос

          Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.

          Принцип работы гидротаранного насоса:
          По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
          Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
          Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.

          Спиральный вакуумный насос

          Спиральный вакуумный насос представляет собой объёмный насос внутреннего сжатия и перемещения газа.
          Каждый насос состоит из двух высокоточных спиралей Архимеда (серповидные полости) расположенных со смещением в 180° друг относительно друга. Одна спираль неподвижна, а другая крутится двигателем.
          Подвижная спираль совершает орбитальное вращение, что приводит к последовательному уменьшению газовых полостей, по цепочке сжимая и перемещая газ от периферии к центру.
          Спиральные вакуумные насосы относятся к категории «сухих» форвакуумных насосов, в которых не используются вакуумные масла для уплотнения сопряженных деталей (нет трения — не нужно масло).
          Одной из сфер применения данного вида насосов являются ускорители частиц и синхротроны, что само по себе уже говорит о качестве создаваемого вакуума.

          Ламинарный (дисковый) насос

          Ламинарный (дисковый) насос является разновидностью центробежного насоса, но может выполнять работу не только центробежных, но и прогрессивных полостных насосов, лопастных и шестеренчатых насосов, т.е. перекачивать вязкие жидкости.
          Рабочее колесо ламинарного насоса представляет собой два и более параллельных диска. Чем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость может перекачивать насос. Теория физики процесса: в условиях ламинарного течения слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе: слой, наиболее близкий к неподвижной трубе (так называемый пограничный слой), течёт медленнее, чем более глубокие (близкие к центру трубы) слои текущей среды.
          Аналогично, когда жидкость поступает в дисковый насос, на вращающихся поверхностях параллельных дисков рабочего колеса образуется пограничный слой. По мере вращения дисков энергия переносится в последовательные слои молекул в жидкости между дисками, создавая градиенты скорости и давления по ширине условного прохода. Эта комбинация граничного слоя и вязкого перетаскивания приводит к возникновению перекачивающего момента, который «тянет» продукт через насос в плавном, почти не пульсирующем потоке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *